专家谈中韩氢能合作：中国绿氢+韩国材料和零部件

韩媒访谈｜刘建国：中国的清洁燃料加上韩国的材料和零部件，可以拓宽氢能合作

可再生电力波动下的电解水制氢：电力来源、运行时间和设备寿命要一起算

刘教授说：“要把中国的清洁燃料和韩国的材料、零部件连起来，拓宽氢能合作。”

绿氢很贵，中国也不例外。中国可再生能源丰富，电解槽产能规模大。即便如此，要做到经济可行，还有不少问题要解决。

中国的示范现场是怎么找答案的？

如果只盯着中国电解槽的价格优势，可能会错过商机。中国生产清洁燃料时，可以用上韩国的材料、零部件和投资。生产出的燃料，韩国也可以拿来用。了解中国电解水产业的现状，韩国企业就更容易找到参与的切入点。

9月17日，“中韩氢能对话”在首尔东大门举行。华北电力大学教授刘建国出席了会议。他认为，主要课题是在应对可再生电力波动的同时保证经济性。

他从燃料电池研究起步，现在研究电解水制氢的材料和系统，关注性能与耐久性。他还创办了碱性电解槽隔膜企业，积极推动研究成果产业化。韩媒采访了刘教授，请他谈谈中国电解水产业面临的课题，以及中韩合作的可能性。

读博士时，我主要研究质子交换膜（PEM）燃料电池。后来，《巴黎协定》签署，氢能委员会（Hydrogen Council）成立。我开始关注氢能在碳中和中的潜力。

当时，汽车和能源领域的企业纷纷进入氢能产业。于是我把研究范围，从用氢的燃料电池，扩大到制氢的电解水。

我现在重点研究的，是能灵活应对可再生电力波动的电解水制氢。我研究碱性和PEM两种电解水技术，也参与材料的产业化。

三年前，我创办了苏州月莫新材料。公司生产碱性电解槽用的隔膜。

隔膜材料用的是聚苯硫醚（PPS）。它天生疏水，不容易被水浸润。我们的思路是，在保持纤维强度的同时，让表面具有亲水性。也就是在现有纤维制造能力的基础上，加上化学表面处理技术。

电力供应波动时，隔膜还要反复承受压力变化。如果表面处理削弱了强度，耐久性就会出问题。为了解决这一点，我和志同道合的人开始了创业。隔膜研发，也是我把可再生电力转化为氢、实现稳定利用这项研究的延伸。

我们在内蒙古做的项目，主要是制氢示范。

电解水是一项很早就有的技术。但要用输出时刻变化的可再生电力，让电解槽稳定运行，是另一回事。中国的学界和企业，正集中力量解决这个问题，让电解槽在这种条件下稳定制氢。

解决办法要在系统、电解槽和材料三个层面一起推进。系统层面，要减小电解槽承受的负荷波动。电解槽层面，要在设计阶段就考虑如何适应波动。催化剂和隔膜也一样，运行条件变化时，性能不能轻易下降，也不能轻易损坏。我们把示范中发现的问题，反映到设计和材料改进中。但还有很多课题没有解决。

电解水制氢的经济性，还取决于电力采购方式。

接入电网，有利于保证运行时间。但要考虑并网使用和合同容量带来的成本。

另一种做法是以可再生电力为主，由电网辅助。这种情况下，关键是怎么确定电网使用费。

还有一种是离网独立运行（Off-Grid）。可再生电力不经过电网，直接送给电解槽。好处是能用到便宜的电。但电解槽要快速响应出力变化，还要能在低负荷下运行，对设备的要求很高。

评估制氢成本，要把电费、初始投资和维护费放在一起看。运行时间短，分摊到每单位氢气上的设备成本就会变高。中国有时也没有充分计入维护成本。要一边降低电解槽价格，一边保证寿命。这两点要一起考虑。

中国通过科研项目，支持产业界和学术界共同解决面临的问题。基于对电解水技术的理解，由多家企业联合开展所需研究。

据我在现场的感受，对设备制造的补贴相对不多。承担示范的企业能获得政策优惠，但受政府财力限制。比起直接发补贴，更多是鼓励产业发展的政策。

比如，有规定要求电网按一定比例以上消纳风电和光伏电力。在支持科研的同时，也在出台政策，引导使用可再生能源。

要缩小绿氢和灰氢的成本差距，要看三个条件。一是风电、光伏电力有多便宜。二是在不牺牲寿命的前提下，电解槽价格能降多少。三是为了碳中和，愿意承担多高的碳税。结果取决于这些条件。

电价与风电、光伏产业的发展也密切相关。在电解水领域，要在多用可再生电力的同时，努力保持设备寿命。

风电和光伏的占比越高，长时储能的需求就越大。尤其是跨季节储能，氢的作用很大。华北电力大学也很关注，氢如何支撑以可再生能源为主的电力系统。

要区分现在和未来。目前，中国风电、光伏的发电占比约为20%。我认为，现在还不到需要跨季节储能的阶段。以后，如果可再生能源承担一半左右的电力供应，对HESS的需求就会上升。

氢的应用范围在扩大，不只是交通，还包括化工、清洁燃料和电力领域。HESS要放在这些变化中，从长远来看。随着可再生能源推广，要思考氢在电力系统中的角色，并提前做好准备。

韩国对氢、氨和甲醇的需求很高。中国有生产这些产品所需的可再生能源资源。但现阶段，生产价格仍然偏高。

一个思路是，韩国引进中国生产的绿氨和绿色甲醇。可以从工业需求入手，也可以在船舶用清洁燃料领域找到对接点。

韩国的材料和零部件，也是两国合作的重要基础。中国制造电解槽时，可以用韩国优质的材料和零部件。韩国企业也可以直接投资中国的绿氢项目。希望从中国的资源、韩国的需求和制造能力相结合的商业模式开始。

可以共同制定氨的接收标准等，并推动认证互认。燃料从生产、供应到进口、使用，要衔接起来，两边就得有通用的标准。共同标准和互认证，对增加两国进出口很有帮助。