创新 • 创优 • 创见
2021年4月21日，由中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟（以下简称“中国氢能联盟”）举办的“十四五”氢能产业发展论坛在京隆重开幕。会议期间，中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学原校长助理余卓平正式发布由中国氢能联盟组织编写的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》（以下简称《白皮书2020》）。
《白皮书2020》以“碳中和愿景下的低碳清洁供氢体系”为主线，提出四大核心观点，一是脱碳是本轮氢能产业发展的第一驱动力，二是可再生能源制氢成本有望在2030年实现平价，三是在2060年碳中和情景下可再生能源制氢规模有望达到1亿吨，并在终端能源消费占比中达到20%，四是完善低碳清洁氢政策体系是氢能助力碳中和的关键。
白皮书指出，在2030年碳达峰情景下，我国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%，可再生氢产量约为500万吨，部署电解槽装机约80GW。在2060年碳中和情景下，我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为20%。其中，工业领域用氢占比仍然最大，约7794万吨，占氢总需求量60%；交通运输领域用氢4051万吨，建筑领域用氢585万吨，发电与电网平衡用氢600万吨。
目前，电解水技术商业化的主要为ALK和PEM电解水制氢技术，这两种技术各有其优点与局限性，未来的技术组合将取决于关键技术之间的创新和竞争，从而更好地适应不同的应用场景。AEM和SOEC技术仍处于起步、实验室研发阶段。
其中，碱性（ALK）电解水制氢技术关键降本驱动因素为运行负荷、度电价格、电解效率。当电价为0.616元/kW·h时，平准化氢气成本39.06元；电价0.3元/kW·h时，平准化氢气成本21.22元。
质子交换膜（PEM）电解水制氢技术降本驱动因素主要为：运行负荷、度电价格、电解水系统成本、电解水制氢能耗。据测算，当电价为0.616元/kW·h时，平准化氢气成本约为50.43元；电价0.3元/kW·h时，平准化氢气成本约31.22元。
我国可再生能源制氢潜力巨大，已连续8年成为全球可再生能源最大投资国，风电、光伏等可再生能源装机容量均为世界第一。,2020年,全国可再生能源发电量达22148亿千瓦时，如果按1%的比例配置电解水制氢，制氢效率按照5.5千瓦时/标方测算，可制取氢气约4万吨/年，基本满足存量燃料电池汽车使用。2030年，风电、太阳能发电总装机容量将达到12-20亿千瓦；2060年。风电、太阳能发电总装机容量将达到66亿千瓦，按照可再生能源电解水制氢5%-10%配置，完全可以支撑我国清洁氢供给结构需求。
根据预测，2025年，光伏与风电的新增装机发电成本预计将达到0.3元/千瓦时，可再生能源电解水制氢成本将低至25元/千克氢气，彼时将具备与天然气制氢进行竞争的条件；2030年，光伏与风电的新增装机发电成本预计将达到0.2元/千瓦时，可再生能源电解水制氢成本将低至15元/千克氢气，具备与配套CCUS的煤制氢竞争的条件。
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