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。PEM電解槽的單位成本仍然遠高于堿性電解槽。洛陽PEM電解水制氫設備
堿性電解水制氫設備主要有電氣部分、電解槽、分離框架、純化系統、冷卻系統、補水配堿系統、氮氣吹掃系統、壓縮空氣系統組成。1、電氣部分主要包括:電壓器、整流柜、控制柜、配電柜。變壓器:把前端高壓電(比如10KV)變成適合電解槽使用的電壓。整流柜:電解槽電解時使用的是直流電,整流柜將交流轉換成直流。控制柜:控制系統實行PLC自動控制,設置人機界面。主要由PLC系統、儀表、繼電器等組成,是整個制氫和純化設備的控制中心。配電柜:給系統內循環泵、補水泵等供電。菏澤本地電解水制氫設備PEM電解水制氫是潛力的電解水制氫技術,有望成為“綠電+綠氫”生產模式的主流發展趨勢。
氫能近兩年市場規模呈突飛猛進的態勢,呈現出項目規模大、客戶較為集中、要求更專業的特點。客戶群集中在煤化工、石油化工、氣體公司等行業。制氫單位成本 LCOH 仍是限制綠氫普遍應用的關鍵,而作為生命周期達 20 年以上的化工裝置,其運行的安全、穩定對 LCOH 的影響很大。前述客戶群對制氫裝備這一雖具有較長應用歷史,但 2000 年以來一直未大規模應用于降碳場景的技術產品持一定程度的觀望態度,即對設備的壽命、利用率、衰減等關乎裝備安全、穩定、可靠運行的指標十分關注。此外,前述客戶群期望廠商能夠提供這些指標的支撐素材和邏輯,以獲得金融機構的資金支持。
從目前國內外主流的堿性電解槽生產廠家對外公布的產品參數來分析,大部分設備制造商的制氫裝備出口壓力為 1.4MPa-1.6MPa 范圍,其中部分廠家也逐步提高堿性電解槽裝備出口制氫壓力,比較高可達 3.2MPa。制氫裝備出口壓力呈現逐步提高的趨勢,究其原因主要是氫氣的下游應用廠家的接入壓力較高。例如合成氨反應壓力約為 13.5MPa-15MPa、甲醇反應器壓力約為 4.5MPa-6MPa、加氫站輸入壓力為≥5MPa,氫氣下游實際應用壓力會有提高,而制氫裝備出口壓力至氫氣場景接入之間就存在一個氫氣壓差,就需要配置氫氣壓縮機,氫氣壓縮機根據流量、壓縮比、溫度、類型等因素影響,就會投入不同的氫氣壓縮成本,提升氫氣從制氫到用氫的單位氫氣成本價格。但是由于膜材料成本相對較高,加上運行過程中難以處理一些不純凈的物質,導致其在應用范圍上有些受限。
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)。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。電解水制氫設備廠家石家莊
PEM水電解制備的綠氫應用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業。洛陽PEM電解水制氫設備
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。基于波動性對電解槽的工況-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、推動規模化應用具有重要意義。洛陽PEM電解水制氫設備