[VIP第1年] 指数:3
以往的制氢装备均应用在多晶硅、电厂等场景，例如某多晶硅厂，氢气主要应用于多晶硅还原炉的还原气体，制氢站是按照 2 万吨多晶硅的产能设计，所以用气量很多情况多晶硅产能较为稳定，且用电来自电网，制氢装备多数情况处于 60%负荷运行，氢气储罐压力主要维持在 0.9－1.2MPa 之间。针对光伏制氢系统，由于光伏发电的间歇波动特性，制氢装备需要考虑供电的不稳定性，对制氢装备带来了全新的挑战。如何评价光伏制氢系统需要进行全新的定义，例如：初始响应时间、总响应时间、比较大斜坡速率、比较低工作点、冷启动时间、热启动时间、关机时间等等。电解水制氢系统的性能指标主要包括制氢效率、氢气纯度、能耗以及设备寿命等。河北国内电解水制氢技术
是指在碱性电解质环境下进行电解水制氢的过程，电解质一般为30%质量浓度的KOH溶液或者26%质量浓度的NaOH溶液。较之于其他制氢技术，碱性电解水制氢可以采用非贵金属催化剂，且电解槽具有15年左右的长使用寿命，因此具有成本上的优势和竞争力。碱性电解水制氢技术已有数十年的应用经验，在20世纪中期就实现了工业化，商业成熟度高，运行经验丰富，国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平，单槽电解制氢量大，易适用于电网电解制氢。但是，该技术使用的电解质是强碱，具有腐蚀性且石棉隔膜不环保，具有一定的危害性。河北国内电解水制氢技术水电解制氢设备是将水分解成氢和氧的方法，将电流通过水电解槽内的电极，在负极处放电，把水分解成氢和氧。
利用丰富的海水代替淡水作为电解液有望解决淡水消耗的问题。由于海水的中性、缓冲能力弱和高氯离子浓度特点，直接分解未经处理的海水仍然是困难的。迫切需要新的科学技术发展来指导电解海水以实现可持续产氢。实现工业规模的制氢是终目标，因此，设计能达到高电流密度的高效、稳定的电解海水催化剂尤为重要。此外，海上风电、潮汐和光伏技术具有丰富的资源和广阔的前景优势，有望成为未来绿色能源的支柱。海上风电具有风速高、静默期短、节约土地资源等优点，但也存在着建设成本高、能源利用率低、交通困难等问题。沿海地区太阳能资源丰富，可以充分利用水的反射光，提高发电量。与地面光伏相比，可增加5%-10%，但也存在投资成本高、环境影响大等问题。因此，海水制氢、海上风电、海洋潮汐发电和海上光伏发电都需要以技术创新的突破为基础，并与未来能源发展的趋势相结合。
氢能近两年市场规模呈突飞猛进的态势，呈现出项目规模大、客户较为集中、要求更专业的特点。客户群集中在煤化工、石油化工、气体公司等行业。制氢单位成本 LCOH 仍是限制绿氢普遍应用的关键，而作为生命周期达 20 年以上的化工装置，其运行的安全、稳定对 LCOH 的影响很大。前述客户群对制氢装备这一虽具有较长应用历史，但 2000 年以来一直未大规模应用于降碳场景的技术产品持一定程度的观望态度，即对设备的寿命、利用率、衰减等关乎装备安全、稳定、可靠运行的指标十分关注。此外，前述客户群期望厂商能够提供这些指标的支撑素材和逻辑，以获得金融机构的资金支持。PEM电解槽的单位成本仍然远高于碱性电解槽。
强碱性溶液作为电解液生产氢气的工艺在20世纪中期被工业化。虽然其成本相对较低，但许多研究发现，使用碱性溶液作为电解质的过程消耗大量淡水资源，碱液易流失和腐蚀、能耗高，与可再生能源发电的适配性较差。新兴的碱性AEM技术因其高效、低成本的优势作为下一代碱性电解技术的发展方向而受到关注。它可以实现比PEM技术和SOEC技术同等甚至更高的电解效率，并降低了整体成本。然而，目前的阴离子交换膜有一定局限性，未来AEM技术的突破点可能是开发高稳定、长寿命的阴离子交换膜。目前，国内外对碱性溶液作为电解质技术的研究主要集中在寻找耐腐蚀的膜电极材料和合适的催化剂上。它具备将大量可再生能源电力转移到难以深度脱碳工业部门的潜力。河北PEM纯水电解制氢设备
但是由于电解过程效率不高，能耗较大，并且需要消耗大量的水资源，因此应用范围受到一定限制。河北国内电解水制氢技术
我国的电解水制氢技术起源于苏联设备，对其商业应用需追溯到 19 世纪 90 年代。国内大规模的电解水制氢技术以碱水电解制氢为主，该种设备技术流程简单，操作方便，各项技术指标接近国际水准。碱性水电解通常采用 KOH 作为电解液，电解质的质量浓度一般为 20%－30%以保证电解液具有较高的电导率，并且电解槽需要强制对流。较高的电解槽温度有利于降低电极反应的过电位和溶液的电阻，但会加剧材料的腐蚀。故电解槽的温度应综合考虑以上两个方面，当前，工业化碱性水电解槽一般在 85℃~95℃下运行。电解槽内的压力也会对整个水电解过程产生影响。通过加压可以减少电解槽内气体体积，使气体停滞时间缩短，从而提高电解槽内电解液的电导率，当前工业化碱性电解槽工作压力在 3.2MPa 以内。同时高压设备无需使用费用较高的氢气压缩机，能够减少启动成本，近一些高压设备已经开始得到发展。河北国内电解水制氢技术
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