雖然氫能被作為新能源的一種形式,但氫能仍被列為危化品管理名錄。從目前落地政策實施來分析,新能源制氫項目主要審批部門為能源規劃、發改委等層面。實際項目落地與執行層面為當地的應急管理部門、安全生產監督管理部門,但其執行的法律法規認為氫氣危化品監管監督等內容,造成項目落地與實施周期較長,未能發揮新能源的優勢作用。目前隨著光伏+制氫、風電+制氫項目逐步落地實施,各地針對具體項目的并/離網形式要求各有不同,部分省份明確并網形式和離網形式,但部分省市主要是參照已有項目情況推薦執行。因此,隨著新能源制氫示范項目逐步落地實施,應用越來越成熟。需要制定適應目前的光伏+制氫、風電+制氫的相關標準與規范,來促進裝備制造企業向高質量發展和裝備制造方向發展。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。新鄉國內電解水制氫設備公司
堿性電解水在生產占有率和制氫成本方面具有巨大的優勢。電解水技術的主要指標包括:電流密度、負載范圍、氣體純度、電解效率、使用壽命、設備價格和動態響應幾個方面。堿性水技術的痛點是電流密度低能耗效率低和隔氣性差,特別是波動情況下的隔氣性,存在本質安全性問題。隨著堿性電解水技術的發展,隔膜材料已經發展了三代,早期的石棉隔膜,目前規模應用的 PPS 隔膜,逐漸出現了隔氣性、穩定性好,能耗低的復合隔膜材料。國內外比較好技術為西班牙 AGFA 公司的 Zirfon 復合膜和國內碳能科技公司的復合隔膜。新鄉工業電解水制氫設備銷售PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優點。
“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,新能源發電行業快速規?;l展,帶動整個綠氫行業新場景、新需求陸續出現。”海德氫能源(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,如綠電制氫的出現對制氫技術提出更高要求?!澳壳埃茪漤椖恳幠3掷m擴大,兆瓦級甚至吉瓦級的項目未來也會越來越多,單槽制氫規模需求及制氫效率要求提升?!焙E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,同時也對系統的可靠性和易維護性有更高要求。
水電解制氫中一般要求運行在穩定或接近穩定的電力輸入下以保障整體性能和可靠性,而可再生能源包括風和太陽能具有波動性的天然特征,這導致可再生能源電力無法完全用于制氫,不利于實現可再生能源的有效利用。目前堿性電解槽表現出一定的波動性負荷跟隨能力,如允許在 30%-110%比例的額定制氫功率區間內運行,但缺乏長期的示范驗證。尤其是當輸入電力波動性變化時,電解槽內溫度、電位等參數發生瞬態變化,水或堿液等傳質響應滯后,導致局部高溫或高電勢,可能對電極、隔膜等材料造成不可逆損害,從而影響制氫性能,削減電解槽壽命?;诓▌有詫﹄娊獠鄣墓r-材料-結構-性能影響規律,進行正向設計開發,研究緩解策略,提升電解槽抵抗電源波動能力,從而增加可再生能源利用率,對于降低電解水制氫成本、推動規?;瘧镁哂兄匾饬x。中國已有超過百個在建和規劃中的電解水制氫項目,涵蓋了石油煉化、化工合成、鋼鐵冶煉和交通等多個領域。
利用豐富的海水代替淡水作為電解液有望解決淡水消耗的問題。由于海水的中性、緩沖能力弱和高氯離子濃度特點,直接分解未經處理的海水仍然是困難的。迫切需要新的科學技術發展來指導電解海水以實現可持續產氫。實現工業規模的制氫是終目標,因此,設計能達到高電流密度的高效、穩定的電解海水催化劑尤為重要。此外,海上風電、潮汐和光伏技術具有豐富的資源和廣闊的前景優勢,有望成為未來綠色能源的支柱。海上風電具有風速高、靜默期短、節約土地資源等優點,但也存在著建設成本高、能源利用率低、交通困難等問題。沿海地區太陽能資源豐富,可以充分利用水的反射光,提高發電量。與地面光伏相比,可增加5%-10%,但也存在投資成本高、環境影響大等問題。因此,海水制氫、海上風電、海洋潮汐發電和海上光伏發電都需要以技術創新的突破為基礎,并與未來能源發展的趨勢相結合。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。河南本地電解水制氫設備企業
制氫效率是衡量系統性能的重要指標之一,它反映了系統將電能轉化為化學能(即氫氣)的能力。新鄉國內電解水制氫設備公司
以往的制氫裝備均應用在多晶硅、電廠等場景,例如某多晶硅廠,氫氣主要應用于多晶硅還原爐的還原氣體,制氫站是按照 2 萬噸多晶硅的產能設計,所以用氣量很多情況多晶硅產能較為穩定,且用電來自電網,制氫裝備多數情況處于 60%負荷運行,氫氣儲罐壓力主要維持在 0.9-1.2MPa 之間。針對光伏制氫系統,由于光伏發電的間歇波動特性,制氫裝備需要考慮供電的不穩定性,對制氫裝備帶來了全新的挑戰。如何評價光伏制氫系統需要進行全新的定義,例如:初始響應時間、總響應時間、比較大斜坡速率、比較低工作點、冷啟動時間、熱啟動時間、關機時間等等。新鄉國內電解水制氫設備公司