我國的氫能產業規劃的相關文件是相對較保守的數據,因為根據目前的一些項目規劃來看,國內的電解水制氫市場的發展和規劃文件來相比有較大差距。氫能聯盟的100GW目標是實現碳中和的重要前提,以此來分析,可以看出:目前國內已有的電解水制氫設備總計產能在1GW左右;到2023年預計有2GW左右的產能;到2025年預計有10GW的產能;到2030年預計有100GW的產能。如果在此基礎上增加國內廠家出口到國外的一些數據,世界所有國家對國內電解水制氫設備的需求量還會有相應的增幅,預計2030年在130GW左右。家庭熱電聯供和工業應用領域對低碳氫的需求也在不斷增長。濟南電解水制氫設備
堿性水電解技術(ALK)是指在堿性電解質環境下進行電解水制氫的過程,電解質一般為30%質量濃度的KOH溶液或者26%質量濃度的NaOH溶液。較之于其他制氫技術,堿性電解水制氫可以采用非貴金屬催化劑,且電解槽具有15年左右的長使用壽命,因此具有成本上的優勢和競爭力。堿性電解水制氫技術已有數十年的應用經驗,在20世紀中期就實現了工業化,商業成熟度高,運行經驗豐富,國內一些關鍵設備主要性能指標均接近于國際先進水平,單槽電解制氫量大,易適用于電網電解制氫。但是,該技術使用的電解質是強堿,具有腐蝕性且石棉隔膜不環保,具有一定的危害性。巴彥淖爾PEM電解水制氫設備產量PEM電解水制氫技術被公認為一種極具發展潛力的綠色制氫方法。
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。
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。但該制氫方式需要消耗大量的電能,其中電價占總氫氣成本的60%~80%。
2024年至2025年,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。能景研究結合各國項目規劃、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。在電解水制氫的反應過程中,需要輸入一定的能量,電解質就必不可少了。保定PEM電解水制氫設備公司
PEM電解水制氫是指使用質子交換膜作為固體電解質,并使用純水作為電解水制氫的原料的制氫過程。濟南電解水制氫設備
電解水制氫,這一技術的**在于水分子在電解槽中的分解過程。當直流電通過時,水分子被分解為氫離子和氫氧根離子。隨后,氫離子在陰極獲得電子,經歷還原反應生成氫氣;而氫氧根離子則在陽極失去電子,發生氧化反應生成氧氣。整個過程的化學方程式簡潔明了:2H2O → 2H2 + O2。堿性電解水制氫:原理:借助堿性電解質,如氫氧化鉀或氫氧化鈉,作為導電媒介,促使水電解在電解槽中順利進行。特點:該技術已經過長時間的發展,穩定性良好,且成本相對較低。但遺憾的是,其反應速度較慢,能量轉換效率不高,同時產生的氫氣純度也需進一步提升。應用:堿性電解水制氫技術主要適用于大型工業制氫場合,特別是在電力成本低廉的地區。濟南電解水制氫設備