绿氢制备技术争鸣:SOEC前景几何?

本报记者 李哲 上海报道

随着氢能产业的持续火热,绿氢制备衍生出多种技术路线,逐渐形成“百家争鸣”的发展格局。

当前大量采用的碱性电解槽技术因其较低的价格成本迅速占领市场,而应用贵金属的质子交换膜电解(PEM)技术则因其对间歇性电源适应性高成为风光储能的新宠,同时,固体氧化物电解(SOEC)技术正从实验室走向产业化。

4月25日,上海翌晶氢能科技有限公司(以下简称“翌晶氢能”)的SOEC电堆自动化产线在上海下线。《中国经营报》记者从翌晶氢能方面获悉,本次下线的SOEC电堆产线产能达100MW,可兼容多种型号电堆生产。

绿氢迎来发展机遇期

氢能作为一种优质的二次能源,具备清洁零碳、可再生等优势。业内人士向记者表示,氢能可在多种场景替代汽油、柴油、天然气等能源,促进工业、交通等领域深度脱碳。同时,绿氢使用风电、光伏作为清洁电源制取,是优质可再生能源。

目前,氢作为能源应用的程度不高,主要作为工业原料使用。未来,随着各国大力推广绿电制氢和氢能应用,氢能有望实现大规模发展。

从全球范围来看,氢能受到的关注度同样居高不下。美国、日本、欧盟等主要经济体均发布了与氢能相关的产业配套政策。国际能源署(IEA)预计,2030年全球氢能需求将达到1.8亿吨。

自2019年氢能首次写入《政府工作报告》以来,我国氢能产业发展驶上快车道。2022年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中提到,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。从我国各地已公布的规划目标来看,2025年我国氢能产业规模有望达到7000亿元。

氢能产业链主要包括制氢、储运、加注和应用四个环节。其中制氢属于上游环节,是推动氢能产业链整体大规模发展的关键。

记者了解到,氢气制备方式主要包括化石燃料制氢、工业副产氢和电解水制氢三类。其中,从产能现状来看,全球氢气产能以化石燃料制氢为主,占据了2021年产量的80%以上。

然而,通向碳中和的道路上,绿氢的发展无疑将更受关注。业内人士指出,绿氢是零碳排、可持续的“终极路线”,它的规模化应用还需要产业链各环节去综合推动降本。

从国内市场现状来看,高工产研氢电研究所(GGII)初步调研统计,2022年国内电解水制氢设备出货量达到722MW(含出口,不含研发样机),同比大幅增长106%。今年一季度,从招标量来看,国内氢电解槽招标量预计达到452兆瓦,相当于2022年全年出货量的60%。

据IEA预计,2023年全球制氢电解槽新增装机4.1GW,同比增长356%,产能将达到21.5GW。

技术孰优孰劣?

“电解水制氢技术路线包括碱性电解(ALK、PEM、SOEC)和阴离子交换膜电解(AEM)。其中,目前碱性电解技术在国内的应用量较大,PEM技术次之,而SOEC和AEM技术多处于研发阶段。”翌晶氢能总经理刘青向记者介绍道。

谈及上述四种绿氢制备方式的优缺点,相关业内人士向记者表示:“电解槽是制氢的核心设备。碱性电解技术成熟、设备成本低,但其对间歇能源的适用性不强,运维成本高,理论效率低于PEM、SOEC等路线;而PEM技术制氢效率高,同时对间歇性电源适应性高,但其因为需使用贵金属催化剂导致设备成本居高不下;SOEC技术路线同样具备较高的理论效率,同时可使用非贵金属催化剂,但因为其采用高温反应环境,无形中加大了研发难度。

目前,国内的SOEC技术方案研发大多处于实验室阶段。4月25日,翌晶氢能的SOEC电堆自动化产线在上海下线。该产线产能可达100MW,可兼容多种型号电堆生产。

刘青向记者介绍称:“翌晶氢能此次推出的SOEC电堆产品具有可逆化特点,既可以制氢,也可以通过氢气发电,并且通过采用镍材料,摒弃了贵金属带来的成本压力,通过高效的电解效率,可以实现单台产氢量10000Nm3/h。”

记者注意到,SOEC电解槽是在高温状态下将水蒸气电离生成氢离子和氧离子,分别在电极上生成氢气和氧气的过程,其反应温度通常在 600摄氏度以上,适用于产生高温、高压蒸汽的光热发电系统。

谈及SOEC落地,一位曾经参与SOEC研发的业内人士向记者表示:“十年前我就在从事SOEC产品的开发,但最终因资金问题无奈放弃。SOEC的难点在于高温导致的电池材料研发,我国在SOEC这条技术路线的储备已经有十余年的时间,我此前参与SOEC产品制造还是手动装配,自动化生产可以提高产品一致性。希望借助当前火热的氢能市场可以对SOEC技术路线形成推动效应。”

当前我国电解水制氢市场中,碱性电解槽用量占据绝对优势。记者了解到,国产碱性电解槽价格保持在2000~3000元/kW,PAM电解槽价格则达到7000~12000元/kW,而翌晶氢能此次推出的SOEC电解槽价格同样达到了1万元/kW。

提高电流密度是降低电解槽设备单位投资成本的关键因素,但电流密度的提升通常伴随着电解槽电压的升高,从而导致电解效率下降。PEM、SOEC方案可以实现更高的电流密度和更低的电压,降本增效的潜力优良,未来技术成熟后存在替代空间。

谈及价格,刘青向记者表示:“我们希望更多的同行能够加入到SOEC的研发之中,我国氢能发展空间巨大,未来随着SOEC技术的应用,产品价格也会随之降低。”

(编辑:董曙光 校对:颜京宁)

如有侵权请联系本站。发布者:xhbeijing,转转请注明出处:https://qingtx.cn/archives/6612

(0)
xhbeijing的头像xhbeijing
上一篇 2023年4月28日 14:52
我国“西氢东送”项目强势启动,氢能重卡产业迎发展“黄金周期”
下一篇 2023年4月28日 14:59

相关推荐

  • 绿氢、绿氨、绿色甲醇如何统一?

    为应对全球气候变化,提高能源安全保供能力,大力发展绿色氢能已经成为全球共识。根据国际氢能委员会《Hydrogen Scaling Up》报告,到2050年氢能将承担全球18%的能源终端需求,其中超过95%的氢需要通过低碳方式生产。欧盟完善了《可再生能源指令》中的绿色氢标准,区域整体低碳电力组合供电制氢也可被认定为绿色氢,并逐步放宽对绿色氢的认证限制。日本《低碳氢认证》、德国《TUV绿氢认证》、国际绿氢组织的绿色氢标准,将下游用氢环节中产生的碳排放也加入到碳核算范畴。

    2024年2月17日
    52600
  • 谁说氢能门槛高,万物皆可氢

    提到氢能,你的第一印象是什么?是火箭升空的高能燃料,还是只存在于实验室里的“未来科技”?别被固有印象骗了!氢能早就悄悄“潜入”了我们的日常生活。从街头巷尾到工厂园区,从日常出行到家庭用能,“万物皆可氢”已不再是口号,而是正在发生的真实生活图景。 🛵日常出行,主打一个“零碳拉风” 在湖北黄石等地,首批氢能共享单车已经亮相街头。单车搭载了氢燃料电池系统及低压固态…

    2026年5月6日
    4500
  • “中国氢能产业之都”为何花落南海

    日前在广东省佛山市南海区召开的2023世界氢能技术大会透露,我国氢能能源技术发展已实现局部突破,呈现阶段性进步特征,氢能有潜力发展为一个具备10万亿元市场规模的产业集群。会上,南海区获授了“中国氢能产业之都”称号。中国机械工业联合会党委常委张克林表示,希望南海区高质量发展氢能产业,加快产业升级和结构优化,打造国内氢能产业发展标杆示范。 “中国氢能产业之都”为…

    创业分享 2023年6月4日
    35200
  • 氢听链博会

    11月26日,第二届中国国际供应链促进博览会(以下简称“链博会”)在北京开幕。链博会是全球首个以供应链为主题的国家级展会,今年链博会主题为“链接世界,共创未来”,共有国内外620家企业和机构参展,境外参展商占比从首届的26%提升到32%。 此次链博会设置先进制造链、清洁能源链、智能汽车链、数字科技链、健康生活链、绿色农业链等六大链条和一个供应链服务展区。其中…

    2024年11月29日
    33100
  • 全球最高海拔叶片制造基地、东方电气高海拔氢能创新基地开工建设

    东方电气高海拔叶片装备制造基地位于格尔木工业园区,占地面积约170亩(11.33公顷),总建筑面积为69673平方米,包含风机叶片制造、高原型风机整机生产。基地建成投产后,可年产120套以上7—10MW风机叶片,年配套风机总容量超1000MW,填补了青海省无风机叶片生产的空白,将进一步拓展风电清洁能源装备制造产业链,极大支撑“柴达木沙漠基地”建设,不断夯实“高地”基础,赋能“高地”新质生产力。

    2024年7月10日
    36600

发表回复

登录后才能评论

联系我们

400-800-8888

在线咨询: QQ交谈

邮件:admin@example.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息