電解水制氫可行嗎[朗讀]

5月21日，由中國電池聯盟、中國電子節能技術協會電池專委會和中國化學與物理電源行業協會氫能及燃料電池分會(籌)聯合舉辦的「2019新型制氫技術與加氫站建設高峰論壇」在蘇州隆重召開，中船重工第718研究所高級工程師陶志傑作了題目為「可再生能源大規模電解水制氫可行性與商業化路徑」的演講。以下為陶志傑演講全文：
從氫能源的結構來說，可再生這塊，我國的結構是在5—6，我們認為可再生能源是在生物制能、熱能等，相對於窮盡的資源，它的分布性非常廣泛，除少兩的可再生能源可以利用外。
可再生能源電解水制氫的可能性。常規的建設是以傳統能源為主的主要是電力系統，基本上還不能完全滿足波動性可再生能源的併網運行要求，但是在這方面，對電力的基礎設施整體改造和技術升級的話，可再生能源發頂大規模併網仍存在技術障礙。而且我國的資源稟賦條件呈現負荷和資源逆向的特點。比如說在西北地區，或者是東北地區風和光的作用都好，但是又沒有什麼大型的用電中心，但是在華東、華南、西南地區，水利是比較發達的，在這邊尤其是西南這邊，它有一些環保上的要求，造成的也是可利用度不高？
檢測和測量方面也要做出相應的判斷，這裡面就要用到大數據的系統，控制系統方面，除了信息檢測、數據傳輸，趨勢預測、最好是有自主學習的系統設計，不斷地學習你之前沉澱下來的數據，能夠輔助你前面關於趨勢的判斷與預測，這樣達到你便利與設備的一個耦合。同時不光是風、光這些能量，包括風光互補等這些方面的東西，都需要你做出預測的解決，包括系統部分。同時，在這裡面也要進行新型的方案，包括我們和張院士的上海大學這邊也是有一些研究，包括新型膜技術，弱鹼性電解槽，因為現在鹼性的電解槽運轉溫度比較高，基本上85度或者是95度的正負溫度，在25—30%的運行環境下，這樣的情況下，一般的金屬都會多多少少要產生一些問題。這時候我們查到的有些數據，在某些情況下雙向的都是有特性的，這個又會增加你組織設備的，所以大規模應用成本方面是一個重要的原因。弱鹼性適應性其實我們看到的是類似的，我們看過的都知道質子交換膜電，實際上還有另外一個，因為氫是新能源，還有一種是陰離子的技術，這是在弱鹼性情況下進行電解，把電子密度提升到0.6—0.8。這塊也有可能成為將來的新型電解槽研發的方向。簡單分享一下，在水電解制氫，這個使用費用裡面，這個用電的費用占到水電成本的70—90%，規模越大所占規模越大。其他按照市價，這裡面的數據基本上取自2018版的制氫基礎設施建設，根據這些來測算的，電價0.2元的時候制氫成本是0.74，0.3元的時候制氫成本0.99，電價0.恩33元的時候，與加氫站制氫成本相當，當電價在0.046元時，與煤制氫成本相當，但是裡面提到，採用可再生能源制氫，所產生的溫室氣體制氫，水能電解是0.4，風能是2.89，基本上是其他制氫方式溫室氣體的2%，根據我國現有資源稟賦來說，基本上我們全國氫氣能源布局上，西南地區主要是氣、水、電比較多的地方，再洽談一些氣、水、電直接面臨的方式，來服務於後面的像咱們提到的，合成氨和天然氣。在西北、東北、華北地區，張家口那一帶，東北地區就是大興安嶺都是有很好的，還有甘肅電力他們也是有非常非常好的風和光合資源，在相應的這些地方也是開展適應性比較強的可再生能源大規模電解鋁製氫。因為根據我們的調查，水電站舉個例子，建站初期設備投資成本比較高但是它的運營成本是多？一度電8分錢左右，產生的氣電很大，如果這時候一毛左右的價格，對於水電站來說願意去做，但是這塊有一些瓶頸，還需要電力板上有些突破，好在很多地方頒布了政策，像佛山市頒布了條例，在加氫站建設方面，根據你日加入能力和年限，分別給予200萬和800萬的補貼，如果你的氫氣售價40元一公斤給你補貼20元，35元，給你補貼11元，30元，補貼9元，始終讓你的氫能售價在20元每公斤左右，這樣讓你的手中能夠接受，大概是20塊錢一公斤的氫氣成本去做。根據數據測算出來的成本，大概你的電價在0.12—0.13元左右。
武漢經濟技術開發區在加氫站審批管理辦法也出台了政策，明確了加氫站的報建、建設、審批、經營等相關的事情，做了一條龍的實施方案，也給很多的在氫能方面發展忙面的地方也提出了很好的示例。去年四川省人民政府關於深化四川電力改革的過程中，對於電解氫綠色高載能產業，實施倒掛電價0.3元的措施，這對於我們真正的使用還是有一些差距。但是這已經邁出了比較紮實的一步，因為我們當時去四川那個地方談過三個項目，基本上全是到這個環節以後出現的狀態。所有的利好消息，包括國家的頂層設計，我們相信可再生能源電解鋁製氫商業化的路徑越來越明朗，而且在前期將關鍵技術逐步分析加以解決以後，然後這條路線已經是越走越順暢了。實際上國家關於可再生能源的制氫方向，實際上從很早就開始布局了。領導的眼光都是非常遠大的。像以前的863計劃與可再生能源與情能技術重點專項，2006年的863計劃，先進能源技術領域，氫能與燃料電池技術專題，提到加氫站和其他技術。實際上他當時提出這些是對的，是針對2008年奧運會。2008年也是計劃，低成本太陽能制氫，儲氫和輸氫技術。我們經常性地會觀察科技部下發的指南，然後各個省廳做了一些試行，然後就會根據相關國家的發展計劃，再制定一些地方性的條例。2008年的863計劃寫到，制氫燃料電池的技術，高效廉價制氫綏化及、70mpa高壓氫氣加註系統關鍵技術及裝置。這都是十多年前關注以前的國家863計劃，國家很早就開始布局這項工作了。2011年的計劃，是放在現代交通技術領域，電動汽車關鍵技術與系統集成，高效低成本制氫技術及儲氫裝置研發，高可靠性的小型撬裝水電解制氫裝置的研究，這在張家口有一個。相關的子課題，我們作為整體的承擔單位，雖然我們也算是央企，但是現在的項目申請一般是產學研資四個單位去申請的。2012年發展新能源電池領域，分布式系統裡面，關於儲氫的研發與示範。2014年瘋癲耦合制、儲氫燃料電池發電柔性撒網系統開發及示範。2018年是可再生能源與氫能技術重點專項。實際上2019年今年我們還可以看到，第五項氫能裡面，用加壓加註關鍵設備我們也在寫東西，整個從2006年開始國家的計劃，實際上它要給你一個探索導向的，然後目標導向類，原型機樣機示範運行，然後到小型化裝備驗證，最後到放大應用類產業化，這整個是按照這個路線來的，不管是在制氫，在光伏，燃料電池方向，現代交通領域等，都是以這樣的目標來的。我們在其中承擔了高效低成本和動力驅動兩個，基本上對可再生能源直接制氫這塊有著一些深的感悟。
中船重工七18所創立於1966年，是唯一一所化工化學研究的，從事人、機、環幾個生命垂直系統，所以我們成立之初最出是軍品，在90年代左右，通過軍民融合的技術，通過國家火炬計劃推廣，市場占有率100%，現在單位的整體分布兩地六區，本部四塊，然後分布還有一個特殊氣體的產業園，人員2000人，博士碩士410人。我們所從事的氫能團隊就可以看出來，為什麼我們敢說在制氫領域有底蘊的，除了50年的研究以外，從事氫能研究的主要幾個單位，一個是制氫設備工程部，凈化設備工程部、應用化學工程部、從事化學檢測、環境評價、計量標準、氣體標準物質的研究等。負責中國船舶化學物質的研究分析，有專門的儀器，環評。分析儀器和安防工程部，主要從事儀器的研發，包括我們軍方用的氫氣、氧氣、二氧化碳，可燃氣體、氨氮等都有應用。相當於從製備、檢測這方面都是這樣的。然後公司是全資子公司？
我們希望充分發揮我們所的優勢，當然在座很多的朋友都是我們的合作夥伴，能夠與國內外各類合作夥伴一起深化合作關係，共同推動我國氫能產業的發展，我們作為中國船舶重工集團公司，氫能產業鏈的牽頭單位，負責整合整個集團公司712所、714、715所各自在整個氫能產業鏈上進行全面的工作。