未来,随着各国补助力度加大与更多大型项目落地,国际电解水制氢产能或将继续成番增长。一方面,海外有较多大型规划绿氢项目储备,全球经过投资决议的万吨级电解水制氢项目已有近50项;另一方面,全球尤其欧洲各国对绿氢生产的补贴资金逐渐到位,叠加航运、化工等领域对零碳燃料与零碳原料的需求增长,或会推动2024年多项万吨级项目落地开工。结合各国项目规划、补贴进展、碳市场等多方面预测,乐观情境下,到2025年底全球(含中国)绿氢累计产能或将增长至约140万吨/年,到2030年底全球(含中国)绿氢累计产能或将增长至约1600万吨/年。电解水制氢是一个重要的工业应用,氢气可以用于工业脱碳和作为未来的能源载体。甘肃附近电解水制氢设备企业
PEM电解水制氢:原理:采用质子交换膜作为固体电解质,以纯水为电解原料,通过直流电实现水电解。特点:该技术具有高电流密度、高纯度氢气、快速响应以及高工作效率等优势。然而,其设备成本相对较高,且需要在强酸性和高氧化性的环境下运行。应用:PEM电解水制氢技术特别适用于需要高纯度氢气的领域,例如燃料电池汽车加氢站、食品工业以及半导体制造等。此外,其迅速响应的特性也使其非常适合与可再生能源结合使用。电解水制氢系统涵盖了多个关键组件,包括电解槽、电源系统、气体分离与纯化模块、冷却体系以及控制系统等。其中,电解槽作为系统的**,其功能在于将水高效地电解为氢气和氧气。威海国内电解水制氢设备厂家排名绿氢可在钢铁生产中替代目前常用的焦炭作为还原剂。
阴离子交换膜电解水技术(AEM)AEM是较为新兴的电解水制氢技术,尚处于研发阶段。备受关注的原因是其采用阴离子交换膜作为电解质,将ALK的低成本和PEM简单、高效的优点相融合。现阶段的研究重点阴离子交换膜材料开发和机理研究,主要以国外大学,国家实验室等科研机构主导(如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等)。其与PEM的根本区别在于将膜的交换离子由质子换为氢氧根离子。氢氧根离子的相对分子质量是质子的17倍,这使得其迁移速度比质子慢得多。AEM的优势是不存在金属阳离子,不会产生碳酸盐沉淀堵塞制氢系统。AEM中使用的电极和催化剂是镍、钴、铁等非贵金属材料,且产氢的纯度高、气密性好、系统响应快速,与目前可再生能源发电的特性十分匹配。但AEM膜的机械稳定性不高,AEM中电极结构和催化剂动力学需要优化。AEM电解水技术处于千瓦级的发展阶段,在全球范围内,一些研究组织/机构正在积***力于AEM水电解槽的开发,为了扩大这项技术的商业应用,仍然需要一些创新与改进。
灰氢是指通过化石燃料(如煤炭、石油、天然气等)燃烧或重整制取的氢气。在生产过程中,会释放大量的二氧化碳,因此被称为“灰氢”。这种制氢方式成本较低,但对环境影响较大,是目前全球主要的氢气生产方式。蓝氢是在灰氢的基础上,应用碳捕集与封存技术(CCUS),将生产过程中产生的二氧化碳捕获并封存,从而减少碳排放。虽然蓝氢的碳排放强度相对较低,但由于需要额外的碳捕集和封存技术,其生产成本较高。绿氢目前没有统一定义,国内俗称的绿氢就是可再生氢,即通过使用可再生能源(例如太阳能、风能、核能等非化石能源)制造的氢气。现阶段电解水是主要的将这些外部能源吸收并生产出氢气的方式,力争实现零碳排放。水电解制氢系统,其在于一个由电极和隔膜构成的水电解池。
氢能也是一种二次能源。目前,主流的制氢方式主要有化石燃料重整制氢、工业副产氢以及电解水制氢等。化石燃料重整制氢,是以天然气、煤炭等化石原料,通过蒸汽重整或者部分氧化重整等化学反应,从中提取氢气,是一种非常重要的制氢方式,但该生产过程中会伴生大量二氧化碳等温室气体排放,因此这种方式产出的氢称为“灰氢”;工业副产氢实际上是“变废为宝”,是将化工、钢铁等工业生产流程里产生的焦炉煤气、氯碱尾气等富含氢气的副产物,经过净化、提纯操作,将氢气分离提取出来,不过其产量受制于上游工业规模与工况。PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。衡水电解水制氢设备产量
目前我国电力大部分来自火电,因此碳排放很高,甚至超过煤制氢。甘肃附近电解水制氢设备企业
制氢项目的成本问题始终是个绕不过的话题,电费成本占氢气成本的70-80%,电费成本高限制了各类制氢项目的进展,即便搭配可再生能源电力,也会因为其间歇性的特点配套相关的储能,增加成本。不管是氢制氨/甲醇/其他,还是可再生能源制氢用于各类应用场景,项目目前还没有特别好的投资回报率,目前大多数的项目都是绑定着风光资源在进行项目的运作,而电网的接入及电网的承载能力又是一大挑战。但在这个过程中,由于竞争无比激烈、投入产出比太差的阴影始终笼罩在制氢设备厂家的头顶,部分企业不再投入资金,部分企业直接退出生产制造,部分企业直接放弃了氢能的征程。甘肃附近电解水制氢设备企业