SOEC制氢技术发展及北方清洁供暖构想

风光储氢并举，共享零碳生活。2021中国绿色氢能与应用高峰论坛于近日在长春顺利举办，上海翌晶能源技术有限公司总经理刘青做《SOEC制氢技术发展及北方清洁供暖构想》主旨报告。

刘青上海翌晶能源技术有限公司总经理

通过对灰氢、蓝氢、绿氢的经济性、环保性、能源耦合性和生产消费灵活性进行分析，刘青表示：“在现有技术水平和产业规模下，绿氢的生产成本高于灰氢和蓝氢。但是，绿氢的发展潜力是巨大的”。

绿氢的发展优势正在逐渐凸显出来：电解水制取的氢气硫化物和一氧化碳含量较低，并且部分车企要求其氢气来源必须为电解水制氢。氢气的市场总容量在不断增长，其中绿氢的比例也在不断增加，预计2050年绿氢占比可达到70%。

由此，绿氢的制取方式也受到人们高度关注。刘青介绍，基于固体氧化物电解池的高温制氢技术——SOEC高温电解制氢技术将会成为最适宜商业化的制氢方式。相比于碱性电解制氢和PEM电解制氢技术，SOEC电解槽可以节约30%以上的用电。此外，SOEC高温电解制氢可以做到反应可逆，既可以电解制氢，同时也可以利用氢气发电，一套装备实现两种功能，在储能调峰领域有极大的应用前景。同时，SOEC也是唯一一种可实现电解CO2的电解槽技术。在成本上，SOEC电解设备具有较大的降本空间，当装机量达到1GW时，SOEC的系统成本有望低于碱性电解水制氢，最终SOEC系统成本预计可降至800元/kW。在年利用小时数超过4000h以上时，电价占据了主要成本，SOEC高效率的优势将极大降低LCOH成本；在利用小时数低于2000h时，设备的折旧成本占比较高。假设电价=0.15元/kWh，年利用小时数=8000h，则氢气的成本为0.72元/Nm3,即8元/kg。

刘青提出多能互补与清洁能源构想，他表示，与前三代区域供热技术相比，第四代将充分利用一切可用的能源，包括太阳能、地热能、风能、生物质能、工业余热等，借助规模化储热技术，实现真正的低温供热（供水温度55℃/回水温度25℃）。这样不仅可减少散热损失，提高系统效率，更有利于低品位热能的并入，而且投资成本并没有大幅增加。我国区域供热技术尚处于第三代。第四代区域供热技术契合了当前清洁取暖的国家战略需求，是政策引导下取暖领域的供给侧结构性改革，有利于从源头消除雾霾等环境问题，因此有必要大力推动第四代区域供热技术的应用。

通过对水、熔盐、导热油、液态金属等不同储热技术的对比分析，发现熔盐储热发电技术更具优势，基于熔盐储热，实现热能存储与发电的有效结合，已经在光热领域得到应用。熔盐储能材料具备高安全性、成本低廉、模块化发展、应用范围广阔等特点，能够有效实现清洁供暖。

基于SOEC高温制氢和高温熔盐储能技术，上海翌晶能源技术有限公司正在探索将光伏、风电、光热、熔盐储能、制氢作为一个综合能源整体，实现清洁能源优势互补，可持续发展。同时氢能产业和供热领域深度融合，将富余的电量用于制氢或熔盐储能进行存储，构建“绿电+绿氢+绿热”的新型“氢电热能源体系”。在供给侧，清洁能源将替代传统化石能源；在消费侧，将实现“电+氢+热”替代“煤炭+石油+天然气”；借助“清洁能源基地+特高压+氢能与储能”，将完成跨时空能源供应，构建清洁低碳、安全高效的能源新体系。