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??梢赃_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??傊?,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。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。包頭國內電解水制氫設備廠家排名
PEM(Protonexchangemembrane)是質子交換膜電解水技術的簡稱。和堿性電解水制氫技術不同,PEM電解水制氫技術使用質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的原料,避免了潛在的堿液污染和腐蝕問題。PEM電解槽運行時,水分子在陽極側發生氧化反應,失去電子,生成氧氣和質子。隨后,電子通過外電路轉導至陰極,質子在電場的作用下,通過質子交換膜傳導至陰極,并在陰極側發生還原反應,得到電子生成氫氣,反應后的氫氣和氧氣將通過陰陽極的雙極板收集并輸送。濰坊國內電解水制氫設備廠家PEM電解槽的單位成本仍然遠高于堿性電解槽。
制氫效率方面,行業成熟產品的直流電耗普遍在4.5kWh/Nm3左右,隆基氫能發布的Hi1系列電解槽可以實現4.3、4.1kWh/Nm3的直流電耗,可以行業水平。單體裝備制氫量方面,隆基氫能、718所、NEL、西門子、Mcphy等廠家均推出了15MW左右的單體制氫裝備,有效降低了制氫裝備成本。制氫壓力方面,部分廠家如NEL、蒂森克虜伯、西門子采用常壓配套壓縮機方案滿足終端用氫需求,部分廠家如隆基氫能、718所采用中壓配套壓縮機方案滿足終端用氫需求,部分廠家如Sunfire、Mcphy、西門子及大部分PEM廠家采用3Mpa左右的制氫壓力配套壓縮機方案滿足終端用氫需求。行業尚未形成清晰的制氫壓力方向,不同廠家技術理念也各不相同,應結合不同壓力方案的成本、性能、可靠性差異選擇合適的一種。
“如何得到成本更低的綠氫,是制氫環節的任務和使命?!焙E明認為,此前,燃料電池汽車被視為整個綠氫行業的先導產業,但下一步的關鍵是成本下降,同時帶動更大場景更大規模應用。“現階段,綠氫產業將在資源稟賦相對較好、應用場景比較豐富的區域率先發展,比如既有便宜綠電又有下游灰氫替代場景或燃料電池汽車示范的地方,進行制氫項目落地。”胡駿明指出,產業下一步將著力聚焦如何獲取更多更便宜的綠氫,推動下游車用、發電、化工等領域更大規模應用,由原來的需求側向供給側轉變。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。
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。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。淄博PEM電解水制氫設備產量
其優點是適用范圍廣,處理量大,同時沒有任何排放物,環保性好。包頭國內電解水制氫設備廠家排名
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。包頭國內電解水制氫設備廠家排名