近日，中國綠色制氫與應用高峰論壇在長春順利舉辦。華北電力設計院田江南老師為與會嘉賓做《可再生能源制氫關鍵技術與經濟性分析》演講報告，對在“氫熱”背景下可再生能源制氫的關鍵技術和經濟性進行案例分析，從成本和技術上對電解槽類型、DC-DC、氫氣純度以及能耗等方面進行全方位解讀。


田江南：中國電力工程顧問集團華北電力設計院高級工程師

自“碳達峰，碳中和”目標被提出以來，氫能便一躍成為最熱的能源風口。“超1/3央企布局氫能”，看似火熱的背后也有需要冷靜思考的問題，“綠氫的成本仍然太高，在技術上可行，在經濟上有可優化的空間”田江南表示。

隨著能源載體的轉變，碳與氫的比重也在隨之變化，從木材到煤炭、石油、天然氣、氫，碳的比重逐漸減小。氫氣的應用正在隨著能源結構的調整而逐步增多，在煉油、化工、冶煉、電子等行業都有氫氣的存在和運用。例如，利用氫氣對發電機進行冷卻，發電機的出力提高了20%~35%。



關于不同類型的電解槽差異和優勢，田江南強調，相對于進口的PEM電解槽，國產堿水電解槽更具有成本優勢，并且國產堿水電解槽設備單臺出力較大，適用于大型制氫項目。“如果提高了電流密度，可以使制氫設備的占地面積減小，一定程度上壓縮了人力物力財力，會節約整體項目造價”

對比堿性水電解槽和PEM電解槽，所產氫氣純度分別為99.8%和99.95%。根據國家標準，針對電子工業所需氫氣純度的特殊性，電子工業用氣體氫的質量純度需要符合相關技術指標。田江南為大家解釋了國標水電解制氫系統技術要求，水電解制氫系統的工作壓力分為常壓（<0.1Mpa）、低壓（0.1Mpa~1.6Mpa）、中壓（1.6Mpa~10Mpa）三種。根據固定式水電解制氫系統和移動式水電解制氫系統的不同特點，田江南得出結論：“單臺制氫設備出力500Nm3/h以上、大規模工程項目不適宜撬裝（移動式水電解制氫系統）。”而關于水電解制氫系統的能耗問題，根據項目可以得出交流電能能耗結論：隨著單臺制氫設備出力的增大和系統規模的增大，制氫系統單位能耗和制氫系統能效值越低

最后，關于近期熱議的風電制氫話題，田江南首先講到了氫氣的安全性，通過氫氣汽車與汽油汽車燃料泄露的燃燒對比試驗可以看到，由于氫氣密度低的物理特性，氫氣在燃燒時沒有蔓延燃燒的特點，因此相對安全。在制氫站的布置上，氫氣站、供氫站、儲氫罐與建筑物、構筑物的防火間距也是需要重視的問題。應嚴格按照規范布置，例如：臥式氫氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐直徑的2/3；立式罐之間、球形罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐的直徑。一組臥式或立式或球形氫氣罐的總容積，不應超過30000m³。組與組的防火間距，臥式氫氣罐不應小于相鄰較大罐長度的一半；立式、球形罐不應小于相鄰較大罐的直徑，并不應小于10m。