內(nèi)蒙古電解制氫

氫氣，這一無碳綠色新能源，憑借其環(huán)保安全、高能量密度、高轉(zhuǎn)化效率、豐富儲量以及適用性等特點，在應(yīng)對環(huán)境危機和構(gòu)建清潔低碳能源體系中扮演著至關(guān)重要的角色。隨著化石燃料資源的日漸枯竭和能源價格的持續(xù)攀升，尋找廉價且儲量豐富的替代能源制氫已成為當(dāng)務(wù)之急。展望未來，生物能、太陽能、風(fēng)能等可再生能源制氫在21世紀(jì)將逐漸嶄露頭角，但就目前而言，從天然氣、甲醇、水等資源中制氫的技術(shù)仍相當(dāng)有競爭力。值得注意的是，煤制氫因?qū)Νh(huán)境和大氣造成嚴(yán)重污染而不被本項目考慮，因此不在討論之列。在選擇國內(nèi)制氫原料路線時，必須綜合考慮原料資源的可獲得性和成本因素。天然氣制氫工藝雖復(fù)雜但技術(shù)成熟，甲醇制氫流程簡潔且設(shè)備常見，而水電解制氫則操作簡便至可實現(xiàn)全自動無人值守。在制氫純度方面，天然氣和甲醇制氫可達到999%，而水電解制氫在純度更高時可達9999%。同時，不同制氫方式對場地條件也有不同要求，例如天然氣制氫需考慮管道或槽車供應(yīng)的便捷性，甲醇制氫則原料充足、運輸儲存方便，而水電解制氫的場地條件更為寬松。氫能在非道路運輸領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷推廣。內(nèi)蒙古電解制氫

甲醇與水在一定的溫度和壓力下，通過催化劑的作用，發(fā)生催化裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)，終產(chǎn)生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個反應(yīng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，涉及多個組分和反應(yīng)。主要反應(yīng)包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氫氣，以及一氧化碳與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。經(jīng)過換熱、冷凝和分離后，可以得到氫含量約為74%、二氧化碳含量約為5%以及一氧化碳含量約為5%的轉(zhuǎn)化氣。甲醇的單程轉(zhuǎn)化率高達95%以上，未反應(yīng)的原料則循環(huán)使用。隨后，轉(zhuǎn)化氣通過變壓吸附裝置進行分離提純，從而獲得高純度的氫氣。PSA變壓吸附工藝是氫氣分離的重要方法。它利用氣體組份在吸附床中的吸附特性差異，實現(xiàn)氫氣的分離提純。在固定吸附床中，通過充填吸附劑，含氫混合氣體在特定壓力下進入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同，它們會在吸附床的不同位置形成吸附富集區(qū)。強吸附組份（如二氧化碳）會富集在吸附床的入口端，而弱吸附組份（如氫氣）則會富集在出口端。通過這種方式，可以實現(xiàn)氫氣的有效分離提純。PSA變壓吸附技術(shù)能夠制取出純度高達99%~999%的氫氣。河北pem電解水制氫設(shè)備目前我國電力大部分來自火電，因此碳排放很高，甚至超過煤制氫。

我國的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的相關(guān)文件是相對較保守的數(shù)據(jù)，因為根據(jù)目前的一些項目規(guī)劃來看，國內(nèi)的電解水制氫市場的發(fā)展和規(guī)劃文件來相比有較大差距。氫能聯(lián)盟的100GW目標(biāo)是實現(xiàn)碳中和的重要前提，以此來分析，可以看出：目前國內(nèi)已有的電解水制氫設(shè)備總計產(chǎn)能在1GW左右；到2023年預(yù)計有2GW左右的產(chǎn)能；到2025年預(yù)計有10GW的產(chǎn)能；到2030年預(yù)計有100GW的產(chǎn)能。如果在此基礎(chǔ)上增加國內(nèi)廠家出口到國外的一些數(shù)據(jù)，世界所有國家對國內(nèi)電解水制氫設(shè)備的需求量還會有相應(yīng)的增幅，預(yù)計2030年在130GW左右。

氫能也是一種二次能源。目前，主流的制氫方式主要有化石燃料重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫以及電解水制氫等?；剂现卣茪?，是以天然氣、煤炭等化石原料，通過蒸汽重整或者部分氧化重整等化學(xué)反應(yīng)，從中提取氫氣，是一種非常重要的制氫方式，但該生產(chǎn)過程中會伴生大量二氧化碳等溫室氣體排放，因此這種方式產(chǎn)出的氫稱為“灰氫”；工業(yè)副產(chǎn)氫實際上是“變廢為寶”，是將化工、鋼鐵等工業(yè)生產(chǎn)流程里產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣等富含氫氣的副產(chǎn)物，經(jīng)過凈化、提純操作，將氫氣分離提取出來，不過其產(chǎn)量受制于上游工業(yè)規(guī)模與工況。目前，電解水制氫技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展。

2024年至2025年，隨著各國補助力度加大與更多大型項目落地，國際電解水制氫產(chǎn)能或?qū)⒗^續(xù)成番增長。一方面，海外有較多大型規(guī)劃綠氫項目儲備，全球經(jīng)過投資決議的萬噸級電解水制氫項目已有近50項；另一方面，全球尤其歐洲各國對綠氫生產(chǎn)的補貼資金逐漸到位，疊加航運、化工等領(lǐng)域?qū)α闾既剂吓c零碳原料的需求增長，或會推動2024年多項萬噸級項目落地開工。能景研究結(jié)合各國項目規(guī)劃、補貼進展、碳市場等多方面預(yù)測，樂觀情境下，到2025年底全球（含中國）綠氫累計產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L至約140萬噸/年，到2030年底全球（含中國）綠氫累計產(chǎn)能或?qū)⒃鲩L至約1600萬噸/年。電解水制氫過程中需要的主要設(shè)備包括：電解槽、氣液分離裝置、補水配堿裝置制氫電源及熱工控制等。威海工業(yè)電解水制氫設(shè)備

電解水制氫作為目前綠氫制備手段之一，備受世界各國關(guān)注。內(nèi)蒙古電解制氫

PEM電解水制氫：原理：采用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)，以純水為電解原料，通過直流電實現(xiàn)水電解。特點：該技術(shù)具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應(yīng)以及高工作效率等優(yōu)勢。然而，其設(shè)備成本相對較高，且需要在強酸性和高氧化性的環(huán)境下運行。應(yīng)用：PEM電解水制氫技術(shù)特別適用于需要高純度氫氣的領(lǐng)域，例如燃料電池汽車加氫站、食品工業(yè)以及半導(dǎo)體制造等。此外，其迅速響應(yīng)的特性也使其非常適合與可再生能源結(jié)合使用。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個關(guān)鍵組件，包括電解槽、電源系統(tǒng)、氣體分離與純化模塊、冷卻體系以及控制系統(tǒng)等。其中，電解槽作為系統(tǒng)的**，其功能在于將水高效地電解為氫氣和氧氣。內(nèi)蒙古電解制氫