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陕西亚博体育yabo88下载亚博体育yabo88水电解氢氧发生器厂家为您解读中国制氢及氢工业现状和发展前景

作者:admin 发布日期: 2019-04-27 二维码分享

氢能是清洁的亚博体育yabo88,因此发展氢工业,是优化能源结构、力争实现“氢能中国”、实现国家“能源自主”、推动能源消费和供给革命、奉献清洁高效能源、建设“美丽中国”、保障国家能源安全的战略选择,在实现我国“能源自主”战略中占有重要的地位;全球氢工业发展已初具规模,煤炭地下气化制氢符合我国的国情,具有较大的发展潜力。

德国早引入P2G(powertogas)的概念,即利用可再生能源导入量的扩大,利用风力发电、太阳能发电等的剩余电力电解水生成氢,然后提供给现有的燃气管道网络电解水技术路线。目前电解水技术可分为三种,碱水电解、固体氧化物电解和PEM纯水电解水技术,技术参数对比详见表1。

碱水电解技术发展为成熟商业化程度高,因其技术为成熟且成本更低,国外代表企业有法国Mcphy公司、美国Teledyne公司和挪威Nel公司,国内代表企业有苏州竞立制氢、天津大陆制氢和中船重工718所。

2015年,河北建投亚博体育yabo88有限公司与德国McPhy公司、Encon等公司进行技术合作,引进德国风电制氢先进技术及设备,在河北省张家口市沽源县建设200MW风力发电场,并建设电解制氢装置以及氢能的储存、运输及综合利用系统。

PEM纯水电解技术因其出色的可再生能源适应性和清洁无污染等特点,目前也成为各大电解水制氢企业的研究重点,但是其成本高一直阻碍其产业化发展的难点(单位产能的PEM纯水电解设备是碱水的两到三倍)。大规模产业化是一条有效的降低PEM纯水电解装置的手段。

目前,国内有关PEM纯水电解技术研究仅限于中船重工718所、中电丰业、中科院大连化物所、安思卓和山东赛克赛斯氢能这几家科研单位或者企业,且产业化程度低。而国外的Proton公司和Hydrogenics公司的几乎囊括了世界范围内的PEM电解水产品市场。

2018年3月,三峡资本与美国Proton(已被挪威Nel收购)签署氢能产业合作协议,双方将在潍坊市高新区成立合资公司,设立生产工厂和研发中心,以期大幅度降低设备造价,使低成本、大规模制氢成为可能。

PEM电解水制氢与质子交换膜燃料电池工作流程互为逆过程,如图1所示。但是两者的关键材料如催化剂、MEA和双极板却不尽相同,当然,可逆燃料电池是一个个例。

单纯就PEM电解水技术而言,本身是比较成熟的,2018年“可再生能源与氢能技术”国家重点专项指南,就把“MW级固体聚合物电解质电解水制氢技术”列为重点科研专项,指南明确指出要攻克PEM电解水制氢装置的共性关键技术的难点,并对其功率、直流电耗、功率调节范围和储氢压力都提出了很高的要求,远超过目前市面上欧美商业化产品。PEM纯水电解水技术产业化事业已变得迫在眉睫。

据了解,三峡资本认为在引进Proton的PEM电解水设备生产线后,设备价格将会降低到原来的1/3,而目前国内代理报价400Nm3/h的PEM产品销售价格为2000万RMB左右(不含税运),按照这个估算,产业化后的MW级PEM电解水设备可降至1.5万RMB/(Nm3/h)。以500Nm3/h(1MW,同等规格碱水制氢设备售价1.0万RMB/(Nm3/h))为日供氢量300Kg的加氢站为例,针对不同电价对PEM纯水电解制氢成本进行敏感性分析。

(1)利用工业用电现场制氢

假设大工业用电平均电价为0.687元/(kW?h),通过成本核算计算得到制氢成本约为3.68元/Nm3,另折算加氢站建设和管理运行成本,与目前加氢站示范运营加氢定价40元/Kg(3.965元/Nm3)相近,所以用大工业电现场制氢加氢这种方式不具经济性。

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(2)利用可再生能源制氢+输氢

假设可再生能源发电价格0.1元/(kW?h),氢源距离加氢站50km,则利用长管拖车输氢成本为0.3元/Nm3,加氢站建设运营成本折算为1元/Nm3(折算年限15年,不包含加氢站土地购买费用)。综上,利用可再生能源制氢和长管拖车高压输氢的方式加氢,制氢成本为2元/Nm3,预期氢气售卖利润空间高达50%。当然,随着可在能源制氢地与加氢站距离的增加,输氢成本会相应升高,这时,需要更具经济性和规模性的储氢输氢技术路线,例如有机液态储氢、固态储氢或深冷液氢等。

长期以来,国内的制氢大多都是炼油厂自建用来满足本厂的氢气需求,国内专门制氢的企业数量并不多且发展滞缓。传统煤制氢、天然气制氢和其他化工原料制氢技术都存在一定的高能耗、高污染、工艺流程长且出氢纯度低等缺点,而电解水制氢技术则具有零排放和产品纯度高等优势,耦合可再生能源电解水制氢,还能有效消纳“三弃”电力,调整电力系统能源结构。

       有人将2018年定义为中国氢能发展的元年,在这一年,氢能一天比一天火热,从行业圈内默默的发展,渐渐走近大众的视野,被誉为21世纪有前景的替代能源,各大企业也都扎堆进入氢能行业,氢能项目也火热得千金难求。如果不了解点氢能以及相关技术的知识,可能已经跟不上整个能源行业的发展,交能网借鉴各类文献,结合自身在德国亚琛工大的专业研究,希望从各个环节分别介绍氢能及其相关技术、应用及其发展现状,希望读者对氢能产业有个初步的了解。