青島PEM電解水制氫技術

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(chǎn)能或將繼續(xù)成番增長。一方面，海外有較多大型規(guī)劃綠氫項目儲備，全球經(jīng)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(chǎn)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(guī)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(chǎn)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(chǎn)能或將增長至約1600萬噸/年。電解水制氫過程中需要的主要設備包括：電解槽、氣液分離裝置、補水配堿裝置制氫電源及熱工控制等。青島PEM電解水制氫技術

現(xiàn)在世界上每年消耗的氫氣在5000萬噸左右，其中96%來自化石能源，*4%來自電解水，而且所用的電也并非全部來自可再生能源。綠氫是統(tǒng)籌解決全球氣候變化、能源安全與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要措施，伴隨著以綠色低碳為特征的能源產(chǎn)業(yè)和技術變革在世界范圍內興起，綠氫發(fā)展將不斷加速。發(fā)展綠色氫能也是促進我國實現(xiàn)“雙碳”目標，加快我國發(fā)展方式綠色轉型的強勁動力。主要表現(xiàn)在：能源維度：利用本土可再生能源制氫，降低化石能源進口依賴，優(yōu)化能源結構，提升能源自給與穩(wěn)定性。環(huán)境層面：助力各行業(yè)脫碳，尤其助力高排放行業(yè)達成碳中和，減少污染排放，改善大氣質量。經(jīng)濟領域：催生產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)新興產(chǎn)業(yè)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)低碳升級，創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，促進區(qū)域協(xié)調發(fā)展。技術方面：激發(fā)多領域技術創(chuàng)新，增強自主創(chuàng)新力，利于國際合作交流，提升國際能源領域話語權。石家莊附近電解水制氫設備通過直接電解純水，可以產(chǎn)生高純度的氫氣。

堿性電解水技術比較大的缺點在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季，設備需要經(jīng)過較長時間預熱，啟動時間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設備、材料的加工、制備工藝在我國已經(jīng)基本成熟，產(chǎn)業(yè)鏈相對完善，是目前在我國**適合規(guī)模化的技術路線。通過調研了解，目前國內比較大單槽制氫規(guī)模已經(jīng)達到 3000 Nm3/h，電解槽直流電耗比較低可以達到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽兩極分離開來，在陰極水分子被還原，生成氫氣和氫氧根離子，生成的氫氧根離子穿過隔膜到達陽極，在陽極側失電子析氧，生成氧氣和水。

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。堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和輔助系統(tǒng)(BOP)。堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成，電解槽包括數(shù)十甚至上百個電解小室，由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形，每個電解小室以相鄰的2個極板為分界，包括正負雙極板、陽極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個部分。堿性電解槽主要成本構成為：電解電堆組件45%和系統(tǒng)輔機55%；電解槽成本中55%是膜片及膜組件。電解水制氫的方法包括堿性電解水、質子交換膜電解水和固體氧化物電解水等。

陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)該技術是指使用質子（陽離子）交換膜作為固體電解質替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(30%的氫氧化鉀溶液或26%氫氧化鈉溶液)，并使用純水作為電解水制氫原料的制氫過程。和堿性電解水制氫技術相比，PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優(yōu)點，并且，PEM電解水制氫技術工作效率更高，易于與可再生能源消納相結合，是目前電解水制氫的理想方案。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運行，因此設備需要使用含貴金屬(鉑、銥)的電催化劑和特殊膜材料，導致成本過高，使用壽命也不如堿性電解水制氫技術。通過直接電解純水產(chǎn)生高純氫氣（不加堿），電解池只電解純水即可產(chǎn)氫。呼和浩特電解水制氫設備價格

氫能的利用很多，包括燃料電池移動動力、分布式電站、化工加氫等領域。青島PEM電解水制氫技術

電解水制氫：電解水制氫中，電耗和折舊構成其主要成本。估算基準情形下堿性和PEM電解水制氫單位成本分別為21.85和25.29元/kg，電耗成本分別占總成本的86%和70%。從產(chǎn)能布局來看，中國和歐洲企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模，主要參與者積極擴產(chǎn)。從出貨規(guī)模來看，考克利爾競立、派瑞氫能和隆基氫能居國內企業(yè)梯隊。GGII統(tǒng)計，2022年我國電解水制氫設備出貨量722MW（含出口同比增長106%?？伎死麪柛偭⒊鲐?30MW，排名維持。目前全球氫氣生產(chǎn)以化石燃料制氫為主，清潔制氫存在替代空間。未來清潔制氫方案將成為主要增量，電解水制氫產(chǎn)量將從2021年的不到4萬噸大幅增長至6170萬噸；耦合CCUS的化石燃料制氫產(chǎn)量將從2021年的60萬噸增長至3300萬噸，清潔制氫方案將成為主流。青島PEM電解水制氫技術