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國家五部委發文支持光伏制氫!原理及項目匯總

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2022-1-21     瀏覽次數:    

工業和信息化部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、農業農村部、國家能源局近日聯合印發《智能光伏產業創新發展行動計劃(2021-2025年)》,提出支持智能光伏制氫等試點示范項目建設,加快開展制氫系統與光伏耦合技術研究。同時,支持建設一批光伏儲能、光伏制氫等系統驗證平臺,加強多領域橫縱聯合。

2021年11月30日,我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目正式啟動。

新疆庫車綠氫示范項目是國內首次規模化利用光伏發電直接制氫的項目,總投資近30億元,主要包括光伏發電、輸變電、電解水制氫、儲氫、輸氫五大部分。項目將新建裝機容量300兆瓦、年均發電量6.18億千瓦時的光伏電站,年產能2萬噸的電解水制氫廠,儲氫規模約21萬標立方的儲氫球罐,輸氫能力每小時2.8萬標立方的輸氫管線及配套輸變電等設施。項目預計2023年6月建成投產,生產的綠氫將供應中國石化塔河煉化,替代現有天然氣化石能源制氫。預計每年可減少二氧化碳排放48.5萬噸,將為當地GDP年均貢獻1.3億元、創造稅收1800余萬元。


當光伏遇見氫能,又一個全新的新能源應用藍海誕生了。太陽能制氫,這個已被提出40余年的新能源應用,在光伏產業邁入“成年”,氫能茁壯成長之際,迎來了歷史性發展時機。


太陽能制氫完全有可能成為大的儲能環節。我們可以在西部光照好的地方制氫,離網的制氫,通過電力的轉換裝置直接制氫,沒有任何二氧化碳排放,沒有任何的污染。


太陽能制氫的前世今生


早在200年前,人類對氫能應用就產生了興趣;從20世紀70年代起,氫能的制備和應用技術發展提速,全球出現了廣泛性的氫能研究潮。


1970年,科學家提出了“氫經濟”的概念;就開展了氫經濟的可行性研究。到了近30年,隨著環境污染的日趨嚴重、能源更替、可再生電能供應等情況,氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新能源,被視為最具發展潛力的清潔能源。


氫能產業的發展史,伴隨著制氫技術的不斷發展。目前工業上制備氫氣的方法可分為:煤氣轉化;熱化學法;生物制氫;電解水制氫;生物質熱解技術等。其中,使用化石燃料作為主原料的煤氣轉化法,占世界氫氣制備總量的96%。


雖然電解水制氫所占比重不足4%,太陽能制氫比重更是所占比例甚微,但太陽能制氫也有著40年的發展歷史,并被看作是最具前景的制氫方法之一。到目前為止,對太陽能制氫的研究主要集中在:熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫等。


其中,將太陽能發電和電解水組合制氫組合成系統的技術,是主流發展方向。從世界范圍來看,太陽能發電產業已經進入到了相對成熟的階段。全球光伏發電裝機總量從2013年的135GW,逐步增長到2017年的386GW,再飛躍到2018年的480GW。并且,光伏發電轉化率記錄不斷被刷新,光伏技術取得了長足進步。


從量到質上,太陽能制氫已初步成熟。


我國太陽能制氫發展前景


在我國,目前氫能產業主要以燃料電池為關聯的氫工業應用為主,促進著新能源汽車、分布式供能等新興產業的發展。


特別是近期,隨著“十城千輛”的氫燃料電池汽車推廣計劃的風聲漸起,包含北京、上海、成都、蘇州、張家口等在內的十個城市將率先在2019年推廣氫燃料電池汽車。以氫燃料電池汽車為切入點,我國“氫都”四起。


回看制氫和供氫環節,據數據統計,截至2018年末,我國在建的加氫站有33座,建成的加氫站僅15座,其中10座為固定式,且大部分站的日加氫能力在200公斤以下;而日本已建成94座、德國56座、美國40座符合SAE標準的加氫站。


相對于傳統大規模工業制氫的落后于人,我國在太陽能制氫上有著無可比擬的優勢。目前,在光伏新增裝機和總裝機量上,我國都領先于世界;多項光伏先進技術和世界紀錄都在我們手上;尤其是我國光伏發電消納的需求,也給了太陽能制氫發展的契機。


10MW光伏每小時可制造10立方的氫氣,25平方公里的光伏發電列陣,可以做一個小型的制氫城,一年可以產100萬噸的氫氣,100萬噸的氫氣完全夠我們未來幾年用。初步計算,在光照好的地方,制氫的光伏發電成本大概在1毛5分錢一度電,是大幅度低于現在制氫的電力成本。


太陽能制氫,實現了清潔能源生產清潔能源,并可以有效地消納光伏發電,可以實現兩種重要新能源之間的有效結合應用。隨著光伏發電和電解水制氫技術的不斷發展,成本的逐漸降低,太陽能制氫將能逐漸滿足商業化的要求,成為我國能源安全和能源結構調整的又一生力軍。

國內已簽約光伏制氫項目超25個(附光伏制氫項目表)

隨著光伏發電成本的持續下降,氫能產業發展逐漸步入快車道,光伏制氫的競爭力也將逐漸增強,為我國構建清潔低碳、安全高效的能源體系做出貢獻,太陽能光伏制氫未來將大有可為。


據北極星氫能網統計,截止日前,國內已簽約(包含已建、在建項目)光伏制氫項目超過25個,并且風電、光伏行業不少企業已經行動起來,拉開新能源+氫序幕。


以下為項目表:






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