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制氢行业报告:质子交换膜行业(58页)

行业报告下载 2021年06月21日 08:27 7 管理员

伴随着产能增加,技术进步以及可再生能源电力成本的持续下降,可再生能源电解制氢(绿 氢)的成本将不断下行,这也有助于可再生能源电解制氢技术的大面积推广。 依据英国Hemado咨询公司数据统计,2020年全球电解水成本在4.2美元/千克,其中运行成 本0.2美元/千克,前期电解装置系统投资成本1.8美元/千克,电力成本2.2美元/千克。  同时根据Hemado预测,未来电解水制备成本将不断下行。其中受益于近年可再生能源技术 成熟和规模化发展,可再生电力成本预计在未来十年会显著下降;而伴随产能增加、技术 进步,电解装置的转化效率和满载小时数将持续提升,这也促使单位氢气生产对应的电解装 置成本将持续下降。在技术层面,电解水制氢技术可分为碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、 固体氧化物电解水制氢(SOE)和阴离子交换膜电解水制氢(AEM)。 

其中,碱性电解水技术最为成熟,其采用氢氧化钾水溶液作为电解质,以石棉为隔膜,分 离水产生氢气和氧气。ALK由于是碱性条件,因此可以使用非贵金属电催化剂,因此电解槽 造价成本较低;但是,ALK难以快速启动和变载,无法快速调节制氢速度,因此与可再生能 源适配性较差。 固体氧化物电解水制氢(SOE)采用固体氧化物为电解质材料,适合在高温环境下运作,能 效更高,但处于初期示范阶段。而阴离子交换膜电解水制氢(AEM)以阴离子交换膜作为电 解质隔膜,目前仍处于实验室阶段,其发展主要取决于相关材料技术的突破情况。从技术角度看,PEM电解水技术具有独特优势,许多新建项目开始转向选择PEM电解技术, 近年开始获得较多的市场份额。首先,相较碱性电解水技术,PEM电解采用纯水电解,无污 染、无腐蚀;其次,质子交换膜拥有更高的质子传导性,电解槽工作电流可大大提高,从 而提升电解效率;同时PEM电解水技术能够提供更宽的负载范围和更短的响应启动时间,与 水电、风电、光伏(发电的波动性和随机性较大)具有良好的匹配性,最适合未来能源结 构的发展。

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标签: 新能源|电力|电池|储能

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