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2023电解水制氢竞争格局及发展现状

发布时间:2023-08-28 09:37:57 浏览次数:110次

电解水制氢是什么?

水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。在一些电解质水溶液中通入直流电时,分解出的物质与原来的电解质完全没有关系,被分解的是作为溶剂的水,原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。

电解水技术与光解水、热化学制氢的不同特点:电解水技术成熟、设备简单、无污染,所得氢气纯度高、杂质含量少,适用于各种场合,缺点是耗能大、制氢成本高;光解水技术目前难点是催化剂研制;热化学循环制氢系统更复杂,但制氢效率较高,结合可再生能源,利用效率更高。

氢能作为最具发展潜力的清洁能源,对于推动能源转型、促进全球经济可持续发展意义重大。 当前我国以煤制氢与工业副产氢为制氢主要来源,占比分别为64%、21%,绿氢是未来重要发展方向,在煤化工中耦合绿氢,将会大幅减少煤炭使用量,减少碳排放。

电解水制氢竞争格局及发展现状

现阶段,国内主要制氢方式有水电解制氢、化石能源制氢及化工副产氢等。其中水电解制氢因为成本偏高,在整个氢气供应体系中所占份额不到1%。随着绿氢发展呼声的高涨,水电解制氢正迎来新一轮发展机遇。

固体聚合物电解质。固体聚合物电解质,SPE电解水,最初用于向宇宙飞船或潜水艇供氧,或在实验室作为氢气发生器(可用于气体色谱)。核电大规模发展以后,人们利用SPE技术在用电低谷电解水产生氢,在供电高峰以SPE氢-氧燃料电池向外供电,使之成为能量贮存转换装置。

通过直接电解纯水产生高纯氢气(不加碱),电解池只电解纯水即可产氢。通电后,电解池阴极产氢气,阳极产氧气,氢气进入氢/水分离器。氧气排入大气。氢/水分离器将氢气和水分离。氢气进入干燥器除湿后,经稳压阀、调节阀调整到额定压力(0.02~0.45Mpa可调)由出口输出。电解池的产氢压力由传感器控制在0.45Mpa左右,当压力达到设定值时,电解池电源供应切断;压力下降,低于设定值时电源恢复供电。

在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。2018年12月9日,中国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授团队合作,研制出一种高性能低成本的新型三元纳米片电催化剂。国际学术期刊《德国应用化学》发表了该研究成果。

2021年11月19日,全球单厂规模******电解水制氢项目运营商宁夏宝丰能源表示,公司首批电解水制氢项目全部投产后,每年可新增减少煤炭资源消耗约38万吨,新增减少CO2排放约66万吨。如果按近期煤价1000元/吨计算,每年可直接降低3.8亿的原料成本,同时还有每年减少66万吨二氧化碳排放的效益。

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国电解水制氢行业市场竞争格局分析及发展前景预测报告》显示:

截至2022年12月,国内共有40余家具备真实产能的电解水制氢设备制造商,名义总产能达到12GW。鉴于对未来市场前景的看法,行业内企业产能还在持续扩张当中。

高工产研氢电研究所(GGII)不完全统计,2020年中国新投资制氢项目约23个。其中,电解水制氢项目7个,占比30%,水电解制氢项目近年来开始明显增多。氢能产业基地相继落地,将带动形成产业聚集,推动区域氢能产业建设更加完整的产业集群。除广东、山东外,多地在今年开始布局氢能产业园、产业基地项目。据不完全统计,2022年至今,北京、天津、浙江、江苏、河北、河南、广东、内蒙古8省(区市)共规划了30个2022年拟新开工氢能产业项目,其中氢能产业园项目占比高达43%,几乎占据半壁江山。根据相关项目规划和建设周期来看,多数项目的一期工程将于年内完成。

业内人士表示,未来电解水制氢的规模会进一步扩大,国家需要提供可再生能源制氢优惠政策,降低可再生能源制氢的过网费和使用费,预计到2030年可再生能源制氢成本将降至15元/kg。

电解水制氢市场发展前景预测

2022年以来,国内已公开在建及规划电解水制氢项目制氢总规模达到12.1GW,从电力来源来看,98.5%为可再生能源制氢项目。其中,2023年和2024年规划建成项目装机分别达到1327MW和4716MW,国内电解水制氢设备市场迎来井喷式发展。

2021年,氢能列入《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》未来产业布局,意味着我国将开始大力发展氢能产业。根据中国氢能联盟统计,2020年我国氢能需求量已突破2000万吨,预计2050年氢气需求量有望在2020年的基础上增长7倍,达到 1.6亿吨。

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来源:互联网

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