電解水制氫是一種利用電將水分子分解為氫氣和氧氣的綠色高效制氫技術。電解水制氫的技術有很多,如堿性水電解、質子交換膜、高溫固體氧化物和陰離子交換膜電解等。電解水制氫純度高,能作為儲能載體儲存富余可再生能源。電解水制氫的整個過程只消耗水和電,不消耗其他化石資源。工藝簡單,操作方便,無碳產品,清潔無污染。設備占地面積小,多臺設備可同時生產,操作靈活。但同時,電解水制氫也是一種昂貴的制氫技術。生產氫氣的主要功耗約為4.5~5.5 kW h m?3。但是由于電解過程效率不高,能耗較大,并且需要消耗大量的水資源,因此應用范圍受到一定限制。許昌本地電解水制氫設備
風能是一種很有前途的可再生能源,它能減少溫室氣體排放和對化石燃料的依賴。然而,作為一種天然能源,速率可變和不穩定性是風能的固有性質。可變和不穩定是由于不同天氣條件引起的隨機變化。風力發電每天都在變化,也被認為是高度間歇性的,因為它的輸出取決于風速、大氣條件和其他因素,這種間歇性對電網運營商確定給定時刻的可用電量提出了挑戰。對于風能的不穩定性,可以采用一種可再生能源的組合系統,即太陽能、風能、潮汐等多種能源的協同組合。該組合系統一般能產生更可靠的電力,且優于系統,提高了效率和可靠性。例如,風能和太陽能的協同效應可以較好地緩解風能和太陽能各自發電的不穩定性。未來需要開發出更多更優的組合可再生能源系統。PEM純水電解制氫設備內蒙古PEM電解水制氫裝置輔助系統包括四大系統:電源供應系統、氫氣干燥純化系統、去離子水系統和冷卻系統。
綠氫可以助力交通、化工、鋼鐵、石化等多領域深度脫碳,2022 年 3 月國家發改委發布《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)》,提到氫能正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一,氫能是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,是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向,規劃明確提到 2025年可再生能源制氫量達到 10 萬噸/年-20 萬噸/年,2035 年可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升,對能源綠色轉型發展起到重要支撐作用。
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。在未來的研發中,制氫設備不斷迭代升級,有望在能源轉型和氫能產業中發揮更為重要的作用。
目前中國的PEM電解槽發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模大約在200Nm3/h,而國外生產的PEM電解槽單槽比較大制氫規模可以達到500Nm3/h。相比國外,國內利用可再生能源耦合PEM電解水制氫的項目也相對偏少。國內大多數工業級可再生能源電解水制氫應用項目仍然以堿性水電解為主。總之,PEM電解水制氫技術基本成熟,進入了商業化早期階段。但PEM電解水制氫技術仍然存在成本高的問題,性能和耐久性也有待提升,未來需要聚焦質子交換膜、電催化劑、氣體擴散層與雙極板等關鍵技術,進一步降低成本,提升商業化程度。PEM電解水制氫是制取綠氫的主要技術路線之一,與可再生能源適配度高,是極具潛力的制氫技術。威海附近電解水制氫設備公司
電解水制氫系統主要由電解槽、電源系統、氣體分離與純化系統、冷卻系統以及控制系統等組成。許昌本地電解水制氫設備
電解水制氫,即通過電能將水分解為氫氣與氧氣的過程,該技術可以采用可再生能源電力,不會產生CO2和其他有毒有害物質的排放,從而獲得真正意義上的“綠氫”。電解水制氫原料為水、過程無污染、理論轉化效率高、獲得的氫氣純度高,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%。實際來看,綠氫制備的技術路線有多種,包括:堿性水電解技術(ALK)、陽離子/質子交換膜水電解技術(PEM)、固體氧化物水電解技術(SOEC)、陰離子交換膜電解水技術(AEM)。許昌本地電解水制氫設備