电解水制氢可行吗[朗读]

5月21日，由中国电池联盟、中国电子节能技术协会电池专委会和中国化学与物理电源行业协会氢能及燃料电池分会(筹)联合举办的“2019新型制氢技术与加氢站建设高峰论坛”在苏州隆重召开，中船重工第718研究所高级工程师陶志杰作了题目为“可再生能源大规模电解水制氢可行性与商业化路径”的演讲。以下为陶志杰演讲全文：
从氢能源的结构来说，可再生这块，我国的结构是在5—6，我们认为可再生能源是在生物制能、热能等，相对于穷尽的资源，它的分布性非常广泛，除少两的可再生能源可以利用外。
可再生能源电解水制氢的可能性。常规的建设是以传统能源为主的主要是电力系统，基本上还不能完全满足波动性可再生能源的并网运行要求，但是在这方面，对电力的基础设施整体改造和技术升级的话，可再生能源发顶大规模并网仍存在技术障碍。而且我国的资源禀赋条件呈现负荷和资源逆向的特点。比如说在西北地区，或者是东北地区风和光的作用都好，但是又没有什么大型的用电中心，但是在华东、华南、西南地区，水利是比较发达的，在这边尤其是西南这边，它有一些环保上的要求，造成的也是可利用度不高？
检测和测量方面也要做出相应的判断，这里面就要用到大数据的系统，控制系统方面，除了信息检测、数据传输，趋势预测、最好是有自主学习的系统设计，不断地学习你之前沉淀下来的数据，能够辅助你前面关于趋势的判断与预测，这样达到你便利与设备的一个耦合。同时不光是风、光这些能量，包括风光互补等这些方面的东西，都需要你做出预测的解决，包括系统部分。同时，在这里面也要进行新型的方案，包括我们和张院士的上海大学这边也是有一些研究，包括新型膜技术，弱碱性电解槽，因为现在碱性的电解槽运转温度比较高，基本上85度或者是95度的正负温度，在25—30%的运行环境下，这样的情况下，一般的金属都会多多少少要产生一些问题。这时候我们查到的有些数据，在某些情况下双向的都是有特性的，这个又会增加你组织设备的，所以大规模应用成本方面是一个重要的原因。弱碱性适应性其实我们看到的是类似的，我们看过的都知道质子交换膜电，实际上还有另外一个，因为氢是新能源，还有一种是阴离子的技术，这是在弱碱性情况下进行电解，把电子密度提升到0.6—0.8。这块也有可能成为将来的新型电解槽研发的方向。简单分享一下，在水电解制氢，这个使用费用里面，这个用电的费用占到水电成本的70—90%，规模越大所占规模越大。其他按照市价，这里面的数据基本上取自2018版的制氢基础设施建设，根据这些来测算的，电价0.2元的时候制氢成本是0.74，0.3元的时候制氢成本0.99，电价0.恩33元的时候，与加氢站制氢成本相当，当电价在0.046元时，与煤制氢成本相当，但是里面提到，采用可再生能源制氢，所产生的温室气体制氢，水能电解是0.4，风能是2.89，基本上是其他制氢方式温室气体的2%，根据我国现有资源禀赋来说，基本上我们全国氢气能源布局上，西南地区主要是气、水、电比较多的地方，再洽谈一些气、水、电直接面临的方式，来服务于后面的像咱们提到的，合成氨和天然气。在西北、东北、华北地区，张家口那一带，东北地区就是大兴安岭都是有很好的，还有甘肃电力他们也是有非常非常好的风和光合资源，在相应的这些地方也是开展适应性比较强的可再生能源大规模电解铝制氢。因为根据我们的调查，水电站举个例子，建站初期设备投资成本比较高但是它的运营成本是多？一度电8分钱左右，产生的气电很大，如果这时候一毛左右的价格，对于水电站来说愿意去做，但是这块有一些瓶颈，还需要电力板上有些突破，好在很多地方颁布了政策，像佛山市颁布了条例，在加氢站建设方面，根据你日加入能力和年限，分别给予200万和800万的补贴，如果你的氢气售价40元一公斤给你补贴20元，35元，给你补贴11元，30元，补贴9元，始终让你的氢能售价在20元每公斤左右，这样让你的手中能够接受，大概是20块钱一公斤的氢气成本去做。根据数据测算出来的成本，大概你的电价在0.12—0.13元左右。
武汉经济技术开发区在加氢站审批管理办法也出台了政策，明确了加氢站的报建、建设、审批、经营等相关的事情，做了一条龙的实施方案，也给很多的在氢能方面发展忙面的地方也提出了很好的示例。去年四川省人民政府关于深化四川电力改革的过程中，对于电解氢绿色高载能产业，实施倒挂电价0.3元的措施，这对于我们真正的使用还是有一些差距。但是这已经迈出了比较扎实的一步，因为我们当时去四川那个地方谈过三个项目，基本上全是到这个环节以后出现的状态。所有的利好消息，包括国家的顶层设计，我们相信可再生能源电解铝制氢商业化的路径越来越明朗，而且在前期将关键技术逐步分析加以解决以后，然后这条路线已经是越走越顺畅了。实际上国家关于可再生能源的制氢方向，实际上从很早就开始布局了。领导的眼光都是非常远大的。像以前的863计划与可再生能源与情能技术重点专项，2006年的863计划，先进能源技术领域，氢能与燃料电池技术专题，提到加氢站和其他技术。实际上他当时提出这些是对的，是针对2008年奥运会。2008年也是计划，低成本太阳能制氢，储氢和输氢技术。我们经常性地会观察科技部下发的指南，然后各个省厅做了一些试行，然后就会根据相关国家的发展计划，再制定一些地方性的条例。2008年的863计划写到，制氢燃料电池的技术，高效廉价制氢绥化及、70mpa高压氢气加注系统关键技术及装置。这都是十多年前关注以前的国家863计划，国家很早就开始布局这项工作了。2011年的计划，是放在现代交通技术领域，电动汽车关键技术与系统集成，高效低成本制氢技术及储氢装置研发，高可靠性的小型撬装水电解制氢装置的研究，这在张家口有一个。相关的子课题，我们作为整体的承担单位，虽然我们也算是央企，但是现在的项目申请一般是产学研资四个单位去申请的。2012年发展新能源电池领域，分布式系统里面，关于储氢的研发与示范。2014年疯癫耦合制、储氢燃料电池发电柔性撒网系统开发及示范。2018年是可再生能源与氢能技术重点专项。实际上2019年今年我们还可以看到，第五项氢能里面，用加压加注关键设备我们也在写东西，整个从2006年开始国家的计划，实际上它要给你一个探索导向的，然后目标导向类，原型机样机示范运行，然后到小型化装备验证，最后到放大应用类产业化，这整个是按照这个路线来的，不管是在制氢，在光伏，燃料电池方向，现代交通领域等，都是以这样的目标来的。我们在其中承担了高效低成本和动力驱动两个，基本上对可再生能源直接制氢这块有着一些深的感悟。
中船重工七18所创立于1966年，是唯一一所化工化学研究的，从事人、机、环几个生命垂直系统，所以我们成立之初最出是军品，在90年代左右，通过军民融合的技术，通过国家火炬计划推广，市场占有率100%，现在单位的整体分布两地六区，本部四块，然后分布还有一个特殊气体的产业园，人员2000人，博士硕士410人。我们所从事的氢能团队就可以看出来，为什么我们敢说在制氢领域有底蕴的，除了50年的研究以外，从事氢能研究的主要几个单位，一个是制氢设备工程部，净化设备工程部、应用化学工程部、从事化学检测、环境评价、计量标准、气体标准物质的研究等。负责中国船舶化学物质的研究分析，有专门的仪器，环评。分析仪器和安防工程部，主要从事仪器的研发，包括我们军方用的氢气、氧气、二氧化碳，可燃气体、氨氮等都有应用。相当于从制备、检测这方面都是这样的。然后公司是全资子公司？
我们希望充分发挥我们所的优势，当然在座很多的朋友都是我们的合作伙伴，能够与国内外各类合作伙伴一起深化合作关系，共同推动我国氢能产业的发展，我们作为中国船舶重工集团公司，氢能产业链的牵头单位，负责整合整个集团公司712所、714、715所各自在整个氢能产业链上进行全面的工作。