北京环丁环保大数据研究院：城市污水处理厂氢能开发潜力与利用途径初步研究（英文版）（170页）.pdf

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1、目前，电解水制氢的主要技术研究是如何减少电解过程中的能量损失，提高能量转换效率。从目前的研究进展来看，工业碱电解水的能耗约为4.55.5kWh(m3) -1。与热力学原理计算的最小能耗2.95 kWh-1相比，能源效率仅为60% 75%13，仍有很大的提高空间。氢的生产将集中在将剩余的电力转化为氢能。特别是对我国来说，利用世界上最大的风能和太阳能，解决昼夜变化和气候因素影响的清洁能源间歇性问题，是电解水制氢的重要应用领域。从发展前景来看，电解水技术与可再生能源的结合已成为一个新的突破。可再生能源水电解制氢是解决电解制氢成本高和碳排放问题的重要手段。由于可再生能源发电的不均匀性和间接性，并网输电

2、容易引起电网波动，因此大量可再生能源未并网。2019年，全国弃风1.691010kW，平均弃风率为4.7%。当废光输出为4.5109 1w时，平均废光率为2%。利用“弃风、弃光、弃水”电从水中制氢已成为发展绿色氢能的新思路。如果按0.1元千瓦时的废弃量计算，可将制氢成本降至10元公斤左右，与传统化石燃料制氢成本相当。而且由于是绿色能源发电，碳排放问题已经基本解决。然而，由于我国集中的大型风电和光伏电站集中在西北地区，弃电制氢输送到需求较大的东部和南部地区，存在较高的氢输送成本和安全问题。随着氢气储运技术的发展和氢气运输网络的建设，可再生能源制氢的运输成本有望进一步降低。中国和世界都在推动可再生

3、能源制氢的发展。2016年河北建设投资新能源有限公司借鉴德国勃兰登堡在开发利用可再生能源、改善生态环境方面的经验和做法，并引证德国麦克菲能源公司的风力制氢技术，拟启动建设“固原风力制氢示范项目”。2019年，宜华通动力科技有限公司投资建设张家口高宝制氢加油项目。，包括一个氢生产站和配套的氢燃料补给站。制氢站采用风电电解水制氢技术。项目建成后，预计年产氢量为1.6107 m3，氢气纯度为99.999%。此外，四川、广东等地也提出了电价扶持政策，电解水制氢电价最高限价为0.3元-千瓦时和0.26元-千瓦时。在国际上，自2018年以来，日本新能源产业技术开发组织(NEDO)、东芝能源系统公司(Toshiba Energy Systems)、东北电力公司(Tohoku Electric Power)和地瓦塔尼工业公司(diwatani Industry)在福岛县nanies -cho建造了世界上最大的(10MW)可再生能源。可再生能源制氢福岛氢能研究领域示范项目已于2020年2月底建成并投入运行。FH2R采用安装在1.8105 m2场地的20mw光伏发电，采用世界一流的10MW制氢系统电解水，每小时产量为1.2103 Nm3，可储存和供应氢气，为世界最大。在未来，电解制氢结合更多的发电设备将成为主流的制氢方式。