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标题:探究绿氢降本之路
正文:
为实现碳减排和化石能源替代的目标，通过风光电力制取氢、获得新能源载体的“可再生能源-氢能”模式，将是未来规模化发展氢能产业的必然选择。当前，通过可再生能源发电制取“绿氢”的成本仍然较高，一方面是由于现阶段制氢项目总体规模较小，另一方面是由于电解槽的能耗和初始投资成本较高。 本文对绿氢成本进行了系统分析，对比碱性与质子交换膜（PEM）电解制氢的平准化成本（LCOH），并对风光氢储产业模式及趋势进行研讨，结果表明：以可再生能源如风电、光伏、水电进行电解水制氢，电价控制在0.25元/kwh以下时，制氢成本开始具有相对经济性（15.3～20.9元/kg）。在碳中和目标大背景下，随着未来可再生能源发电成本的进一步下降，制氢项目的规模化发展，电解槽能耗和投资成本的下降以及碳税等政策的引导，绿氢的降本之路将逐渐明晰。 电解水制氢成本分析 当前电解水制氢技术可分为碱性电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、固体氧化物电解（SOEC）三种，其中碱性电解与PEM电解技术应用较为成熟。 表1 ALK与PEM电解水制氢技术经济指标对比 电解制氢成本计算方法如下： 以1000Nm³H₂/h碱性电解和PEM电解项目为例，假设项目全生命周期为20年，运行寿命9万小时，固定成本涵盖电解槽设备、氢气纯化装置、材料费、安装服务费、土建费等项目，电价以0.3元/kWh计算，成本对比如下。 表2 ALK与PEM电解水制氢成本对比注：①固定成本=制氢项目建设成本/kw×规模+安装、土建等相关费用；②每年维护成本按总投资成本的3%计算 综上计算可得，假设条件下的碱性和PEM电解项目的平准制氢成本分别为17.71元/kg和23.3元/kg，其中，电费分别占据80%和60%左右。 图1 碱性电解制氢成本构成图2 PEM电解制氢成本构成 绿氢经济性对比及未来降本趋势 与其他制氢方式相比，若可再生能源电价低于0.25元/kWh，绿氢成本可降至15元/kg左右，将开始具有具有成本优势。同时由于传统能源制氢会混杂众多碳、硫、氯等相关杂质，叠加提纯、CCUS等成本，实际制取成本或将超过20元/kg
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