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    康明斯解讀PEM電解水制氫技術和成本降低空間

    時間:2020-11-09 21:19:31來源:柴油發電機組作者:點擊:

    導讀:

    后臺很多小伙伴給康哥留言,詢問最近熱度特別高的“PEM電解水制氫”到底是怎么應用的,發展前景又如何。今天,康哥請到我司的氫能源戰略專家——全能ACE小姐姐為大家解答。

    康明斯解讀PEM電解水制氫技術和成本降低空間

    Q1常說的PEM電解水制氫到底是什么?

    質子交換膜(PEM)電解水制氫主要由兩個電極和電解質組成,是純水發生電化學反應分解產生氧氣和氫氣的過程。電解水的能源則利用太陽能、風能和水力發電等零碳能源,制氫過程無污染排放,是最清潔環保的“綠氫”。

    相比其他電解水技術,PEM能在高電流密度下工作,體積小、效率高,生成的氫氣純度可高達99.999%,被認為是目前最有發展前景的水電解技術。這一技術在國內目前尚沒有大規模商業化,但在歐洲已經有許多兆瓦級的應用??得魉乖诩幽么?、美國和歐洲都有很多規?;纳逃庙椖?,包括在加拿大在建的20兆瓦PEM電解水項目。

    Q2為什么說PEM電解水制氫是當前新能源發展的大勢所趨?

    PEM的技術結合綠氫的跨界特性在電源,電網等部分可解決可再生能源消納的問題,成為能源轉型戰略的一體化的解決方案

    我國風光水裝機量是世界第一,成本不斷下降,在某些地區風電的成本與當地燃煤標桿價持平,未來的發展空間巨大。但我國可再生能源也存在地域性分布差異,在東北、西北、西南地區可再生能源制氫潛力較大,但消納能力有限,需遠距離外送至東部用電密集地區,遠超目前電網容量。且可再生能源具有隨機性、季節性的特點,發電側和用電側需求不匹配,更是加大了調峰難度,造成了輸電成本高和消納困難,導致棄風棄水棄光嚴重。

    氫能的優勢在于“跨界”——它是一種能源,也是能源的載體,所以應用場景豐富。通過PEM電解水技術制造綠氫,并與燃料電池結合起來,可安裝在電源側、電網側、用電側,實現多種能源之間的轉換,根據不同地理和市場環境,靈活實現可再生能源的外送和消納。這就是為什么綠氫被認為是能源轉型的一體化解決方案,能夠真正打破可再生能源發展的瓶頸。

     

    Q3怎么看待綠氫制造成本較高的問題?

    設備成本和用電成本是綠氫價格偏高的主要因素。如剛才講到,我國西北、西南地區可再生資源豐富,電價普遍在全國平均線以下,對發展可再生能源電解水制氫較為有利。

    從未來趨勢看,可再生能源成本不斷下降,加上政府的政策支持,以及氫能產業鏈企業的不斷探索,綠氫商業模式會趨于成熟,規?;瘜樗娊庵茪鋷泶蠓O備成本下降空間。國際主要能源機構的研究普遍預測,綠氫將于2030年左右實現經濟性、達到與化石能源制氫成本持平。

    此外,PEM水電解技術優勢也影響制氫成本,包括耗電量、運維等。由于綠氫項目趨向于大規模、長周期,在測算時,不能只看設備投入,更重要的是項目生命周期的制氫成本。PEM 制氫技術占地面積小、制氫能耗低、靈活性高,與波動性和隨機性較大的風電和光伏具有良好的匹配性,因此在很多場景下都更具應用優勢和降本潛力。

    Q4能不能介紹下康明斯都有哪些PEM電解水制氫項目?

     

    應用的例子:

    1. 和加拿大安大略省電網調度機構合作,利用PEM技術制氫,并協助平衡電網。該項目于2017年建成,制氫能力1,000公斤/天,增加了電網調度備用容量,加大可再生能源并網的能力。

    2.加拿大魁北克省在建的20兆瓦(約8,000公斤/天)的項目用于工業用氫,是目前最大的在建的PEM技術項目。

    3.康明斯已經為全球60個加氫站提供現場制氫技術和解決方案。

    在可持續清潔的未來能源藍圖中,康明斯具備了完善的制氫技術優勢,能夠在更廣泛的應用場景中滿足多種用戶所需,為不同市場的用戶提供差異化的氫能源集成解決方案。

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