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怎么样能降低电解水制氢的成本呢
发布时间:2024-01-29 20:28:19   作者: 半岛综合

  电解水制氢气是通过电能向水提供能量,打破水分子的氢氧键来产生氢气的方法。

  工艺简单无污染,生产效率一般为75%-85%,每立方米氢气电耗为4-5kW·h,由于电费占水电解制氢总生产所带来的成本的80%左右,竞争力不高。

  这就引出了两种减少相关成本的途径:一是降低电解过程中的能耗,二是使用低成本的电力作为制氢的原料。

  目前电解水制氢主要有三种技术:碱性电解水、质子交换膜电解水(PEM)和固体氧化物电解水(SOEC)。

  其中,碱性电解水是最成熟、工业化程度**的制氢技术,但其电解效率只有60-75%。国外开发的质子交换膜技术和SOEC技术都能有效提升电解效率,尤其是质子交换膜技术已引入国内市场。

  中国大工业电价低于世界中等水准,西北地区电价**。与其他**相比,中国的工业电价处于较低水平。

  根据2016年的统计,中国工业电价平均为0.107美元/千瓦时,排名世界第八,仅为**的三分之一。相对低廉的电价为电解水制氢在中国的发展提供了有利条件。西北大工业电价低。分省份来看,谷峰电价分别排在河北省和安徽省**位。青海省峰谷电价**,全国谷电价平均0.33元/千瓦时,峰电价平均0.90元/千瓦时。西南、西北地区大工业用电价格普遍低于全国中等水准,对发展电解水制氢、节约能耗更为有利。

  西北弃风弃电,可电解水制氢。我国弃风弃电问题突出,有利于电解水制氢。近年来,新能源持续加快速度进行发展已远超于电网承载能力,新能源消纳矛盾十分突出。弃水弃风电量逐年增加。目前我国正在大力推广可再次生产的能源,大量弃风弃水造成的弃电是电解水制氢发展的有利条件。

  2018年,全国弃风弃电277亿千瓦时,其中西北地区166.9亿千瓦时,占全国的60.25%,其次是华北地区(占全国的33.68%)和东北地区(占全国的5.45%)。

  如果每立方米氢气用电量为5千瓦时,全国弃风发电可生产55.4亿立方米高纯氢气。

  2018年,风电弃风率排名前三的省份分别是新疆、内蒙古和甘肃,全国平均风电弃风率为7%,均超过10%。由于可再生资源丰富,西北各省也是电价**的地区。

  虽然我国每年产生大量的弃风弃电,但由于弃风弃电产生的电压不稳定,难以大规模推广,解决电解水制氢的成本问题并不是**选择。

  全国大工业电价平均价格为0.61元/千瓦时。以光伏系统投资所需成本(5元/W)和全国年均有效利用小时数1150小时计算,目前光伏系统发电成本为0.5930元/千瓦时,已经低于大工业电价。

  受益于PERC和双面技术的应用和普及,光伏系统投资不断减少,预计2019年将低至4元/W,部分项目可达3.5-3.6元/W的水平,光伏系统投资4元/W时,对应的电费为0.5121元/kWh。

  2019年4月,**发改委发布《关于完善光伏发电上网电价机制的通知》,将基准上网电价改为指导价,确定ⅰ-ⅲ类资源区新建光伏电站指导价分别为每千瓦时0.40元、0.45元和0.55元,进一步促进光伏产业平价上网。

  2018年,全国风电平均利用小时数为2095小时。考虑到7%的弃风率,实际平均利用小时数为1948小时。以7500元/千瓦的投资所需成本计算,目前全国风力发电成本约为0.3656元/千瓦时,低于光伏发电成本。