使用純水電解,避免了潛在的環(huán)境污染,對(duì)環(huán)境友好;在工業(yè)領(lǐng)域,PEM水電解制備的綠氫應(yīng)用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè),有助于實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo);在交通領(lǐng)域,采用PEM水電解制氫技術(shù)建造加氫站現(xiàn)場(chǎng)制備綠氫,應(yīng)用于燃料電池汽車、鐵路、航空及航運(yùn)等領(lǐng)域;在電力領(lǐng)域,將風(fēng)力、光伏等新能源電力接入氫儲(chǔ)能系統(tǒng),用于電解水制取綠氫,制得的氫氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐中,需要時(shí)再將氫氣結(jié)合氫燃料電池發(fā)電并網(wǎng),為電網(wǎng)供電,由此可以解決大規(guī)模消納可再生能源的問題。電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下,水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子。新鄉(xiāng)電解水制氫設(shè)備廠家排名
太陽能作為豐富、純凈的可再生能源,能推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。光伏發(fā)電有助于能源安全,減少化石燃料的消耗和排放,并滿足日益增長的電力需求。然而,光伏發(fā)電的發(fā)展也受到許多因素的影響。首先,光伏材料的成本相對(duì)較高,特別是太陽能電池板的生產(chǎn)成本較高。其次,廢舊太陽能電池板由于其環(huán)境影響和能源損失而被認(rèn)為是危險(xiǎn)廢物。因此,需要降低光伏材料的生產(chǎn)成本,提高太陽能電池的耐久性,并開發(fā)回收方案,解決有毒廢物的問題,促進(jìn)更的光伏應(yīng)用。此外,光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性受氣候條件和地理位置的影響很大。在一些地區(qū),冬季的天氣條件可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降,從而影響發(fā)電效率。由于光伏系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,可以使用混合風(fēng)能太陽能發(fā)電系統(tǒng)。因此,需要開發(fā)出更多的混合可再生能源系統(tǒng),如太陽能、風(fēng)能和潮汐能的結(jié)合。小型電解水制氫設(shè)備內(nèi)蒙古PEM電解槽無需嚴(yán)格控制膜兩側(cè)壓力,具有快速啟動(dòng)停止和快速功率調(diào)節(jié)響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。
從近年來發(fā)布的氫能相關(guān)主要國家政策和相關(guān)戰(zhàn)略可以看出:氫能 2020 年列入能源范疇,2022 年上升至國家能源戰(zhàn)略高度,這與提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和能源飯碗端在自己手中的指示,與中石化打造氫能公司目標(biāo)是一致的。目前成熟的電解水技術(shù)為堿水電解和質(zhì)子交換電解。從國際能源署預(yù)測(cè),全球制氫技術(shù)仍以堿性電解水為主。從今年季度國內(nèi)上馬的制氫項(xiàng)目也可以看出全部為堿性電解制氫技術(shù)。2022 年中國堿性電解水制氫設(shè)備的出貨量約 800MW,質(zhì)子交換膜電解水制氫設(shè)備的出貨量約 24MW,在 2021 年基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)翻番,2023 年上半年已公開招標(biāo)項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模超 400MW,絕大多數(shù)均采用堿性水電解制氫技術(shù),預(yù)計(jì) 2023 年國內(nèi)電解槽訂單量將超 1GW 水平。
傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫,主要是以氫氧化鉀為電解質(zhì)。特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)就是這個(gè)技術(shù)非常成熟,很簡單,生產(chǎn)成本現(xiàn)在比較低,因?yàn)橐呀?jīng)用了很多年,雖然規(guī)模不是很大。但是它的缺點(diǎn)是能量效率低和規(guī)模較小,過去因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)業(yè)很小,沒有很多人真正去投入力量進(jìn)行研發(fā)。目前比較大 ALK 電解槽可以做到 3000 標(biāo)方每小時(shí)。大型堿水電解槽還處于起步階段,設(shè)計(jì)和集成水平還需要進(jìn)一步提高。從電化學(xué)理論分析隔膜電阻占整個(gè)電解槽的歐姆電阻份額很大。通過對(duì)影響隔氣性和電流密度的因素分析,復(fù)合隔膜應(yīng)具有韌性好、機(jī)械強(qiáng)度大,可以做得更?。挥H水性強(qiáng),降低面電阻以提高電流密度;采用電解液物理運(yùn)輸和離子跳躍機(jī)制相結(jié)合的方式達(dá)到電解液的高滲透,氣體的低滲透,實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全性。因此開發(fā)新型隔膜材料勢(shì)在必行。隨著制氫裝備性能提升、成本下降,我國制氫設(shè)備自主技術(shù)創(chuàng)新呈現(xiàn)發(fā)展勢(shì)頭,將促進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。
“需要注意的是,制氫并不是新興技術(shù),在化工領(lǐng)域的制氫應(yīng)用由來已久且技術(shù)并不難。但目前,新能源發(fā)電行業(yè)快速規(guī)?;l(fā)展,帶動(dòng)整個(gè)綠氫行業(yè)新場(chǎng)景、新需求陸續(xù)出現(xiàn)。”海德氫能源(江蘇)科技有限公司副總經(jīng)理胡駿明對(duì)《中國能源報(bào)》記者表示,如綠電制氫的出現(xiàn)對(duì)制氫技術(shù)提出更高要求?!澳壳?,制氫項(xiàng)目規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,兆瓦級(jí)甚至吉瓦級(jí)的項(xiàng)目未來也會(huì)越來越多,單槽制氫規(guī)模需求及制氫效率要求提升?!焙E明指出,另外,綠電設(shè)備對(duì)綠電間歇性、波動(dòng)性的靈活適應(yīng)能力更為重要,同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)的可靠性和易維護(hù)性有更高要求。該設(shè)備通過特定的膜過濾技術(shù),將氫氣從混合氣體中分離出來。新鄉(xiāng)電解水制氫設(shè)備廠家排名
燃料電池汽車被視為整個(gè)綠氫行業(yè)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),但下一步的關(guān)鍵是成本下降,同時(shí)帶動(dòng)更大場(chǎng)景更大規(guī)模應(yīng)用。新鄉(xiāng)電解水制氫設(shè)備廠家排名
目前,我國的PEM電解槽發(fā)展和國外水平仍然存在一定差距,國內(nèi)生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模大約在260標(biāo)方/小時(shí),而國外生產(chǎn)的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模可以達(dá)到500標(biāo)方/小時(shí)。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。PEM電解槽由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層和雙極板等零部件組裝而成。電解槽的基本組成單位是電解池,一個(gè)PEM電解槽包含數(shù)十至上百個(gè)電解池。質(zhì)子交換膜電解槽成本中45%是電解電堆、55%是系統(tǒng)輔機(jī);其中電解電堆成本中53%是雙極板;膜電極成本由金屬Pt、金屬Ir、全氯磺酸膜和制備成本四要素組成。由于PEM電解槽的質(zhì)子交換膜需要150-200微米,在加工的過程中更容易發(fā)生腫脹和變形,膜的溶脹率更高,加工難度更大,主要依賴于國外產(chǎn)品。新鄉(xiāng)電解水制氫設(shè)備廠家排名