液態(tài)陽光 聚焦液態(tài)陽光關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)液態(tài)陽光經(jīng)濟(jì)發(fā)展 40篇原創(chuàng)內(nèi)容 公眾號(hào) 據(jù)報(bào)道，日本“新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)”及東京都大學(xué)、信州大學(xué)等組成的研究團(tuán)隊(duì)近日成功利用陽光照射從水中分解出氧與氫的“光觸媒”作用，在氫能方面有了革命性的突破。在100平方米的大范圍試驗(yàn)中，成功分離出高純度氫。這一實(shí)驗(yàn)的成功有助于大量且低成本的制造氫的技術(shù)，標(biāo)志著日本實(shí)現(xiàn)了全球首例太陽能大規(guī)模制氫。（證券時(shí)報(bào)） 在雙碳“30-60”目標(biāo)推動(dòng)下，以光伏為代表的可再生能源，在能源發(fā)展中開始占據(jù)越來越重要的位置。 與此同時(shí)，氫能產(chǎn)業(yè)也已成為能源布局的重要組成。2020年，我國氫能產(chǎn)量和消費(fèi)量均已突破2500萬噸，成為世界第一大制氫大國。2021年，氫能又被列入《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，氫能產(chǎn)業(yè)迎來了重要機(jī)遇期。 那么，當(dāng)光伏遇上氫能，會(huì)擦出什么樣的火花？“光伏制氫”到底有什么好處？它的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益究竟有多大呢？
3月30日，國新辦舉行的中國可再生能源發(fā)展有關(guān)情況發(fā)布會(huì)上，國家能源局表示，到“十四五”末，可再生能源將從原來能源電力消費(fèi)的增量補(bǔ)充，變?yōu)槟茉措娏οM(fèi)增量的主體。隨著近年光伏裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大，僅2020年我國新增裝機(jī)規(guī)模48.2GW。在雙碳目標(biāo)的指引下，光伏將進(jìn)入下一個(gè)快速發(fā)展階段。中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)相關(guān)報(bào)告顯示，十四五“國內(nèi)年均光伏新增裝機(jī)規(guī)模達(dá)70GW-90GW。 隨著我國能源綠色、低碳的轉(zhuǎn)型，氫能也迎來了快速發(fā)展。“光伏+制氫”模式，將有效解決消納問題等可再生能源的發(fā)展瓶頸，更可有效解決制氫成本高和綠色生產(chǎn)的問題。“光伏+氫能”模式，并不是簡(jiǎn)單地放棄電力，制造氫能，而是提高了能源利用效率、生產(chǎn)清潔能源一舉兩得的好事。
后疫情時(shí)代，綠色復(fù)蘇與重視新能源已成為全球多數(shù)國家的發(fā)展共識(shí)。 中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、氫能分會(huì)會(huì)長(zhǎng)魏鎖表示，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國減少油氣對(duì)外依賴、提高能源安全水平、減少大氣污染排放、改善生態(tài)環(huán)境，有著重大現(xiàn)實(shí)意義。 當(dāng)前我國也已成為世界第一大制氫國。據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書 2020》估算，2030年我國氫氣的年需求量將增長(zhǎng)至3715噸，2060年將增加至1.3億噸，增長(zhǎng)潛力非?？捎^，預(yù)計(jì)到2050年，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值有望達(dá)到12萬億，又一個(gè)萬億級(jí)市場(chǎng)，你心不心動(dòng)呢！ 目前主流的光伏制氫簡(jiǎn)單來說有兩個(gè)步驟： 1. 光生電：利用光伏發(fā)電技術(shù)把光能轉(zhuǎn)化為電能。2. 電解水：利用電能制取氫氣 以初中化學(xué)課本上的化學(xué)反應(yīng)方程式為例，實(shí)際操作時(shí)可以弄一個(gè)電解池，池中有兩個(gè)電極和電解液，通過直流電時(shí)在陰極上放出氫氣。在未來可能會(huì)出現(xiàn)很多光伏企業(yè) + 化工企業(yè)（光伏制氫）或者是風(fēng)力發(fā)電企業(yè) + 化工企業(yè)（風(fēng)電制氫）合作的情況。 注：以上只是一種主流示例，還存在其它制取方式，比如太陽能熱分解水制氫、太陽能光化學(xué)分解水制氫、光電化學(xué)電池分解水制氫、模擬植物光合作用分解水制氫、太陽光絡(luò)合反催化分解水制氫等。 光伏制氫可以補(bǔ)足光伏發(fā)電關(guān)于不穩(wěn)定性方面的短板。 無論是光伏發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電都避免不了“靠天吃飯”的情況。就以光伏發(fā)電來說，遇上陰雨天發(fā)電效果就會(huì)變得非常不理想。因此光伏發(fā)電發(fā)出的電是不穩(wěn)定的。 不穩(wěn)定的能源對(duì)于電網(wǎng)來說就是一個(gè)比較麻煩的事了。電能是一種即發(fā)即用的能源，不能被大量?jī)?chǔ)存。多余的電能需要轉(zhuǎn)化成其它形勢(shì)進(jìn)行儲(chǔ)存，要不就白白浪費(fèi)掉了。
光伏制氫也可以用相似的思路去理解，光伏制氫可以用來消化光伏發(fā)電的多余電力，將電力轉(zhuǎn)化成氫能源。因此光伏制氫可以很大程度上解決“棄光”的問題。 光伏水電解制氫是將太陽能發(fā)電和電解水制氫組合成系統(tǒng)的技術(shù)，并且有著40年的發(fā)展歷史，被看作是最有前景的制氫方法之一。 光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應(yīng)制氫站制氫。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程，主要設(shè)備設(shè)施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎(chǔ)、接地裝置等，光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進(jìn)行串、并連配置，從而提高系統(tǒng)效率。 電解水制氫目前技術(shù)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無污染。 然而，高昂的耗電成本是大多數(shù)企業(yè)刻意回避水電解制氫的重要原因，但是隨著大規(guī)模光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及逐漸低廉的電價(jià)，現(xiàn)如今多數(shù)地區(qū)維持在0.29元/千瓦時(shí)左右。 隨著一批批項(xiàng)目的落地，光伏裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張以及發(fā)電成本的進(jìn)一步下降，預(yù)計(jì)未來光伏制氫將進(jìn)一步下降，進(jìn)入發(fā)展正循環(huán)。 “光伏+氫能”的突出優(yōu)勢(shì)是低成本和零碳排，這種特性使得光伏制氫可以用于生產(chǎn)綠色的低碳能源。此外，光伏發(fā)電制氫還可以向傳統(tǒng)化工領(lǐng)域提供綠氫來替代傳統(tǒng)的灰氫。在碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的催生下，我國能源革命已經(jīng)開展得如火如荼。光伏制氫項(xiàng)目的實(shí)際落地也在告訴我們，氫能市場(chǎng)正加速完善。在國際市場(chǎng)上，日本、德國、荷蘭等國家的光伏制氫項(xiàng)目已經(jīng)落地，國內(nèi)眾多光伏企業(yè)紛紛踏足氫能，似乎預(yù)示著新能源藍(lán)海已經(jīng)到來。
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