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电解水制氢:最为理想的制氢方式

时间: 2024-02-08 10:53:17 |   作者: 电机引出线焊接309

  1、驱动:22年8月26日盘前,上海市发改委印发《关于支持中国(上海)自由贸易试验区临港新片区氢能产业高水平发展的若干政策》。其中强调,加快推进光伏制氢的示范应用,探索光伏发电-制氢-热电联供的综合试点应用,探索海上风电绿氢制备示范应用。

  (1)概况:目前国内主流的制氢路线包括化石能源制氢(煤制氢、天然气制氢)、工业副产氢、电解水制氢。由于制取氢气过程中几乎不存在碳排放,电解水制氢因而被认为是未来最为理想的制氢方式。

  (2)分类:电解水制氢共有4种不同方式,目前已经实现商业化的是碱性电解水制氢(AWE)和质子交换膜电解水制氢(PEM)。此外高温固体氧化物电解水制氢(SOE)、固体聚合物阴离子交换膜电解水制氢(AEM)尚处于研发和示范阶段。

  (3)成本:国内目前多采用碱性技术路线,大型绿氢项目应用较多,制氢成本为22元/kg。PEM制氢设备成本过高,是其实现大规模产业化应用的主要障碍,参考燃料电池系统的降本路径,未来PEM电解槽降本空间巨大。

  (1)电解水制氢系统由电解槽及辅助系统组成,其中电解槽是电解反应发生的主要场所,辅助系统则包括电力转换、水循环、气体分离、气体提纯等模块。

  (2)碱性电解槽:结构相对比较简单、成本低,单台产氢量高,但与可再次生产的能源电解水适配度较低。

  (3)PEM电解槽:结构与PEM燃料电池堆类似,主要由膜电极(质子交换膜、催化剂、气体扩散层)、双极板构成。但材料体系不同,国产化程度低,设备成本高。能适应快速变化的可再次生产的能源电力输入。

  (4)市场概况:据GGII调研统计,2021年中国电解水制氢设备出货量超过350MW。22年6月中旬以来电解水招标项目市场活跃,预计电解槽需求超214MW。根据已披露的企业产能情况,主流电解水生产企业2022年的产能合计约6.5GW。据长城证券测算,2030年可再生氢装机需达到至少100GW。

  (5)产业概况:传统设备制造商包括,考克利尔竞立、中船718所(派瑞氢能)、大陆制氢、赛克赛斯(美锦能源持股0.088%)、中电丰业、凯豪达(与洪涛股份成立合资公司)、淳华氢能等,除赛克赛斯和淳华氢能外,别的企业的技术路线均以碱性电解槽为主。

  (1)隆基股份:成立隆基氢能,定位是为绿电制取绿氢提供大型的电解水制氢装备,最终产出的氢能产品是EPC,即“光伏+制氢设备”的交钥匙工程建设项目,但同时也会对外单独出售制氢设备。21年10月,隆基氢能首台碱性水电解槽正式下线Nm³/h及以上水平。

  (2)阳光电源:21年3月发布国内首款、上限功率SEP50PEM制氢电解槽;22年4月,与正能集团合作打造鄂尔多斯首个氢能源制储用一体化项目。

  (1)质子交换膜燃料电池与质子交换膜电解槽中发生的反应为互逆反应,两者均由膜电极和双极板构成,反应常用Ir和Pt基催化剂。

  (2)到2030年,氢催化剂市场空间在保守/中性/乐观下分别294亿元、438亿元、586亿元。其中,燃料电池催化剂市场空间为60亿元、84亿元、120亿元,PEM电解槽催化剂市场空间为234亿元、354亿元、466亿元。

  (3)在国内燃料电池和电解槽催化剂市场,以庄信万丰、田中贵金属、优美科等为代表的外企厂商市占率超过90%。国内企业中,贵研铂业中自科技在业务构成上与外企厂商具备一定相似性,前者主营贵金属业务,后者主营汽车尾气催化剂,目前均已布局切入氢催化剂领域。

  (来自韭菜公社网页链接) 1、驱动:22年8月26日盘前,上海市发改委印发《关于支持中国(上海)自由贸易试验区临港新片区氢能产业高水平发展的若干政策》。其中强调,加快推进光伏制氢的示范应用,探索光伏发电-制氢-热电联供的综合试点应用,探索海上风电绿氢制备示范应用。b...