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碳达峰碳中和目标下,氢能产业加速发展,绿氢在降碳中发挥的作用备受关注,电解水制氢的规模不断扩大。电解槽作为重要的绿氢制取设备,它的发展影响着绿氢规模化进程。
6月1日,国家发改委、国家能源局等9部门联合印发了《“十四五”可再生能源发展规划》,提出推动可再生能源规模化制氢利用,开展规模化可再生能源制氢示范。在可再生能源发电成本低、 氢能储输用产业发展条件较好的地区,推进可再生能源发电制氢产业化发展,打造规模化的绿氢生产基地。
政策激励下,我国绿氢产业发展不断提速,带动电解水制氢产业市场需求大幅提升。高工产研氢电研究所(GGII)调研预计,2022年我国电解水制氢设备市场需求有望达到730兆瓦,同比2021年接近翻倍。在此背景下,如何大规模、低成本制取绿氢尤为关键。这也对制氢设备的性能、效率和可靠性提出更高要求。
目前,电解水制氢技术主要有碱性电解水、质子交换膜(PEM)电解水和固体氧化物电解水三类。其中,碱性电解水制氢是现阶段我国发展最成熟的电解制氢技术,在成本、寿命、精确性和可靠性方面都具有明显的优势。
根据《中国氢能源及燃料电池产业发展报告(2020)》和《可再生氢100行动倡议》研究,到2030年,我国可再生能源制氢装机规模有望达到100吉瓦,2060年可再生能源制氢规模将突破1亿吨。其中,碱性电解水制氢系统已进入商业化运营阶段,是实现可再生能源大规模制氢的重要方式。
据彭博新能源财经统计,2021年,全球电解槽出货量超过458兆瓦,其中碱性电解槽出货量占比将近70%,约317兆瓦左右。预计2022年,全球电解槽出货量大概会超过2吉瓦,碱性电解槽占比提升至75%左右。
当前,受“双碳”目标推动,各行业降碳行动加快。除了交通运输,氢气需求量庞大的工业领域同样开始重视绿氢发展,这意味着绿氢已经成为传统能源企业转型的重要方向。《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》提出,鼓励石化化工企业因地制宜、合理有序开发利用绿氢,推进炼化、煤化工与绿电、绿氢等产业耦合示范。
大规模光伏、风电的建设将是未来绿氢大规模应用的有力支撑,也是倒逼化工等传统高耗能、高排碳行业进行产业升级的有力举措。但与此同时,新能源发电波动性特点也对制氢设备性能、稳定性、可靠性等提出了更高要求。随着电解水制氢部署规模不断扩大,为适应未来绿氢大规模制取需求,我国制氢设备需要在成本、能耗、产氢效率等技术方面持续提升。
对此,天合元氢研发新一代碱性电解水制氢电解槽,在产品制氢效率、性能及智能化方面均有突破。12月19日,天合元氢将在常州举行首台套电解槽下线仪式,此次下线的碱性电解水制氢电解槽在单体产氢量、能耗、综合成本、可再生能源波动的适应性等方面优势显著。其高密度低能耗的特性,可实现多维能源融合,更契合绿电的发展需求,同时更大区间的功率波动制氢能力以及智能化管理,可以实现大规模的分布式利用,尤其在大规模光伏、风电转换成氢能储备的运用中占有优势。
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近日,中国航天科技集团有限公司一院航天长征化学工程股份有限公司自主开发的首台套1000型碱性电解制氢系统,在其自建的沧州试验基地完成了严寒环境下的36小时连续运行试验,产出氢气纯度达5N(高纯)标准,标志着该装备通过稳定和安全性的考验、可应用于工业化生产,对推动我国绿色低碳发展具有重要意
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