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(fā)展要素是初步具備的。但2024H1電解槽中標(biāo)約523MW,以示范項(xiàng)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(fā)展不及預(yù)期,但卡點(diǎn)明確。進(jìn)一步分析,現(xiàn)階段,安全的風(fēng)光耦合、綠氫消納能力的不足,是制氫端招標(biāo)節(jié)奏放慢的兩大重要原因。行業(yè)需要時(shí)間,順應(yīng)趨勢,尤其對(duì)于投資機(jī)構(gòu),橫向關(guān)注堿性槽、PEM槽與AEM槽的商業(yè)化進(jìn)展,縱向留意相應(yīng)零部件迭代的投資機(jī)會(huì),以緩解當(dāng)前市場痛點(diǎn),推動(dòng)電解水制氫賽道的真實(shí)繁榮?!半S著全球綠氫認(rèn)證的不斷推進(jìn),可再生能源電力制氫的應(yīng)用規(guī)模和范圍將逐步增加。威海小型電解水制氫設(shè)備
國內(nèi)電解槽企業(yè)說的上名字的就那么幾家,自從綠氫火熱之后,短短兩三年的時(shí)間內(nèi),就有數(shù)百家的電解槽企業(yè)成立。有基于以往電解槽企業(yè)從業(yè)經(jīng)歷看到發(fā)展機(jī)遇辭職單干的,有風(fēng)、光企業(yè)為了拓展延伸業(yè)務(wù)也涉足電解水制氫的(很大一部分原因也是這兩年風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電都卷出天際了),也有燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)將業(yè)務(wù)拓展延伸至電解水制氫的(因?yàn)槿剂想姵禺a(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)大多也經(jīng)營困難),還有純局外人看中綠氫巨大的發(fā)展?jié)摿ν度刖薮筘?cái)力,從老牌企業(yè)挖來*****,從零開始搭建團(tuán)隊(duì)涉足其中的。衡水工業(yè)電解水氫能在非道路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷推廣。
甲醇與水在一定的溫度和壓力下,通過催化劑的作用,發(fā)生催化裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng),終產(chǎn)生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,涉及多個(gè)組分和反應(yīng)。主要反應(yīng)包括甲醇的加水裂解,生成一氧化碳和氫氣,以及一氧化碳與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。經(jīng)過換熱、冷凝和分離后,可以得到氫含量約為74%、二氧化碳含量約為5%以及一氧化碳含量約為5%的轉(zhuǎn)化氣。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%以上,未反應(yīng)的原料則循環(huán)使用。隨后,轉(zhuǎn)化氣通過變壓吸附裝置進(jìn)行分離提純,從而獲得高純度的氫氣。PSA變壓吸附工藝是氫氣分離的重要方法。它利用氣體組份在吸附床中的吸附特性差異,實(shí)現(xiàn)氫氣的分離提純。在固定吸附床中,通過充填吸附劑,含氫混合氣體在特定壓力下進(jìn)入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同,它們會(huì)在吸附床的不同位置形成吸附富集區(qū)。強(qiáng)吸附組份(如二氧化碳)會(huì)富集在吸附床的入口端,而弱吸附組份(如氫氣)則會(huì)富集在出口端。通過這種方式,可以實(shí)現(xiàn)氫氣的有效分離提純。PSA變壓吸附技術(shù)能夠制取出純度高達(dá)99%~999%的氫氣。
灰氫是指通過化石燃料(如煤炭、石油、天然氣等)燃燒或重整制取的氫氣。在生產(chǎn)過程中,會(huì)釋放大量的二氧化碳,因此被稱為“灰氫”。這種制氫方式成本較低,但對(duì)環(huán)境影響較大,是目前全球主要的氫氣生產(chǎn)方式。藍(lán)氫是在灰氫的基礎(chǔ)上,應(yīng)用碳捕集與封存技術(shù)(CCUS),將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕獲并封存,從而減少碳排放。雖然藍(lán)氫的碳排放強(qiáng)度相對(duì)較低,但由于需要額外的碳捕集和封存技術(shù),其生產(chǎn)成本較高。綠氫目前沒有統(tǒng)一定義,國內(nèi)俗稱的綠氫就是可再生氫,即通過使用可再生能源(例如太陽能、風(fēng)能、核能等非化石能源)制造的氫氣?,F(xiàn)階段電解水是主要的將這些外部能源吸收并生產(chǎn)出氫氣的方式,力爭實(shí)現(xiàn)零碳排放。水電解制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣的過程。
堿性電解水技術(shù)比較大的缺點(diǎn)在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季,設(shè)備需要經(jīng)過較長時(shí)間預(yù)熱,啟動(dòng)時(shí)間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設(shè)備、材料的加工、制備工藝在我國已經(jīng)基本成熟,產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善,是目前在我國**適合規(guī)?;募夹g(shù)路線。通過調(diào)研了解,目前國內(nèi)比較大單槽制氫規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 3000 Nm3/h,電解槽直流電耗比較低可以達(dá)到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個(gè)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(dá)陽極,在陽極側(cè)失電子析氧,生成氧氣和水。隨著氫燃料電池技術(shù)的突破,市場對(duì)氫的需求逐漸增長。pem電解水制氫造價(jià)
電解水制氫的方法包括堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水和固體氧化物電解水等。威海小型電解水制氫設(shè)備
從常遠(yuǎn)的角度來看,通過電解水制取的綠色氫氣是未來發(fā)展的主旋律,光伏產(chǎn)生的富余綠色電力用來電解水,制備成氫氣,并存儲(chǔ)起來。這種模式是目前人類為理想的綠色能源組合方式。我國發(fā)展光伏和氫能源,可以有效降低溫室氣體的排放,是碳中和和碳達(dá)峰的宏偉目標(biāo)的重要舉措。同時(shí),由于氫能源的存儲(chǔ)和運(yùn)輸可以跨越時(shí)間和地點(diǎn),當(dāng)未來十幾年后,我國的能源安全就能得到更好的保障。電解水制取氫氣的過程中沒有溫室氣體的排放,屬于綠氫,是比較符合人類環(huán)保要求的一種氫氣制取方式。電解水制氫主要有四種技術(shù)路線:堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)、固體氧化物電解水制氫(SOEC)、陰離子交換膜電解水制氫(AEM)。威海小型電解水制氫設(shè)備