近日，中石油深圳新能源研究院有限公司（簡稱深圳院）成功研制出國內(nèi)首套解耦型平方米級光電制氫裝置，并在戶外環(huán)境下實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行。這一成果標(biāo)志著中國石油在太陽能直接制氫技術(shù)工程化應(yīng)用方面取得重要突破。

當(dāng)前，我國氫能發(fā)展面臨結(jié)構(gòu)和成本的雙重挑戰(zhàn)。對綠氫而言，以每千瓦時0.3元的電價計算，電解水制氫成本高昂，經(jīng)濟(jì)性明顯不足。因此，發(fā)展短流程、高集成、快響應(yīng)的新型制氫技術(shù)，成為行業(yè)的迫切需要。

在此背景下，深圳院加強攻關(guān)，研發(fā)出太陽能直接制氫裝置。該裝置采用自主研發(fā)的新型平方米級陣列式光電制氫一體化結(jié)構(gòu)和高性能光電極材料，不僅大幅降低了制造成本，而且顯著提升了系統(tǒng)的可維護(hù)性與擴(kuò)展能力。在戶外試驗中，該裝置在自然光照條件下運行穩(wěn)定。測試數(shù)據(jù)顯示，在日均7小時光照條件下，裝置每平方米可生產(chǎn)約30升綠氫，裝置光氫轉(zhuǎn)換效率達(dá)到國際先進(jìn)水平。

該裝置具有成本可控、適應(yīng)性強、環(huán)境友好等突出特點，應(yīng)用前景廣泛。目前，研究團(tuán)隊正在開展更大規(guī)模裝置的研發(fā)工作，力爭在未來5年實現(xiàn)百平方米級裝置的示范應(yīng)用。

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太陽能制氫即光伏制氫，其基本原理是先使用太陽能光伏發(fā)電，然后將水電解得到氫氣和氧氣。光伏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)制氫站制氫用電，其技術(shù)路線涉及到固體氧化物電解槽制氫、堿性電解槽制氫、聚合物薄膜電解槽制氫等。光伏制氫具有清潔無污染、成本低、轉(zhuǎn)換效率高、儲能效用巨大、可平抑光伏發(fā)電不穩(wěn)定性等優(yōu)勢。

作為世界最大的化石能源消費國與進(jìn)口國，中國開發(fā)與利用氫能的意義不言而喻。近年來，中國氫氣產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，2024年國內(nèi)氫氣產(chǎn)量增至3695萬噸，中國已連續(xù)多年占據(jù)全球最大氫氣生產(chǎn)國的位置。氫氣制備途徑多樣，根據(jù)氫氣制取過程中的碳排放量不同可以分為“灰氫”、“藍(lán)氫”和“綠氫”。綠氫是通過使用可再生能源（如太陽能、風(fēng)能、核能等）制造的氫氣。這種氫氣在生產(chǎn)過程中基本沒有碳排放，因此也被稱為“零碳?xì)錃?rdquo;。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分，進(jìn)一步加強供應(yīng)體系建設(shè)將有助于能源生產(chǎn)消費方式變革。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2024年底，國內(nèi)綠氫項目已建成超百個，產(chǎn)能超10萬噸。“光伏+氫”作為零碳能源和清潔儲能載體，成為光伏跨界融合的典型路徑，也為光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了新的應(yīng)用場景和廣闊的市場需求。近年來，太陽能制氫項目接連落地，生產(chǎn)規(guī)模不斷壯大。

太陽能制氫行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要包括太陽能發(fā)電設(shè)備、制氫設(shè)備、氫氣儲運設(shè)備，其中太陽能發(fā)電設(shè)備包括光伏組件、逆變器、控制器等；制氫設(shè)備包括電解槽、氣水分離器、壓力調(diào)節(jié)器等；氫氣儲運設(shè)備包括高壓氣瓶、低溫儲存設(shè)備、氫氣管道等。這為太陽能制氫行業(yè)提供了必要的設(shè)備支持，保障了整個產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定運行。而太陽能制氫下游應(yīng)用十分廣泛，包括交通運輸、能源儲存、工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域。