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今日讯！欧阳明高：碱性电解制氢技术有长期竞争力，设备性能及生产方式优化空间巨大
发布时间：2023-06-19 18:27:09 文章来源：清华大学车辆与运载学院
2023年世界氢能技术大会，中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士

2023年世界氢能技术大会，中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高做了题为《绿色氢能研发与产业化进展及技术展望》的演讲，就绿氢制备技术、氢能大系统集成、氢储能等诸多话题分享了团队的产品和研发进展。以下为演讲摘录。

碱性电解技术具备长期竞争力，是中国电解槽的发展趋势和优势产品

绿氢制备，我认为或许是比燃料电池更大规模的产业。因为燃料电池作为发电装置，还有其他多元化的氢发电装置，但是通过电解水来做绿氢制备，目前看来，还是唯一的途径。


(资料图)

目前看，电解水有三种技术路线——固体氧化物，国内的水平还需要发展一些时间，我想真正的规模化可能要在2030年前后。质子交换膜，目前成本偏高，寿命还是个问题，且需要各种贵金属。现在，欧洲市场已经发现质子交换膜电解水在寿命上有问题，但它国内运转时间很短，所以这一问题，国内还没发现。目前，中国的优势还是在碱性电解——它是性价比最高、在国际上具有优势的电解水装备，是实现大规模、长寿命、低成本制氢的主流技术。当然，碱性电解水有很多缺点，我们认为，它还有很大的优化潜力和挖潜的空间。碱性电解槽不是过渡产品，是个长期具有竞争力的一个产品，应该成为中国电解槽的发展趋势和优势产品。

中国碱性电解水设备性能优化的潜力和生产方式的革新还有很大空间

我们推出了碱性电解产品“氢舟?”，具备三大优势：安全、高效、智能。我们改变了中国圆形电解片的传统格局，使流场更均匀，效率更高。我们大量使用数字化技术，可以远程更新程序，更智能。这都是我们认为行业发展需要注重的技术。同时，现在的电解槽一旦出现问题，需要拉回厂家进行修理和保养，从工业的角度这是不合适的。而我们的碱性电解产品在运行了5000小时后，在现场12小时内完成了单片的直接更换。这是目前传统电解槽做不到的。

此外，在部分负荷的效率即最高效率上，氢舟?可以做到3.98kWh/Nm?，即每立方米氢气4度电。这已经达到80%以上的效率，非常高了。

总结而言，氢能与风光电伏结合正在成为新趋势，电解水制氢装备产业化给氢能领域带来活力，中国碱性电解水设备的性价比全球领先，但性能优化的潜力和生产方式的革新还有很大空间。

绿电制氢大系统需要克服一系列关键技术问题

此外，还有制氢大系统的集成技术和关键工程问题。这关联到一系列问题，比如安全问题，又如控制问题。跟踪波动性的风光，可以通过改变电解槽开和停的规律来解决。要做到这些，需要克服无数难关——比如说绿电波动性导致的制氢安全问题，氧中氢达到一定浓度后，很可能会带来安全问题。所以我们现在建设了仿真平台，来模拟场景，解决问题。在氢安全方面，我们制造了装置来检测氢气的泄漏，在北京冬奥会期间保障氢能的运转安全，包括保障冬奥会的火炬安全等。安全监控、大数据、安全预警等，也都需要进一步加强。

以绿氢制备的商业价值为源头推动，以多元化、大规模商业示范应用为龙头拉动，带动绿色氢能全产业链发展

氢能产业面临一系列挑战，首先就是产业链各环节多元化的技术选择。氢能是个很长的技术链条，每个环节都有多种选择。找不到主流技术，怎么办？我们认为，不存在统一的模式和标准的解决方案。因事制宜、因地制宜，国情决定路线，场景定义产品。

国情决定路线，如何理解？比如说日本自身没有氢气，需要从外部输送，他就需要大量制造氨。而我们有氢气，就没有必要换成氨。再比如，欧洲和日本的电力都很贵，而中国的电力相对低廉。所以日本的燃料电池甚至可以用于家用，而中国去推广这一路线就很难了。所以，国情决定路线，场景定义产品，没有标准答案。

其次，氢的核心问题，是成本。成本高就没有竞争力，就推不开。降低成本需要精心的筹划。比如说，分布式发电可以用燃料电池，集中式就不能用燃料电池，还得用锅炉的掺烧。这就是多元化的发电技术路线。小规模、小功率、兆瓦级用燃料电池可以的，但也有氢燃气轮机，也有掺氢锅炉。中国正在大规模搞煤电的灵活性改造，面临的问题是部分负荷下不去，因为煤的燃烧稳定性不好。如果掺氢进去，用氢极佳的燃烧特性，就可以把负荷拓宽，同时降低碳排放。煤电厂是不会消失的，并不是要把火电厂去掉，它将来是要作为调节电厂而存在，关键是燃料要逐步替代。

展望未来，氢能产业链要以绿氢制备的商业价值为源头推动，以多元化、大规模商业示范应用为龙头拉动，带动绿色氢能全产业链发展。

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