光伏制氫技術發(fā)展

在科技的發(fā)展道路上，離不開能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發(fā)新能源，這就再當下最需要研發(fā)太陽能的使用。十年前，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)開始萌芽，隨后如雨后春筍般遍布在各個地區(qū)。十年后，氫能產(chǎn)業(yè)的星星之火出現(xiàn)，在政策和資本的引導下，呈現(xiàn)出一片燎原之勢。

而今，這兩個新能源代表產(chǎn)業(yè)的結合更是成為了能源領域的佳話。12月27日，國內(nèi)光伏制氫產(chǎn)業(yè)獲得重大進展，示范工程正式在蘭州新區(qū)化工園區(qū)落地。這一項目也代表著國內(nèi)光伏制氫產(chǎn)業(yè)的最高水平。國內(nèi)光伏制氫日漸火熱在光照資源豐富的地區(qū)，利用光伏發(fā)電產(chǎn)生的電力進行氫氣制備，然后將制取的“綠氫”通過管道或?qū)Ｓ密囕v、船只運輸?shù)绞褂玫?，這便是光伏制氫產(chǎn)業(yè)的大致流程。

如今，光伏制氫產(chǎn)業(yè)被視為未來新能源最具潛力的發(fā)展方向之一。日前，國內(nèi)首個太陽能燃料生產(chǎn)示范工程在蘭州新區(qū)精細化工園區(qū)落地。該項目由光伏發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫合成甲醇三大系統(tǒng)單元組成，總投資高達1.41億元。項目主要用太陽能等可再生能源進行電解水制氫，然后二氧化碳加氫合成甲醇，實現(xiàn)甲醇重整制氫和氫燃料電池在重卡等商用車上的技術應用。

項目主導團隊是中國科學院李燦院士團隊，負責提供太陽能電解水催化制氫工藝核心技術，該團隊在光伏制氫研究領域已經(jīng)取得了多項進展。此外，蘭州新區(qū)石化產(chǎn)業(yè)投資有限公司、蘇州高邁新能源科技有限公司以及中科院大連化物所三方合作進行項目的開發(fā)建設。除了近日落戶蘭州的光伏制氫項目外，年內(nèi)該產(chǎn)業(yè)還有一大動向值得關注。

今年7月，知名光伏企業(yè)陽光電源300MW光伏和50MW制氫綜合示范項目在山西省晉中市舉行簽約儀式，打響了2019年國內(nèi)光伏制氫項目的第一槍。緊接著，在9月，陽光電源200MW光伏發(fā)電項目(一期)開工暨二期500MW光伏制氫項目在山西省長治市舉行簽約儀式。一個月后，陽光電源與大連物化所共同成立“PEM電解制氫技術聯(lián)合實驗室”，攻關技術制高點。連續(xù)三次大動作，彰顯了陽關電源在光伏制氫項目上的決心，也側(cè)面展示了該產(chǎn)業(yè)的光明前景。國外市場已被點燃

光伏制氫并非是一個全新的概念，這個應用已經(jīng)被提出了40余年。之所以在今年出現(xiàn)跨越性的進展，與國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的成熟和氫能產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)密不可分。實際上，在國際市場上，光伏制氫產(chǎn)業(yè)的藍海已經(jīng)開啟。如今在日本的全世界最大的制氫工廠“福島氫能源研究基地”大部分采用的就是光伏制氫。據(jù)了解，這家位于福島的制氫工廠占地總面積為22萬公頃，其中18萬公頃為太陽能發(fā)電區(qū)域，4萬公頃為制氫車間。該制氫工廠每小時生產(chǎn)氫氣2000立方米，年生產(chǎn)氫能約900噸，可供1萬輛氫能源汽車使用。此外，工廠通過光伏制氫獲取的氫能還可用于氫能發(fā)電，融入電網(wǎng)系統(tǒng)中。法國的光伏制氫則是直接在應用端著手。

12月中旬，法國新一批氫能源公交車正式啟用，該公交車搭載太陽能電池板，通過光伏制氫產(chǎn)生動力。此外，德國、荷蘭、澳大利亞、加拿大等國家均已開展大型光伏制氫項目的研究或投入。隨著氫能在全球的火爆，光伏制氫產(chǎn)業(yè)也迅速被點燃。如是，光伏制氫不僅代表著氫能產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展方向，還將在一定程度上解決光伏發(fā)展之困，更有望在未來幾年內(nèi)成為新能源領域的一個新風口?？稍偕茉粗茪涑缮姵斯夥茪渫?，一同火起來的還有風電制氫等可再生能源制氫。今年8月，河北張家口沽源風電制氫項目完成設備安裝，成為國內(nèi)首個風電制氫工業(yè)應用項目。

按照規(guī)劃，該項目建成后，可形成年制氫1752萬標準立方米的生產(chǎn)能力，主要用于工業(yè)生產(chǎn)和氫能源汽車領域。無獨有偶，今年7月，吉林白城宣布規(guī)劃建設風能制氫一體化示范項目，包括風電場、制氫、儲氫、加氫設施，開啟城市氫能經(jīng)濟的新時代。而在全球范圍內(nèi)，根據(jù)知名研究機構伍德麥肯茲預計，目前已經(jīng)有3.65億美元投資在可再生能源制氫領域，超過35億美元的項目正在籌備中。換言之，在可再生能源產(chǎn)業(yè)逐漸成熟的當下，產(chǎn)業(yè)的結合趨勢已經(jīng)勢不可擋?？稍偕茉粗茪溆型蔀槟茉唇Y構的重要組成部分。相較于氫能產(chǎn)業(yè)的落后，我國在發(fā)展可再生能源制氫方面有著一定的優(yōu)勢，強大的光伏、風電產(chǎn)業(yè)基礎為可再生能源制氫提供了重要保障。

此外，國家政策方面也曾發(fā)布文件鼓勵可再生能源轉(zhuǎn)化為氫能等其它能源。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書顯示，到2050年，我國可再生能源電解制氫將占氫氣供應結構的70%。屆時，可再生能源制氫領域的廣闊市場藍海將全面展現(xiàn)。當然，盡管產(chǎn)業(yè)前景可期，但目前氫氣的存儲、運輸以及電解水過程中的技術難關仍待突破。只有隨著技術的不斷發(fā)展，可再生能源制氫才能滿足商業(yè)化的需求，成為我國能源供應的又一生力軍。目前太陽能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。