太陽能——應用最廣泛的新能源,氫能——當下風口上的網紅能源,如何將兩者有效結合起來,最大化的應用到能源體系和社會消費體系當中,正成為研究氫能發展的重要課題。目前,我國主要的制氫方法包括化石能源制氫、化工原料制氫、電解水制氫和生物質制氫等,而化石能源制氫更是其中的主流,作為年產氫氣超過2000萬噸的世界第一產氫大國,取自化石燃料的氫氣占到了約95%-96%。但是,生產1噸氫氣平均需要消耗煤炭大約6至8噸,同時會排放15噸左右的二氧化碳,光伏太陽能發電此外還會產生大量高鹽廢水及工業廢渣。而更加環保且純度高的電解水制氫所獲得的氫氣產量卻只占了1%都不到,究其原因,無非就是制氫成本太高。

隨著用氫需求的增長、可再生能源用電成本的下降以及電網對清潔電力消納能力的提升,可再生能源電解水制氫的環保優勢更加突出。目前,我國的光伏發電裝機容量是全球第一,2018年統計達到1.4億千瓦。如果利用光伏電來制氫,或許將出現一個嶄新的局面。據了解,目前利用光伏電解水制氫主要有光伏并網集中制氫、全離網光伏制氫、光伏并-離網多模式制氫三種方案。而光伏并網集中制氫,由于能量變換級別較多,電的利用效率大概只有89%。而使用全離網光伏制氫,不僅能夠重新盤活光伏電站的投資,同時由于不受電網限制,還可以自定規模,獨立發展,而電的利用效率更是可以達到96%左右。隨著政策調整,技術創新,光伏發電成本正呈現低于煤電、核電、氣電的發展趨勢,光伏制氫也將逐步推廣普及。
利用我國在光伏發電領域的強大優勢,做到技術和資源上的整合,讓太陽能和氫能產生“1+1>2”的效應,充分解決隨著產業擴張而激增的氫氣需求量,這是完全可行的一條道路。另外,以智慧能源為背景的分布式能源系統中,氫能與光儲一體化相結合也已經成為重要發展方向。按照氫能市場發展遠期目標,到2050年,我國的氫氣年均需求量將達到6000萬噸左右,整個能源體系結構也將逐步從傳統化石能源為主,轉向以太陽能光伏為代表的可再生能源為主的多元化趨勢,光伏、風電可再生能源電解水制氫也將逐漸發展成供氫主體。相信在不遠的將來,太陽能和氫能攜手并進、有效補充的發展態勢將迸發出更耀眼的火花。
文章來源:氫能泡泡 微信公眾號
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