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。 采用PEM水電解制氫技術建造加氫站現場制備綠氫。國內電解水
未來,綠氫有望成為主力氫源,而電解水制氫則是綠氫的主要制取手段。電解水制氫賽道從政策、需求、供給端等角度定性定量看,發展要素是初步具備的。但2024H1電解槽中標約523MW,以示范項目+堿性槽為主,較2023A的597MW,并未增長,甚至小幅下降。盡管市場發展不及預期,但卡點明確。進一步分析,現階段,安全的風光耦合、綠氫消納能力的不足,是制氫端招標節奏放慢的兩大重要原因。行業需要時間,順應趨勢,尤其對于投資機構,橫向關注堿性槽、PEM槽與AEM槽的商業化進展,縱向留意相應零部件迭代的投資機會,以緩解當前市場痛點,推動電解水制氫賽道的真實繁榮。焦作小型電解水制氫設備廠家PEM電解水制氫技術目前設備成本較高。
電解水制氫的基本原理是在直流電的作用下,水分子在電解槽中被分解成氫離子和氫氧根離子,氫離子在陰極得到電子還原成氫氣,而氫氧根離子在陽極失去電子氧化成氧氣。堿性電解水制氫:原理:利用堿性電解質(如氫氧化鉀或氫氧化鈉)作為導電介質,在電解槽中進行水電解。特點:技術成熟穩定,成本相對較低,但反應速度較慢,能量效率相對較低,且產生的氫氣純度不高,需要進行后續處理。應用:適用于大規模工業制氫,尤其是在電力成本較低的地區。
我國的電解水制氫技術起源于蘇聯設備,對其商業應用需追溯到 19 世紀 90 年代。國內大規模的電解水制氫技術以堿水電解制氫為主,該種設備技術流程簡單,操作方便,各項技術指標接近國際水準。堿性水電解通常采用 KOH 作為電解液,電解質的質量濃度一般為 20%-30%以保證電解液具有較高的電導率,并且電解槽需要強制對流。較高的電解槽溫度有利于降低電極反應的過電位和溶液的電阻,但會加劇材料的腐蝕。故電解槽的溫度應綜合考慮以上兩個方面,當前,工業化堿性水電解槽一般在 85℃~95℃下運行。電解槽內的壓力也會對整個水電解過程產生影響。通過加壓可以減少電解槽內氣體體積,使氣體停滯時間縮短,從而提高電解槽內電解液的電導率,當前工業化堿性電解槽工作壓力在 3.2MPa 以內。同時高壓設備無需使用費用較高的氫氣壓縮機,能夠減少啟動成本,近一些高壓設備已經開始得到發展。傳統的堿性電解槽制氫,主要是以氫氧化鉀為電解質。
采取如下控制工藝:在電解水工作結束后,控制電路控制可控電解電源繼續給電解電極組件提供一定的品質維持電流,電流方向與電解水工作電流方向相同,比電解水工作電流較小,以免于長時間較大電流影響電解水品質變差或者耗電較大。所述可控電解水電源(虛線框內)包含電解水電源、電解水電源供電給電解電極組件的電源開關、與電源開關并聯連接的電阻抗部件;在電解水工作過程中,控制電路控制電解水電源開關閉合,電解水電源通過電源開關給電解電極組件提供電解水電流;在電解水工作結束后,控制電路控制電解水電源開關斷開,電解水電源不再通過電源開關給電解電極組件提供電解水電流,而是通過與電源開關并聯連接的電阻抗部件給電解電極組件提供比電解水工作電流較小的品質維持電流。電解水容器1、浸泡在電解水容器水中的電解水電極組件2、可控電解水電源3、控制電路4;在電解水工作時,電極組件2的極間等效電容被電解電流充電至電壓ur,在電解水工作結束后,ur會放電對容器1中水及電極間隙中儲水作反正常電解水電流方向電解,改變電解水品質;另外,電解水工作結束后,電解水品質會隨時間而發生改變。它具備將大量可再生能源電力轉移到難以深度脫碳工業部門的潛力。呼和浩特工業電解水制氫設備公司
PEM電解槽的單位成本仍然遠高于堿性電解槽。國內電解水
堿性電解水制氫技術被認為是成熟且成本效益比較高的電解水技術。一般采用 KOH 或 NaOH 作為電解液,濃度在 20%~30% 之間,隔膜多采取聚苯硫醚、聚砜等多孔聚合物材料。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。堿性電解水制氫系統主要包括堿性電解槽主體和BOP輔助系統。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。國內電解水