電解的本質:電能推動電解質溶液中的水分子在電極上發生電化學反應,生成氫氣與氧氣。理論電量:根據法拉第定律,電極反應產物的質量與通入的電量成正比,制取1Nm3氫氣和0.5Nm3氧氣需要的電量為2390Ah,即1mol氫和0.5mol氧的理論電量為53.6Ah。電壓要求:要進行電解,必須在一對電極上加上一定的直流電壓,使電流流過電解槽。U=E+IR+ηH+ηO(操作電壓=水的理論分解電壓+電解電流x電解總電阻+氫超電壓+氧超電壓)。總電阻電壓IR(歐姆損失)由V液、V隔、V極、V接共同組成,當電解材料良好時,操作正常時,后3項影響很小,所以,操作電壓主要包括理論分解電壓、超電壓和電解液電壓損失。極間電壓或小室電壓,一般為1.8~2.5V。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。甘肅PEM電解水制氫設備產量
未來,隨著各國補助力度加大與更多大型項目落地,國際電解水制氫產能或將繼續成番增長。一方面,海外有較多大型規劃綠氫項目儲備,全球經過投資決議的萬噸級電解水制氫項目已有近50項;另一方面,全球尤其歐洲各國對綠氫生產的補貼資金逐漸到位,疊加航運、化工等領域對零碳燃料與零碳原料的需求增長,或會推動2024年多項萬噸級項目落地開工。結合各國項目規劃、補貼進展、碳市場等多方面預測,樂觀情境下,到2025年底全球(含中國)綠氫累計產能或將增長至約140萬噸/年,到2030年底全球(含中國)綠氫累計產能或將增長至約1600萬噸/年。開封PEM電解水電解水制氫技術主要分為堿性電解水制氫和質子交換膜(PEM)電解水制氫兩種。
2023年全球電解水制氫項目開始向大型化、萬噸級發展。據能景研究統計,2023年1月至12月全球新增建成的電解水制氫項目中,千噸級以上氫氣產能的項目數量占比增大,由上一年度同期的約12%提升到了29%。其中,2023年全球至少3項達到了萬噸級氫氣產能,其中規模比較大的是中國中石化新疆庫車綠氫項目,氫氣產能約2萬噸/年,電解槽裝機260MW。另有1萬噸/年氫氣產能項目2項,分別為中國的三峽集團內蒙古納日松光伏制氫項目,電解槽裝機70MW;巴西比較大氮肥企業Unigel位于卡馬薩里的一期綠氨項目(設計產能1萬噸/年),電解槽裝機60MW。
氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用***的二次能源,正被視為實現能源轉型的重要載體。各國**都明確將氫能定位為未來國家能源體系的重要組成部分,是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。歐洲、美國等全球主要國家與地區都將氫能發展上升至國家的經濟發展戰略高度,近兩年接連出臺了氫能發展規劃與激勵機制。近年來,至少數百家企業新進入氫能行業,市場保持了極高的增長速度,預計未來氫能汽車,加氫站,儲運氫氣,電解槽等將帶來萬億美元的市場需求。在全球經濟經歷歷史性的2020衰退以后,2021到2023年電解水設備行業呈現了極快的增長速度。這得益于各國**政策的支持和各個企業對可持續發展的重視,在加上新進入者的持續涌現,電解水設備保持了極快的增長速度。PEM電解槽是PEM電解水制氫裝置的重要部分。
根據《全球氫能產業發展白皮書》顯示,氫能源在2022年作為能源消耗占比不足1%,預測到2050年氫能在全球能源總需求中占比將達到10%以上,并帶動起十萬億規模的氫能源產業鏈。由此可看出,氫氣的制取在未來肯定是一個新興且充滿希望的行業。我們根據氫氣的生產及碳排放情況,可將氫氣分為:灰氫、藍氫、綠氫。灰氫指的是:使用化石燃料制取氫氣,并對釋放的二氧化碳不做任何處理;藍氫指的是:將天然氣重整,并在生產過程中利用碳捕捉、利用、儲存等先進技術,減少溫室氣體的排放;綠氫指的是:通過使用可再生能源(如太陽能、風能、核能等)制備的氫氣,在綠氫的生產過程中,是完全沒有碳排放的。PEM電解槽的電流密度更大,通常在10000?A/m2以上。包頭國內電解水制氫設備
電解槽的基本組成單位是電解池。甘肅PEM電解水制氫設備產量
堿性水電解制氫(ALK)設備技術成熟、投資成本低,是現階段商業運行的主要設備,技術發展向擴大設備規模、提高寬負荷調節能力、保障運行穩定等方向發展。質子交換膜水電解制氫(PEM)設備成本較高,但具有能耗低和運行靈活等優勢,目前技術發展向加大設備功率、提高電流密度和降低成本等方向發展。陰離子交換膜水電解制氫(AEM)兼具PEM的風光耦合以及堿性槽無貴金屬、價格低的特點,但是目前AEM膜壽命仍存不確定性,暫時較難適配工程化需求。固體氧化物水電解制氫(SOEC)具有高效、可逆、材料成本低廉等優點,但在電解堆集成、電解槽堆設計結構優化、電極和封接等材料及技術仍需重點突破。因此,SOEC、AEM等技術目前還有待進一步研發以實現商業化。甘肅PEM電解水制氫設備產量