苏州希倍优氢能源科技有限公司总经理李留罐表示，产业应进入理性沉淀期，聚焦设备性能提升，技术创新积累，氢管网等氢能基础设施的建设以及安全性等各个方面。
在碳达峰碳中和目标下，我国氢能产业迎来加速发展，绿氢在降碳中发挥的作用备受关注。电解水制氢作为目前最主要的制取绿氢方式，其市场规模也不断扩大。但总体而言，我国电解水制氢产业仍面临着装备性能、技术、成本、规模化生产等一系列挑战。
如何推动电解水制氢技术提升？如何实现大规模、低成本绿氢生产？近日在接受记者采访时，苏州希倍优氢能源科技有限公司总经理李留罐给出了他的答案。
碱性电解水制氢技术
持续保持主流地位
2022年6月1日，国家发改委、国家能源局等9部门联合印发了《“十四五”可再生能源发展规划》，提出推动可再生能源规模化制氢利用，开展规模化可再生能源制氢示范。在可再生能源发电成本低、 氢能储输用产业发展条件较好的地区，推进可再生能源发电制氢产业化发展，打造规模化的绿氢生产基地。
▲希倍优 1400 标方制氢系统
在政策的激励下，我国绿氢产业发展不断提速，带动电解水制氢产业市场需求大幅提升。高工产研氢电研究所（GGII）调研预计，2022年我国电解水制氢设备市场需求有望达到730兆瓦，同比2021年接近翻倍。
目前，电解水制氢技术主要有碱性电解水、质子交换膜(PEM)电解水和固体氧化物电解水三类。在李留罐看来，上述三种技术各有利弊，与PEM电解水制氢和固体氧化物电解制氢技术相比，碱性电解水制氢是现阶段我国发展最成熟的电解制氢技术，在成本、寿命、精确性和可靠性方面都具有明显的优势，但在与可再生能源耦合、实现波动功率输入下的高效稳定运行方面较弱。PEM制氢体积小，响应速度快且更加环保，但成本相对较高，其关键零部件和贵金属应用存在短板。固体氧化物制氢适合核电厂等特定场合下应用，包括钢厂余热制氢，有效利用蒸汽进一步提高制氢经济性，因此也是一种非常节能的制氢方式，但需要解决寿命问题。
李留罐强调，在大规模应用情况下，经济性是最重要的考量因素，因此，适合大规模项目应用的碱性电解水制氢技术，将在未来持续保持主流地位，PEM制氢将针对动态响应速度要求非常快的特定场所开展应用。“随着近几年研发投入的加强，碱性电解水技术有显著提升，在保持低成本优势的前提下，碱性电解槽关键性能指标已和质子交换膜电解槽接近。随着科研力量和产业投资的注入，碱性电解制氢技术在规模、成本、性能等综合性能上将在未来保持竞争优势。”
瞄准规模化制氢提升技术水平
国家政策明确支持，技术路径方向清晰，下一步，产业发展的着力点应聚焦制氢装备技术水平的持续提升。
▲希倍优集装箱式制氢系统
目前，业内不少企业纷纷瞄准制氢装备这一领域，相继下线制氢设备系统。对此，李留罐认为，一方面，这是我国绿氢产业市场前景巨大，制氢装备需求潜力提升的有力体现；但另一方面，业内需要注意的是，做出一套制氢系统只能算是入门，对于企业而言，如何拥有规模化的绿氢产能将是未来需要直面的最大挑战。
“除不断提升制氢装备系统效率和经济性，制氢源头也需要着重考虑。绿氢是由绿电制备而非来自电网的电，因此，如何做好可再生能源离网制氢，并进一步增强制氢设备与可再生能源离网耦合性，需要技术的持续进步。”李留罐坦言，现阶段，我国制氢系统性能远未达到行业“天花板”，技术水平尚未完全满足大规模制氢要求。在世界范围内，我国和国外先进制氢系统水平仍存在5—10年的技术差距。
此外，随着绿氢应用场景的不断扩大，制氢装备还面临不同应用场景的适配问题。《“十四五”可再生能源发展规划》中提到，推进化工、煤矿、交通等重点领域绿氢替代。在可再生能源资源丰富、现代煤化工或石油化工产业基础好的地区，重点开展能源化工基地绿氢替代，积极探索氢气在冶金化工领域的替代应用，降低冶金化工领域化石能源消耗。
李留罐认为，在不同的应用场景下，制氢设备的稳定性、响应性、维护成本等都需综合考量。同时，能源化工、冶金等领域对能源装备的使用强度要求较高，制氢装备能否经受住每年数千小时高负荷运转的考验，需要相关企业和行业的重点关注和持续攻坚。
产业应进入理性沉淀期
《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》提出，到2025年，我国可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，到2030年，形成较为完备的清洁能源制氢及供应体系，产业布局合理有序，可再生能源制氢广泛应用。
在李留罐看来，目前，全国已开展多项绿氢示范项目，规划产能已远远超过2025年可再生能源制氢目标，但届时，实际达产产能可能远小于规划产能。“我国可再生能源装机量全球第一，发展清洁低碳的氢能具有巨大潜力，但国家给出的可再生能源制氢目标相对谨慎，我认为这是科学且必要的。一方面，应用场景的搭建是绿氢产业大规模发展的重要前提，只有进一步完善丰富氢能应用场景，产生规模化的稳定需求，才能解决绿氢大规模消纳问题。另一方面，绿氢大规模应用的背后，离不开制氢技术和设备稳定性的持续提升、电源侧波动性问题的解决等。”
“制氢产业的良性发展需要一个长期过程，短期内不应盲目追求高产值、高收益。长远来看，国家已明确氢的能源属性，随着新能源装机规模的不断增长，电网侧达到饱和后必然会选择电解水制氢技术，因此电解水制氢产业一定会迎来真正爆发期。”李留罐强调，在此之前，产业应进入理性沉淀期，聚焦设备性能提升，技术创新积累，氢管网等氢能基础设施的建设以及安全性等各个方面。作为企业，要持续进行前瞻性技术研发，不求大求快，而应求专求精，循序渐进推动产业发展。
为响应“双碳”目标，解决行业难题，专注于电解水制氢设备研发生产的苏州希倍优氢能源科技有限公司已开始行动。记者了解到，今年8月，希倍优1400标方制氢系统正式下线，该制氢系统很好的遵循了制氢设备向低成本、低能耗、高电密、高产气量的发展方向。
“目前，我们在通过持续的实验进一步提升该套制氢系统性能，增强能耗指标及系统稳定性。未来的制氢设备需要具备低维护成本、低能耗、易于规模化生产等要求，希倍优将瞄准这些目标，持续提升系统设备技术水平。”李留罐表示。
