在中德兩國能源巨頭在氫能領域緊密結盟的大背景下,西門子能源8月19日宣布其兆瓦級別綠色制氫項目首次在中國落地。
根據西門子能源公司與中國電力國際發展有限公司(下稱中國電力)旗下北京綠氫科技發展有限公司日前簽署的協議,前者將為中國電力氫能創新產業園提供一套橇裝式質子交換膜(PEM)純水電解制氫系統“Silyzer 200”。該項目所在的北京市延慶區是北京2022年冬奧會和冬殘奧會的三大賽區之一,西門子能源的制氫解決方案將幫助確保賽事期間和賽后的公共交通運營所需的氫能供應,項目預計于2021年5月交付。
中國電力的母公司為大型發電央企之一國家電力投資集團有限公司(下稱國家電投)。2019年9月,在中德兩國總理的共同見證下,國家電投與西門子股份公司在京簽署《綠色氫能發展和綜合利用合作諒解備忘錄》。作為近年來最熱衷于在氫能領域結盟的能源央企,國家電投之所以與西門子合作緊密,除了雙方有燃氣輪機等領域的合作基礎外,還與制氫路徑上的一致性有關。
電解槽利用電力將水分解為氧氣與氫氣。在整條氫能產業鏈中,最核心的環節當屬對氫氣的制取。目前,電解水制氫的主要方式有堿液制氫法、高溫固態氧化物制氫法及質子交換膜(PEM)電解水制氫法。西門子能源采用PEM電解水制氫技術,即在質子交換膜兩側連接電極,通電時,電極兩側會分別產生氫氣與氧氣。與堿液法相比,PEM法具有能量密度高、電解效率高、產出氣體純度高、安全性高和占地面積小等優勢。
2018年,利用上述工藝流程的全球首個兆瓦級別電解水制氫工廠已在德國實現盈利:工廠內安裝了三臺西門子質子交換膜電解器,最大功率達6兆瓦。該項目中,園區內風機產生的電一部分被直接送入電網,另一部分則用于電解水制氫。得到的清潔氫氣一部分注入當地輸氣管網,和管道內的天然氣混合供用戶使用,一部分會被運送至周邊化工企業,還有一部分則會供給當地加氫站供氫燃料電池公交車等車輛使用。
2019年8月的一則消息顯示,中國電力計劃在延慶區建設2座加氫站和1座配套制氫廠。據澎湃新聞(www.thepaper.cn)了解,在氫能產業鏈的合作中,國家電投的側重點是將其可再生能源項目產生的綠色電力與制氫裝置掛鉤,以盡可能提高“綠氫”程度和比重。去年開工的國家電投烏蘭察布600萬千瓦風電基地是目前全球一次性開發規模最大的單體陸上風電項目,預計2020年底建成并網發電,2021年向京津唐地區輸送大規模清潔電力。
西門子能源公司在宣布上述采購協議的同時發布了其氫能白皮書。白皮書提出,現有技術水平和產業規模情況下,綠氫(可再生能源發電電解水而產生的氫氣)的生產成本高于灰氫(通過煤氣化、天然氣裂解和甲醇重整技術生產)和 藍氫(在灰氫制備過程中經過碳捕捉、利用和封存處理后的產物),但綠氫有著更大發展潛力。與此同時,以電解水制氫設備為例,根據國際氫能聯盟的估算,到2030年的成本將比2020年下降至少60%。
西門子能源在氫能領域的解決方案是貫穿其多個業務板塊的多維能源轉換系統Power-to-X:在上游提供適合光伏和風能等可再生能源的發電和輸配電設備及解決方案;中游提供質子交換膜電解水制氫技術以及碳捕獲等配套技術;在下游,提供電制燃料與化石燃料混用解決方案,如可以使用氫氣或氫氣—天然氣混合燃料的燃氣輪機等。
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