绿氢渗透率有望提升PEM制氢大有可为

8月22日，中国证券报记者在2023全球绿氢产业大会现场看到，整个会场座无虚席，来自产业界和学术界的行业大咖齐聚一堂。

通过各位嘉宾的演讲总结，记者深刻感受到，以煤制氢以及天然气制氢为主的氢气制备方式正在发生变革，即利用风能、太阳能等可再生能源发电，再电解水制氢的“绿氢”占比有望逐步提升。

从制氢技术路径上看，我国碱性电解水制氢技术和产品发展成熟，特别是在成本上拥有优势，而跨国企业在质子交换膜制氢技术(PEM)路线上领先。两种技术如何选择，抑或是合流发展？对此，华北电力大学氢能技术创新中心主任刘建国认为，现阶段我国以ALK技术为主流，但基于响应速度快，可调范围广等优势日渐明显，PEM制氢技术未来将大有可为。

2050年绿氢渗透率将达70%

灰氢指由天然气、煤等化石燃料生产的氢气，制取过程成本最低，但碳排放量高，在化工行业应用普遍；蓝氢是灰氢的“升级版”，在氢气生产环节配合碳捕捉和封存技术，能够减少大量碳排放，成本相应更高；绿氢则是利用风能、太阳能等可再生能源发电，再电解水生产氢气，成本最高。

事实上，氢是一种真正的清洁能源，其燃烧产物是水，尤为重要的是不会产生任何污染物。

中国氢能联盟理事长刘国跃此前撰文表示，绿氢在碳减排方面优势显著，是推动交通、化工、钢铁等碳减排难度较大行业脱碳的重要解决方案。

“截至2022年，我国氢气产量约3300万吨，绿氢渗透率尚处于较低水平，但未来存在较大提升空间。”中集安瑞科战略营销部副总监季浩华在会上表示，根据中国氢能联盟统计预测，到2030年我国绿氢占比将达到15%，2050年将大幅提升至70%。

“与此同时，2050年我国氢气总需求量有望接近6000万吨，在中国终端能源体系中的比重至少达到10%。”季浩华进一步表示，这意味着可减排7亿吨二氧化碳，产业链年产值约12万亿元。

中石化石油化工科学研究院有限公司首席专家荣俊峰表示，可再生能源制氢是实现工业碳中和的重要途径，未来将具有比化石能源制氢更好的经济性。

PEM尚处于商业化早期

“发展大规模、高效率、低成本、负荷可调范围广的电解水制氢技术是当下绿氢制备技术发展的关键。”刘建国在会上表示，根据从材料、性能、效率和成本四个纬度考量，ALK和PEM都有各自的优势和局限。

“虽然ALK技术成熟，成本较低，落地项目较多，但对电力波动的适应性较差，且运维成本高，限制了与可再生能源发电耦合发展的空间。”在刘建国看来，特别是在如车规级氢能等特定场景中，PEM技术的响应速度更快，可调节范围更广，可适应波动电源输入，未来大有可为。

不过，相较于ALK，PEM尚处于商业化早期，且现阶段也面临一些技术挑战。“首先是贵金属用量偏高，其次是寿命不太理想。”刘建国认为，减小析氧反应过电位及降低铱贵金属用量是实现PEM制氢技术大规模应用的关键突破口。

“目前，全球铱金属年开采量仅有5吨至10吨，且高度集中于南非。”刘建国表示，铂族金属、重稀土的供应，将会是零碳、低碳氢能源发展的一个关键因素。

会上，刘建国也提到了“ALK+PEM”混合制氢研究这一课题。他认为，两种技术路线的融合，有望在兼顾成本的基础上，获得更好的波动适应性，并且实现离网场景下电网配置和控制难度的降低。