国外绿氢发展势头迅猛 国内技术基础相对薄弱

  [中国石化新闻网2020-07-07]氢能产业发展的初衷是减排机动车尾气和二氧化碳，提高环境质量，缓解因温室气体大量排放导致的气候变化问题。要实现这个目标，必须依托先进的制氢技术和燃料电池技术，解决好氢能的获取和利用问题。
  工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中指出，发展氢能要科学合理地选择制氢工艺路径，必须在环保、经济、安全、高效的基础上实现氢能供给，避免二氧化碳大量排放。中国工程院副院长、中国工程院院士杜祥琬强调，发展氢能及燃料电池汽车最主要的问题就是“氢从哪儿来”，要从可再生能源制氢着眼，搞清楚源头。
  氢气根据生产过程中的碳排放情况分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢是指利用煤炭、天然气等化石能源制氢，生产过程产生的二氧化碳排放到大气中；蓝氢也是利用煤炭、天然气等化石能源制氢，但将生产过程产生的二氧化碳进行捕获、封存，从而实现碳中和；绿氢是指使用可再生能源或核能制氢，过程中无二氧化碳排放。可再生能源制氢包括生物质制氢、太阳能光解水制氢和可再生电力电解水制氢，其中最受关注、最有实用价值的是可再生电力电解水制氢。可再生电力主要指风电和太阳能光伏电。
  当前，已经工业化、较为成熟的电解水制氢技术为碱水电解制氢技术和质子交换膜水电解制氢技术，都适应可再生电力的特点，在不稳定电能条件下能实现装置安全、高效运转。碱水电解制氢技术的优势是电极反应催化剂不使用贵金属，成本较低。目前，国内外使用碱水电解制氢技术比较普遍，国内单台设备最大制氢能力可达1000标准立方米/小时，国外高达3000标准立方米/小时。国内各类规模的碱水电解制氢装置总量约2000套，用户主要是电力企业、气象部门、医药企业和精细化工企业，制氢总量约10万吨/年。但是，碱水电解制氢技术存在耗电多、装置体积大、生产效率低等缺陷。
  作为新一代技术，质子交换膜水电解制氢技术具有生产效率高、生产出的氢气纯度高、生产过程能耗低、装置占地少、安全可靠、更适应可再生电力波动性的特点。美国、欧洲和日本十分重视质子交换膜水电解制氢技术开发。目前，美国普瑞敦昂塞、哈米敦等公司在质子交换膜水电解池开发与设备制造方面处于领先地位，占据了世界质子交换膜水电解制氢市场的70%。国内主要有中科院大连化学物理研究所和中船重工集团、中国航天科技集团的相关研究机构围绕不同应用背景开发质子交换膜水电解制氢技术，近年来技术水平不断提升，但在产能规模、设备制造与控制水平上与国外公司相比还存在差距，尤其是制造电解槽装置需要的质子交换膜主要依靠进口。