制氢技术

介绍氢能与燃料电池目前在国内外的发展状况、趋势，介绍目前主要的氢能与燃料电池的相关技术及其应用场景。报告表示氢能源是目前重要的储能技术，可再生能源与水电解技术是未来重要的结合方向，研究院的研究重点在PEM水电解制氢技术，与氢能与燃料电池的解决方案与项目示范，目标大力发展氢能源与储能技术。

采用风光发电全直流离网制氢总体技术方案，将风光发电通过中压直流技术输送至化工园区。通过碱性电解槽和质子交换膜电解槽混合配置进行制氢，作为负载消纳可再生能源。通过储能、电解槽阵列优化运行策略和能量管理系统，使负荷与波动性风光出力匹配，实现整个系统稳定、经济运行。

采用宽功率波动、快启动爬坡的固体聚合物电解质制氢技术和能瞬间反馈波动能源的电源模块，研制自洽于可再生能源宽功率范围波动特征的智能化整体控制系统，实现快速功率调节响应，解决电力波动对电解槽的冲击，实现电解系统的平稳运行。利用高密度电堆工艺设计优化制氢模块，采用变温吸附技术干燥提纯氢气，满足高质量用氢需求。

采用风光发电全直流离网制氢总体技术方案，将风光发电通过中压直流技术输送至化工园区。通过碱性电解槽和质子交换膜电解槽混合配置进行制氢，作为负载消纳可再生能源。通过储能、电解槽阵列优化运行策略和能量管理系统，使负荷与波动性风光出力匹配，实现整个系统稳定、经济运行。

富裕风电电解水制氢，耦合高污染的钢铁冶炼过程，既促进炼钢产业低碳转型，又可有效提升风电消纳能力。为了模拟绿氢钢铁冶炼对风电消纳能力的影响，综合考虑钢铁冶炼的可靠性、氢能发展的经济性以及风力发电的环境性，确定绿电-氢能-钢铁冶炼耦合系统内部交互关系和反馈机制；结合钢铁行业发展趋势和绿氢替代潜力，建立了提升风电消纳的绿氢钢铁冶炼系统动力学模型；同时考虑到政府支持力度与制氢技术的发展，构建差异化情景，分析不同条件下的氢能需求规模和风电消纳水平。基于新疆案例表明，加大氢冶金支持力度和提高制氢电解效率，能够有效提升钢铁行业的绿氢替代率并加速绿氢成本降低，进而实现风电的全额消纳，有效解决“弃风”难题。

氢能是替代化石能源、解决风光利用不足的一种重要二次清洁能源，目前应用主要难点是储运成本高。以氨作为储氢介质，具有反应过程无碳排放、储氢密度高、液化储输成本低、安全性高等特点，非常有利于氢能的储运。《“十四五”新型储能发展实施方案》也将氢氨储能技术与装备纳入研发任务中。国内部分新能源企业超前谋划全面布局开展光氢储氨项目的建设，2023年投资规模接近1500亿元。

12月20日，从中海油能源发展股份有限公司获悉，截至当日，全球首台套兆瓦级电解海水制氢装置在该公司兆瓦级电解海水制氢示范中试基地已实现连续稳定运行，标志着中国海油直接电解海水制氢技术取得重要突破。