目前,全國處于籌備或建設中的“綠氫”項目已達30個。其中,超過20個項目選擇“光伏+氫”這一技術(shù)路線。
據(jù)了解,光伏水電解制氫是將太陽能發(fā)電和電解水制氫組合成系統(tǒng)的技術(shù),主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應制氫站制氫。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程,主要設備設施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎(chǔ)、接地裝置等,光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置,從而提高系統(tǒng)效率。
由于光伏發(fā)電作為國家鼓勵發(fā)展的綠色清潔能源,近年來裝機規(guī)模一直高速增長,但光伏發(fā)電具有隨機性、波動性、階段性供電等問題,增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。隨著光伏裝機規(guī)模的不斷擴大,光伏發(fā)電將面臨增加儲能的問題,而儲能問題正是所有能源問題中最重要的部分之一。
利用清潔能源電力電解技術(shù)得到氫氣,將氫氣存儲于高效儲氫裝置中,再利用燃料電池技術(shù),將存儲的能量回饋到電網(wǎng),或者將存儲的高純度氫氣送入氫產(chǎn)業(yè)鏈直接利用,可以成功實現(xiàn)兩種重要新能源之間的有效結(jié)合應用。
從技術(shù)層面來說,電解水制氫有著40年的發(fā)展歷史,技術(shù)成熟、設備簡單,運行和管理較為方便,制取氫氣純度較高,無污染,被看作是最有前景的制氫方法之一。
中國電力網(wǎng)注意到,和傳統(tǒng)的制氫方式相比,“光伏+氫”有幾個突出優(yōu)點:
首先,生產(chǎn)的原材料是“綠色的”,無論是水,還是其他用來發(fā)電的可再生能源,整體對環(huán)境友好,并且電解水制氫只會生成氫氣和氧氣,不會產(chǎn)生碳氧化合物對環(huán)境造成污染;
其次,“綠色氫氣”可以解決可再生能源發(fā)電過剩、發(fā)電間歇性,從而無法滿足電網(wǎng)應用需求的困境。
最后,制氫用的原料水是現(xiàn)實生活中最容易獲取的資源之一,因此不需要考慮原料的用量問題。
然而,高昂的耗電成本是大多數(shù)企業(yè)刻意回避水電解制氫的重要原因。如今,隨著大規(guī)模光伏技術(shù)的不斷進步,以及逐漸低廉的電價,目前多數(shù)地區(qū)維持在0.29元/千瓦時左右。近年來,光伏裝機規(guī)模的持續(xù)擴張以及發(fā)電成本的進一步下降,預計未來光伏制氫成本將進一步下降,進入發(fā)展正循環(huán)。
中國電力網(wǎng)查閱券商機構(gòu)分析報告發(fā)現(xiàn),到2025年,光伏系統(tǒng)度電成本將下降至0.22元/千瓦時,在光資源充沛的區(qū)域,光伏制氫電力成本有望達到0.15元/千瓦時,這將帶動制氫成本持續(xù)降低,擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。
業(yè)內(nèi)人士普遍認為,氫氣作為重要的工業(yè)原料以及清潔燃料,在未來幾十年里將形成競爭的格局。相信不久之后,光伏制氫的用電成本就會被限制在用戶可接受的范圍內(nèi),使光伏制氫成本低于傳統(tǒng)天然氣/煤制氫。而大規(guī)模的光伏制氫必將成為商用制氫的首選。
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