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电解水制氢的“灵魂三问”之第二问、第三问

 发布时间:2022-09-21    点击量:62

今天继续探讨余下两问哈~~~



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第二问:国内会像国外一样PEM占主流吗?


      经常会被朋友问到你对未来电解槽市场的技术路线或者市场有什么看法,我几乎没有直接正面回答过这个问题,不是自己在故弄玄虚,只是不想从这个角度去下结论或者去研判问题。无论ALK,PEM,还是AEM,甚至SOEC,以及现在略显前沿的几个电解水技术的延伸,个人真的没有任何武断性的结论,我的思考点只有,一个什么样的产品才是符合客户心理的性价比、如何才能做到更好性价比?


      所谓性,本质就是客户的需求,当然也没必要追求性能冗余,冗余的性能也不能像奢侈品一样给人带来某种程度的满足,具体来看比如电解效率(电耗)、气体纯度(看需求)、EPC的难易程度、安置空间是否受限(体积和重量)、动态响应能力以及宽负载工作能力(和再生能源离网的耦合能力)、寿命、维护成本、安全性等等,客户或者市场关注的是其中的全部或者部分项的组合。


      何为价,可以简单理解为基于研发和广义制造成本再加上必要利润最终需要客户或市场买单的价格,这里也有必要考虑全生命周期以及额外的辅助系统或设施或全生命周期的维护费用。


      从目前的各个技术路线以及产品成熟度来看,似乎可以下一些结论,但目前的市场和技术状态都还不是一个终的场景,而且各个技术路线上还是有非常大的想象和努力的空间。所以,我坚持认为不是哪个技术路线本身占据了什么样的优势,而是我们在各自的路线上付出了什么样的努力和对瓶颈问题的攻关。尤其在ALK、AEM、甚至PEM路线上的槽体有非常大的可能可以结构趋同,只是材料的选择做一些替换。所以我们不应该对未来武断地下一个什么样的结论。


      顺便针对部分大众认为的碱性技术的一些固有缺陷做一些补充说明:


1.环保性和危害性

      小于30%浓度的氢氧化钾容易不是危化品,通过结构设计也完全可以做到不需要添加剧毒物V₂O₅或者重铬酸钾来消除气泡的目的。氢氧化钾本身的危废处理也是简单容易实施的。



2.碱性的冷启动性能以及动态响应能力或宽负载工作范围。
      冷启动性能是可以透过结构设计来缩减系统本身碱液量,以及在大型的EPC上项目上可以针对性的做一些保温措施来进行优化和克服。尽管很难做到PEM所谓的秒级,但是完全有机会做到20分钟级内的数据。动态响应能力和宽负载工作由于在第一问的时候也简单说明,这里不再展开。


第三问:绿氢在哪些应用场景最先具备经济性?


      实际上我们在讨论在哪个场景最先具备经济性之前先明确经济性包含的意义,一是终端用户实际使用价格;二是终端用户使用的便利性,需包含供应的连续稳定性等因素。


      我们多数从业者大概都已经明白,氢气既具有材料属性也具有能源(载体)属性,围绕这两个层面也具体的展开了氢气可能的应用场景,当然这些场景有的是过去的市场存量领域,也有的是未来的增量领域。把这些领域分分大类不外乎以下几个模块儿:




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另我国的能源禀赋或者基本面是煤炭+再生能源,这点也是专家或社会大众的共识。具体到化工领域看大类划分为煤化工和石油化工,在这两个领域都会有较大的释氢和吸氢过程,当然这两个领域内也伴随着大量的碳排。多数专家也认为化工领域是比较能先突破的使用场景。


      再回到经济性这个问题,昨天看到了浙石化研究所所长抛出来的一个数据:基于600元/吨的煤价(没有明确是基于那种热值的煤或者是已经转换成标煤),实际得来的每公斤灰氢的价格是10元人民币,当然这些场景用氢的纯度大概率是不需要额外的精细提纯。就按照电解水制氢不提纯一次出口直接使用来看,与上面煤制氢价格相比要想使其具有价格上的经济性大概只有0.1元以下的度电成本或者煤炭价格在1000元/吨之上才能去拼了。当然我们考虑碳排放带来的成本或许会让其具有价格上的经济性,但碳排放这个定价机制实际上更多是一种行政或政策因素。如果政策因素是个重要权重或者驱动的话,我们单纯的再去对比价格上的经济性实际上意义已经不大,如果政策上赋予其特殊含义,其价格就不该是这么个计算或定义原则了。就像石油和煤炭的定价机制从来都不是基于其开采和运输成本来定义其价格是一个道理。(重申:我绝没有否认减少碳排对人类社会的重大意义哈


      所以我倾向于从使用的便利性方向去考虑其可能最快的使用场景。在当下所谓便利性更多是考虑如何合理合适运输,终端使用场景下能满足其用量、使用方式或习惯,或者对原有工艺设备最少的改造成本。具体来看,很多专家也给出来一些路线:比如局部交通领域→化工→冶金电力等。补充说明一些专家认为我们国内以氢能源在交通领域的应用为牵引,是为了在氢能源应用最长的一个产业链上来趟出所有细分装备环节的路子,貌似还是有一些道理。


     再具体来看,个人更认为最先突破的场景是就地消纳用来做化工合成或者炼化加氢等等(不能说无视成本但也要尽可能弱化成本因素),以及通过管道输送出去替代或按照一定比例替代天热气产生热值,还有就是现阶段零散的交通领域的制加一体站应用!当然以上认知还是有些局限,或者是基于一定国情背景的认知。如果把氢作为一种再生能源再分配的载体或工具那将会是另外一种景象!




结语:针对“灵魂三问"有些我未能给出大家非黑即白的答案,但基本上表达了个人的认知和思考角度,共勉之!!!



文章来源:氢眼所见   作者:马震

注:本文已经获得转载权,未经原作者允许请勿转载。




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