中国碳中和创新论坛新能源系列闭门深度研讨会·海水制氢专题会现场
国务院发展研究中心原副主任、中国碳中和创新论坛学术委员会主席刘世锦主持会议并指出,当前能源革命潜力非常大,现在大的格局也比较清楚。第一,能源绿色化。第二,终端能源电力化,但是有一些场合很难电力化,所以需要一种流动的液体能源,大概率就是绿氢。这几年,海上风电的发展很快,但是风电并不稳定,有些风电离岸距离较长,因此应该考虑风电如何应用到实际的场景,以及解决不稳定的问题。海上风电变成绿氢的技术,当前仍存在难题;如果解决了这些问题,海水制氢将取得较大的进展。
与会专家围绕海水制氢发展进行了交流讨论。中国工程院院士、深圳大学特聘教授谢和平提出,海水制氢是我国抢占全球资源高地的快速途径。但海水制氢有三个难题:一是海水成分复杂,二是海水中杂质具有腐蚀性,三是催化剂失活。我国应鼓励海水制氢与海洋新经济产业融合发展,打造海水制氢能源平台,成立海洋绿氢国家工程技术研究中心,合力打造海水直接电解制氢的“产学研”示范标杆,以共同推动氢能前沿技术探索。
中国科学院大连化学物理研究所研究员、博士生导师王二东表示,通过在电极表面原位修饰氢氧化物选择性膜,降低钙镁离子的传输,可以开发出高活性和高稳定性的新型电极。针对析氧、析氢、隔膜系统等技术方面的问题,我国应开展深入系统的研究,并进行不同技术路线的经济性分析,同时开展规模化且多元的应用场景示范。在沿海地区,地方政府还可以制定政策为海水电解制氢提供支持,推动“绿电+绿氢”在应用场景方面取得新进展。
北京化工大学化工能源有效利用国家重点实验室教授、北京软件物质科学与工程高精尖创新中心教授孙晓明介绍,团队正在开展精准设计高催化活性位点的原子,构筑纳米阵列和多极耐腐蚀电极的结构,提高电极的活性、稳定性和耐腐蚀性等研究,并基于电极材料的改进和基于电解液系统的改进,搭建连续工作的电解器,实现氢、氧、盐的三联产。在未来发展中,可以通过海水预处理和海水淡化环节的结合,同步实现产氢、产氧和化学资源的综合利用。
东北师范大学教授、博士生导师张雪明认为,利用规模化海洋潮流能、波浪能组成的海上氢燃料制备平台是未来最有发展潜力的产业。通过自主研发的利用波浪能发电机新型波浪发电方式,已经设计出波浪平台制氢技术,并利用潮流能开展双向发电制氢。我国当前在海洋潮流能和波浪能研发方面和国外几乎是同步的,没有代差。应大力推广海洋潮流能和波浪能互补规模化制氢,减少海上风力发电的占地及安全隐患。
中国科学院电工研究所副研究员闫存极指出,海水制氢一直面临大规模、远距离、分布式储运氢的难题。目前正在开发一种电氢碳融合的新型化学储能技术,通过与海水制氢相结合,将电解水制氢及时转化为易于储运的甲醇、氨、甲烷等化学原料,从而实现储运成本的大幅降低。我国可以把海上风力发电、海水电解制氢与南海富碳天然气资源的开发深度耦合,通过利用海上富碳天然气加绿氢提质工艺技术,一并解决海上风电的消纳、绿氢的储运和二氧化碳的资源化利用等问题。
江苏省战略和发展研究中心副主任赖力提出,江苏在氢能相关的技术转化、产业化方面有非常好的前景。2022年江苏海上风电装机1183.5万kW,占比全国海上风电近一半。江苏氢能产业链齐全、配套的装备材料产业支撑强、氢能应用场景丰富,正计划打造一批绿氢制取、风光氢储一体化、氢能和产业耦合、加氢及燃料电池实验室一体化项目等,并指出政府、科研机构与企业应加强合作,促进产学研一体化,以场景应用开放、产业生态构建来加速产业技术迭代升级,使中国在全球氢能产业并跑的格局中抢得先机。
中国可再生能源学会副理事长、中国有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心主任蒋利军同样认为,我国应稳步推进海水制氢产业技术化进程。从安全性来讲,建议先岸后海;从配套储运氢方式来讲,建议成熟技术优先,分步实施,稳步发展。海水制氢可以加快可再生能源资源深度利用,促进当前东南沿海灰氢的替代,实现绿氢化,从而实现整个工业体系的根本性变革。
全国氢能标准化技术委员会秘书长、中国标准化研究院资源环境研究分院高级工程师鲍威认为,绿氢、灰氢、蓝氢是一种定性的描述,从标准的角度需要有定量的描述,应该使用整个生命周期或者部分生命周期的碳排放量来定义绿氢、灰氢、蓝氢。为加快绿氢产业推广和技术应用,需要尽快制定相应的国家标准,以推动整个产业的发展。政府需要通过各种标准来判断如何支持海上风电制氢,海上风电应用的发展。同时,应开展国际化合作,单独成立相应的标准化分级委员会或者成立相应的工作组,积极参与国际标准的制定工作。
江苏省盐城市科学技术协会副主席、盐城市汽车工程学会理事长、江苏悦达集团氢能产业事业部总经理史践提出,未来的社会形态是氢电社会,可再生能源装机占比要达到80%,氢在终端能源消费中约占比20%。盐城市正在打造全市域绿色低碳发展示范区,建设绿色能源、绿色生态、绿色制造、绿色宜居之城。目前,正在积极开展“氢电耦合、氢碳耦合”等工作,用于助力率先实现碳中和目标。将重点推进绿氢在工业领域、电力领域、建筑领域、交通领域、农业领域等多元应用场景的布局。
中国发展出版社总编辑、国研智库董事长梁仰椿认为,中国进入新时期后,绿色化、数字化将贯穿于包括生活、生产环节的各个领域。因此,应处理好氢能和电力发展的关系,建立起以氢能为核心的能源系统,完善好绿氢从研发到商业化、产业化、市场推广的整个流程,并对比得到现实技术路径和未来技术路径之间的差距。同时建议,我国政府应在顶层设计、战略规划、标准制定等方面要发挥积极作用。
中国碳中和创新论坛新能源系列闭门深度研讨会·海水制氢专题会现场