2023年全球電解水制氫項目建設的主要推動者為各國各領域企業(yè)、地方,。其中,,各國能源、化工及交通領域的企業(yè)是直接推動方,主要基于自身傳統(tǒng)業(yè)務的綠色轉(zhuǎn)型展開,。如中國中石化新疆庫車綠氫項目,,制取綠氫用于中石化旗下的塔河煉化替代傳統(tǒng)天然氣制氫;國際航運馬士基推動的丹麥Aabenraa港口綠氫制甲醇項目,,為馬士基旗下的甲醇船舶提供零碳甲醇燃料,。其次,各國的財政支持也是電解水制氫項目推進的重要因素,,典型的如瑞典鋼鐵企業(yè)Ovako建成的綠氫替代傳統(tǒng)燃料冶金項目,,綠氫產(chǎn)能約3千噸/年,其中瑞典能源署提供了30%以上的建設資金,。電解水制氫系統(tǒng)的性能指標主要包括制氫效率,、氫氣純度、能耗以及設備壽命等,。呼倫貝爾PEM電解水
新興電解水制氫技術海水電解制氫:可直接利用海洋資源,,但面臨高鹽度、腐蝕性等挑戰(zhàn),。未來應開發(fā)抗腐蝕催化劑,、適用的交換膜,改進電極結構和電解槽裝置,。耦合制氫:通過小分子氧化與析氫反應耦合,,降**氫能耗,提高能量效率,。未來需深入探究耦合機制,,開發(fā)經(jīng)濟環(huán)保的技術并集成到可再生能源系統(tǒng)。研究總結與展望電解水制氫技術取得一定進展,,但仍面臨諸多挑戰(zhàn),。未來應提升催化劑性能、降低能耗,、研制新型設備,,以適應可再生能源并網(wǎng)和清潔能源儲存需求,在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用,。青島本地電解水制氫設備銷售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,。
該技術是指使用質(zhì)子(陽離子)交換膜作為固體電解質(zhì)替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)(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原料的制氫過程,。和堿性電解水制氫技術相比,,PEM電解水制氫技術具有電流密度大,、氫氣純度高、響應速度快等優(yōu)點,,并且,,PEM電解水制氫技術工作效率更高,易于與可再生能源消納相結合,,是目前電解水制氫的理想方案,。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運行,,因此設備需要使用含貴金屬(鉑、銥)的電催化劑和特殊膜材料,,導致成本過高,,使用壽命也不如堿性電解水制氫技術。
電解水制氫系統(tǒng)主要由電解槽,、分離器,、洗滌器,、冷卻器、供水,、加堿等設備組成,。電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的**設備,為了降低水的電阻,,提高電解效率,,必須在水中加入NaOH或KOH電解質(zhì),配成30%左右的堿液注入電解槽,。制氫環(huán)節(jié)是雙碳目標的提出使“綠氫”成為減碳脫碳的重要途徑,。其中,電解水制氫是重要的制取綠氫的方法,。電解水制氫規(guī)模的提升,,也使電解槽市場迅速增長。根據(jù)HengCe(恒策咨詢)的統(tǒng)計及預測,,2023年全球水電解制氫設備市場銷售額達到了11.96億美元,,預計2030年將達到171.4億美元,年復合增長率(CAGR)為45.6%(2024-2030),。地區(qū)層面來看,,中國市場在過去幾年變化較快,2023年市場規(guī)模為百萬美元,,約占全球的%,,預計2030年將達到百萬美元,屆時全球占比將達到%,。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。
我國的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的相關文件是相對較保守的數(shù)據(jù),,因為根據(jù)目前的一些項目規(guī)劃來看,,國內(nèi)的電解水制氫市場的發(fā)展和規(guī)劃文件來相比有較大差距。氫能聯(lián)盟的100GW目標是實現(xiàn)碳中和的重要前提,,以此來分析,,可以看出:目前國內(nèi)已有的電解水制氫設備總計產(chǎn)能在1GW左右;到2023年預計有2GW左右的產(chǎn)能,;到2025年預計有10GW的產(chǎn)能,;到2030年預計有100GW的產(chǎn)能。如果在此基礎上增加國內(nèi)廠家出口到國外的一些數(shù)據(jù),,世界所有國家對國內(nèi)電解水制氫設備的需求量還會有相應的增幅,,預計2030年在130GW左右。在未來的研發(fā)中,,制氫設備不斷迭代升級,,有望在能源轉(zhuǎn)型和氫能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。鄭州本地電解水
PEM電解槽的電流密度更大,,通常在10000?A/m2以上,。呼倫貝爾PEM電解水
綠氫制取技術包括利用風電、水電,、太陽能等可再生能源電解水制氫,、太陽能光解水制氫及生物質(zhì)制氫,其中可再生能源電解水制氫是應用**廣,、技術**成熟的方式,。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(chǎn)生CO2和其他有毒有害物質(zhì)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(zhuǎn)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%,。呼倫貝爾PEM電解水