卧龙电气驱动集团有限公司中央研究院氢能技术总监周祖平在一场论坛上介绍了制氢及技术情况、AEM技术及案例、制氢电源及案例等内容。
市场及行业情况
政策大背景
2020年9月22日，中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布：将采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值后，努力争取2060年前实现碳中和。随后，英国、加拿大等在1990年已实现碳达峰的国家纷纷作出2050年实现碳中和的承诺。
为实现这一承诺，中国陆续发布重点领域和重点行业实施方案、出台保障措施。聚焦发改委等部门联合印发的《十四五”现代能源体系规划》，基于“1+N政策框架，系统性推进“碳达峰”、“碳中和”工作，落实碳达峰行动方案，发展绿色相关产业现已成为重点投资领域。
绿氢背景和产业现状
1.目前阶段电解水制氢占比仅有1%
根据中国煤炭工业协会数据，2021年我国氢气产能约4000万吨/年，产量3300万吨，各制氢技术占比分别为：煤制氢63.6%，天然气制氢13.8%，工业副产制氢21.2%，电解水1%（不都是绿电）。目前制氢业每年共排放约3.6亿吨二氧化碳。
2.大力发展零排放的绿氢，是实现“碳达峰”、“碳中和”的重要路径。
到2060年，我国氢能需求预计达1.3亿吨，其中工业需求占主导地位，占比约60%，交通运输领域将逐年扩大规模达到31%。在制氢端，2060年绿氢能源占比达70%。
3.发展绿氢，障国家能源安全。
氢能是未来国家能源体系的组成部分，氢能可以促进更高份额的可再生能源发展，有效减少我国对油气的进口依存度。
氢能储能和其他储能特性对比
氢储能的优点：功率范围跨度大，从kW级一直到GW级都可以实现；存储周期长，适合于从小时到数周的存储时间尺度。
中国市场前景
中国氢能联盟研究院预测，2030年中国电解水制氢将会达到100GW装机容量。2050年中国电解水制氢达到500GW装机容量。
光伏行业预测，到2025年，光伏发电成本会达到0.2元/kWh，在此电价成本下，绿氢的成本将会和蓝氢相当，接近灰氢，市场竞争力会明显提升。
欧洲市场前景
欧洲氢能产业界正计划通过扩大绿氢产业规模、提高制氢效率，进一步降低成本，到2030年使欧洲绿氢产能达到440万吨，占欧洲氢能消费量的25%，从而让绿氢在欧洲逐渐成为主流。
美国市场前景
2022年9月美国能源部发布《国家清洁氢战略与路线图》（草案）。该路线图全面概述美国氢气生产、储运和应用的潜力，阐述清洁氢将如何助力美国脱碳和经济发展目标。
美国能源部的目标是将清洁氢的生产增加到2030年的1000万吨/年，2040年2000万吨/年，2050年5000万吨/年。
2021年6月启动的Hydrogen Shot目标是在10年内实现1公斤清洁氢生产成本降至1美元。
制氢及技术情况
主要制氢技术路线
氢气的制取主要有三种主流的技术路线：
灰氢：以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源重整制氢；
蓝氢：以焦炉煤气、 氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产物提纯制氢；
绿氢：以新能源电解水制氢为代表的可再生能源制氢。
2021年中国可再生能源弃电量统计
新能源弃电应用于制氢是一个典型的应用，显然目前400亿左右千瓦时的弃电量满足不了中国绿氢的用电需求。随着新能源发电成本的降低，制氢设备成本降低，绿氢的价格在2025年会接近，2030年会低于蓝氢。必将会促进建设更多的风电，光伏和核电等清洁能源发电用于制氢。带动了整个新能源行业的发展。
AEM技术及案例
卧龙Enapter战略合作
2023年初，卧龙集团与德国Enapter公司签署了合作备忘录，在中国建立AEM 电解槽工厂，结合双方的优势，致力于提供AEM水电解制氢设备和系统解决方案，并率先建设小型AEM氢能综合能源应用示范系统。
产品型谱
标准化、可灵活叠加扩展、分组系统控制的绿色制氢系统。
动态响应快，适用于新能源制氢。
搭载高效便捷安全的监控系统，可在几分钟内完成设置，并可进行远程控制和管理。
模块工作组合方式
Enapter的专利阴离子交换膜 ( 电解槽是一种标准化的，可堆叠的和灵活的现场制氢系统。模块化设计-集成了先进的软件系统，使得几分钟内就能完成配置，实现远程控制和管理。通过多个电解槽堆叠起来达到所需的氢气制备流量。
卧龙基于AEM的新能源制氢系统解决方案
卧龙发挥自身在光伏、交直流微电网、制氢电源系统和EMS系统的技术和产业化优势，结合AEM电解槽，为国内用户提供全套的新能源制氢系统解决方案。
氢能发电备用电源
跨国科技公司Wilo建造了绿色氢能电站，给Wilo总部和工厂提供应急备用电源。该电站可满足2天的电能自给。该氢能电站由四个核心组成部分：
智能工厂屋顶上的光伏系统。
使用光伏发电的96个AEM电解槽群创造绿色氢。
29.8m储氢罐，实现短期到长期储能。
提燃料电池将氢在需要时转化为电能。
模块化系统应能生产多达10吨的绿色氢，电解过程释放的废热也可直接在现场使用。
制氢电源及案例
卧龙氢压机系统解决方案
氢气压缩机是加氢站的三大核心部件之一，相较于活塞式压缩，隔膜压缩机具备压缩过程中不受污染、压缩过程无泄漏、压缩比大、排气压力高等特点，因此，常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机。 当前氢气压缩机国产化比例正在逐步提高，卧龙集团与国内多家压缩机厂家达成合作，提供氢气压缩机所用的电机、变频等驱控产品，也可以提供全套氢气压缩机系统。
卧龙制氢电气撬系统
一体化制氢电气撬系统，适用于新能源分布式制氢，电解槽测试平台等场景。
集成了高开柜、变压器、电源、热管理系统和二次辅机供电系统。既能适配碱性电解槽又能适配PEM 电解槽。
无需外部提供二次供电电源，非常适合于配电条件较差的新能源分布式制氢。
