资深氢能专家交流-20240306

资深氢能专家 Q：在氢作为能源转化中，管理和安全方面有何新变化？ 资深氢能专家 A：过去，氢气主要在化工园区作为传统危化品管理。随着氢能作为二次能源的角色逐步被认可，管理逐渐过渡到不同阶段按比例进行。例如，天然气最初也是作为环保能源使用，后逐步演变为民用和车用燃料，并由住建部门进行管理。 Q：在氢作为能源转化中，管理和安全方面有何新变化？ A：过去，氢气主要在化工园区作为传统危化品管理。随着氢能作为二次能源的角色逐步被认可，管理逐渐过渡到不同阶段按比例进行。例如，天然气最初也是作为环保能源使用，后逐步演变为民用和车用燃料，并由住建部门进行管理。目前，氢气从危化品向能源转化中存在限制，譬如电解制氢设施需要靠近化工园区，以减少成本。不过，河北省在风电场的自供自用实践，及其他省份政策逐步放宽的情况下，表明了这一转变正在逐步实现。 Q：新政策对氢能快速推进有何影响？ A：内蒙古的政策允许在县级批准建设加氢站，加速了项目进度。此外，在风光资源丰富区域如内蒙古推行的风光氢项目，实行20%上网电和80%就地消纳，也有助于氢能的推广和应用。山东的氢能计划和其他省份的政策刺激了氢能行业，特别是提出的“氢能十万家”计划。 Q：如何减少氢能推广中的成本？ A：全球氢能推广的难题在于降低购车成本和运行成本。在交通领域，国内推广重卡、公交车等，能够较低成本构建加氢站网络；此外，高速公路免收氢能汽车通行费是降低运行成本有效方法。例如，山东省的高速公路对氢能车免收通行费策略，可以大幅降低重卡的运行成本，提供了车辆拥有者更多的激励。 Q：氢能领域的未来规划和展望是怎样的？ A：氢能被定位为国家能源体系的重要组成部分，未来旨在支持低碳转型、推动制造业绿色发展。政策将支持钢铁、化工等高碳排放行业的低碳化改造。此外，工信部关于制造业绿色发展的指导意见强调了氢能作为能源转型的重要抓手，以及氢能交通作为氢能发展的突破口。国际形势，如欧盟的碳边际调节税等，也可能推动氢能政策的发展。 Q：当前氢能下游应用和市场空间有哪些情况？A：下游应用中，交通领域视为氢能应用的先行者，由于其对氢气价格的容忍度较高。甲醇作为新能源解决方案引起了关注，特别是在航运领 域。合成氨作为载体和终端应用的路线也受到关注。此外，气态氢的大规模长期储存能够解决跨季节的能源供应问题，显示了氢能在储能和清洁能源转换中的巨大潜力和市场空间。 Q：氢气作为危化品在全国推广的可能性以及节奏，可以进行怎样的展望？是否可以用天然气推广的过程作为参比？ A：氢气作为危化品推广是一个逐渐的过程，尽管氢气相对天然气和汽油的安全性讨论得较多，但目前还缺乏充分的实际应用经验。可以参照天然气推广的经验，即从安全的角度逐步理解并掌握每个环节，通过成熟的管理方式进行分阶段管理。在天然气案例中，虽然在装载使用天然气的车辆内可以进行吸烟，这得益于对车辆安全的充分考察，并不意味着在运输等其他环节不需要按照危险品标准来管理，同理，氢气作为能源在到达最终消费点后，可以不再简单地按照危化品管理，而是采用更适合民用能源的管理方式。目前，这一过程已经开始，比如20年的时候，已有提议不要再按照危化品来管理氢气，规划氢气的民用能源转化是一个漫长的过程，并涉及双重或分段管理的概念。 Q：山东省免收氢能车辆通行费对当地财政的影响是怎样的？全国范围内推广的难度如何？ A：山东省免收通行费对财政的影响肯定存在，但山东有推广清洁能源车辆的义务，这已被财政考量充分考虑。山东的高速公路公司在合并后属于同一经济实体，因此在考核上充分考虑内部资金流动。在免收通行费的举措中还有其他好处，比如促进ETC的使用和科技部门的审核。对于其他省市而言，此类政策可能具有促进作用，但实施难度可能与当地情况相关，如成都和重庆互联互通的事例，各省探索用技术发展来推广氢能车 辆。而直接补贴似乎财政压力大，地方政府更倾向于减少未来收益来推广。因为氢能车辆带来的经济发展和收益可能会弥补这一减少，综合效果可能是正面的。山东省的政策可能会对其他地区起到示范作用。 Q：关于沥青成本端，电解槽的降价空间及降价手段有哪些？是否能从技术及系统层面进行分析？ A：缺失，文本中没有提及关于电解槽降价的具体内容）Q：关于电解槽的当前价格情况能否提供具体的数据？ A：当前，碱性电解槽每立方的价格大概在7500元左右，而一个五兆瓦的系统售价大约是750万元。对于碱性电解槽来说，这个价格仍然相当昂贵，目前每立方的成本还在几万块钱。从大安的中标价来看，一个50兆瓦的项目总成本大约是2.9亿元。 Q：您认为碱性电解槽的成本降低有哪些方式？ PM（质子交换膜）电解槽的成本前景如何？A：碱性电解槽目前降低成本的两条主要路线是提高电流密度和增大产能。提高电流密度具有较高的代价，比如需要使用更昂贵的催化剂或更薄的复合膜。而提高产量，通过从1000立方规模做到2000或更大规模的电解槽，可以减少端板使用和单面积成本，这是目前非常重要的一个降本方向。但因为电解槽超过50吨将增加运输和吊装的成本，所以现在其实也已经接近极限阶段。至于PM电流密度的提高仍然是降本的主要方式。预计若电流密度得到提升，PM的成本有可能减少至大约6000元每立方，这是一个非常乐观的看法，可能在2027至2028年实现。 Q：通过增大电解槽体积的规模，预计降本幅度有多大？ A：增大体积的降价幅度并不会非常大，因为已经接近极限。尽管有试图通过扩大体积和提高电流密度来降低成本的尝试，但大电流密度会造成 气体对催化剂冲击，导致催化剂脱落，加剧衰减。有些电解槽的衰减率每1000小时就能达到 2%至3%，这将影响其达到8万小时的使用寿命。因此，技术的进步对于同时保持成本降低和产品寿命是至关重要的。 Q：未来氢气运输发展趋势及其决定因素是什么？制作成氨和甲醇作为运输的路径与管道运输比较，您怎么看？ A：对于氢气的运输，当前主要的路径之一是通过高压管道。同时，很多项目也在探索制作成氨和甲醇的方式。但是，制成氨和甲醇的方式会导致效率损失，因为每一次化学物质的转化都会降低氢的利用比例。如果氢气是为了应用在汽车上，我们更希望能够直接利用氢气，而不是通过将其转化为甲醇或者氨，再还原为氢气的过程，因此直接利用效率更高。目前来看，管道运输可能需要一些时间才能发展成熟。在这个过程中，将氢转换成甲醇，再还原回氢也是有可能的。长期来看，如果拥有管网，能够将西北、华北及东北等地的氢气运输到需要动力的地方，与电网互补，这将非常有利于国家的能源安全。从这个角度出发，如果不是为了出口或者特定用途的甲醇需求，转换成氨或甲醇再转回氢气的方式并不是必须的。对于氢气作为能源载体的未来，看起来可能主要适用于出口或特殊情况下的需求，而大部分内需未来很可能依赖于短途运输或直接利用的策略。 Q：氢能在各个应用领域的经济性拐点是否与其价格从高到低及其应用的顺序相匹配？能否分享氢能市场应用开拓的顺序及时间点？ A：是的，氢能的应用顺序大致与其价格降低的顺序相吻合。交通领域是氢能的引爆点，起初主要使用的是相对便宜的焦炉氢或电解食盐水产生的氢。由于氯气价格较高，目前仅靠交通来带动 氢能的大规模应用还不现实。化工厂的引入将是推动氢能应用的关键，通过规模效应和成本降低，将会进一步促进交通领域的发展。总的来 说，应用顺序大致为交通、化工、冶金、家用储能和水泥，再到储能领域。至于市场规模，交通特别是中型卡车在未来的氢气消耗量将会是巨大的，化工可能是第二大消费领域。储能虽然总量可能不大，但在能源安全方面非常重要。 Q：氢能电解槽的技术壁垒及其技术迭代将如何影响市场？ A：虽然大家可能觉得不同厂家间的差异不大，乃至使用相同的图纸或设计路线，但实际上在电解槽的结构、制造工艺、催化剂等方面都存在持续的技术进步。电解槽的技术迭代主要从两个方面入手：电流密度的提升和制造工艺的优化。传统工艺从全手工转向自动化生产线，提升了装配一致性。此外，流体分配和取热管理等方面还有较大的优化空间。因此，即便众多厂家出发点相似，各自的发展轨迹和优化点都会出现较大差异。业内厂家应更注重稳定性和一致性的提升，而非仅仅追求规模和重组。