使用純水電解,避免了潛在的環(huán)境污染,對環(huán)境友好;在工業(yè)領域,PEM水電解制備的綠氫應用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè),有助于實現(xiàn)雙碳目標;在交通領域,采用PEM水電解制氫技術建造加氫站現(xiàn)場制備綠氫,應用于燃料電池汽車、鐵路、航空及航運等領域;在電力領域,將風力、光伏等新能源電力接入氫儲能系統(tǒng),用于電解水制取綠氫,制得的氫氣儲存在儲氫罐中,需要時再將氫氣結合氫燃料電池發(fā)電并網,為電網供電,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)電解水制氫設備廠家排名
太陽能作為豐富、純凈的可再生能源,能推進可持續(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較高,特別是太陽能電池板的生產成本較高。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為是危險廢物。因此,需要降低光伏材料的生產成本,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,促進更的光伏應用。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導致系統(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、風能和潮汐能的結合。小型電解水制氫設備內蒙古PEM電解槽無需嚴格控制膜兩側壓力,具有快速啟動停止和快速功率調節(jié)響應的優(yōu)勢。
從近年來發(fā)布的氫能相關主要國家政策和相關戰(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,這與提出碳達峰碳中和目標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是一致的。目前成熟的電解水技術為堿水電解和質子交換電解。從國際能源署預測,全球制氫技術仍以堿性電解水為主。從今年季度國內上馬的制氫項目也可以看出全部為堿性電解制氫技術。2022 年中國堿性電解水制氫設備的出貨量約 800MW,質子交換膜電解水制氫設備的出貨量約 24MW,在 2021 年基礎上實現(xiàn)翻番,2023 年上半年已公開招標項目裝機規(guī)模超 400MW,絕大多數(shù)均采用堿性水電解制氫技術,預計 2023 年國內電解槽訂單量將超 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。特點及優(yōu)點就是這個技術非常成熟,很簡單,生產成本現(xiàn)在比較低,因為已經用了很多年,雖然規(guī)模不是很大。但是它的缺點是能量效率低和規(guī)模較小,過去因為這個產業(yè)很小,沒有很多人真正去投入力量進行研發(fā)。目前比較大 ALK 電解槽可以做到 3000 標方每小時。大型堿水電解槽還處于起步階段,設計和集成水平還需要進一步提高。從電化學理論分析隔膜電阻占整個電解槽的歐姆電阻份額很大。通過對影響隔氣性和電流密度的因素分析,復合隔膜應具有韌性好、機械強度大,可以做得更?。挥H水性強,降低面電阻以提高電流密度;采用電解液物理運輸和離子跳躍機制相結合的方式達到電解液的高滲透,氣體的低滲透,實現(xiàn)本質安全性。因此開發(fā)新型隔膜材料勢在必行。隨著制氫裝備性能提升、成本下降,我國制氫設備自主技術創(chuàng)新呈現(xiàn)發(fā)展勢頭,將促進綠氫產業(yè)規(guī)?;l(fā)展。
“需要注意的是,制氫并不是新興技術,在化工領域的制氫應用由來已久且技術并不難。但目前,新能源發(fā)電行業(yè)快速規(guī)模化發(fā)展,帶動整個綠氫行業(yè)新場景、新需求陸續(xù)出現(xiàn)?!焙5職淠茉?江蘇)科技有限公司副總經理胡駿明對《中國能源報》記者表示,如綠電制氫的出現(xiàn)對制氫技術提出更高要求?!澳壳?,制氫項目規(guī)模持續(xù)擴大,兆瓦級甚至吉瓦級的項目未來也會越來越多,單槽制氫規(guī)模需求及制氫效率要求提升。”胡駿明指出,另外,綠電設備對綠電間歇性、波動性的靈活適應能力更為重要,同時也對系統(tǒng)的可靠性和易維護性有更高要求。該設備通過特定的膜過濾技術,將氫氣從混合氣體中分離出來。新鄉(xiāng)電解水制氫設備廠家排名
燃料電池汽車被視為整個綠氫行業(yè)的先導產業(yè),但下一步的關鍵是成本下降,同時帶動更大場景更大規(guī)模應用。新鄉(xiāng)電解水制氫設備廠家排名
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,國內生產的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)模大約在260標方/小時,而國外生產的PEM電解槽單槽比較大制氫規(guī)??梢赃_到500標方/小時。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)(BOP)組成。PEM電解槽由質子交換膜、催化劑、氣體擴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PEM電解槽包含數(shù)十至上百個電解池。質子交換膜電解槽成本中45%是電解電堆、55%是系統(tǒng)輔機;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,主要依賴于國外產品。新鄉(xiāng)電解水制氫設備廠家排名