電解水制氫高能耗難題取得突破 電解水制氫行業(yè)未來前景如何

• 黃文玉 2023年9月19日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 福建日報 全球實時碳數(shù)據(jù) 686 40
• 繁體

水電解制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。

一、電解水制氫的概念

水電解制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。電解水技術與光解水、熱化學制氫的不同特點：電解水技術成熟、設備簡單、無污染，所得氫氣純度高、雜質含量少，適用于各種場合，缺點是耗能大、制氫成本高;光解水技術目前難點是催化劑研制;熱化學循環(huán)制氫系統(tǒng)更復雜，但制氫效率較高，結合可再生能源，利用效率更高。

2023年9月14日，國際能源學類頂級期刊、美國化學學會旗下雜志《ACS Energy Letters》，發(fā)表了以劉瑛博士、華南理工陳宇教授等為聯(lián)合通訊作者的研究成果，認為達到國際領先水平，有望為氫能高效低能耗制取提供新路徑。加入一種含銫元素的新材料，可使固體氧化物電解水制氫的產(chǎn)氫速率較傳統(tǒng)電解水制氫技術得到較大提升。這是紫金礦業(yè)海外引進的頂尖人才劉瑛博士針對電解水制氫“電能消耗高、制氫成本高”，制約有著“終極能源”之稱的氫能加快推廣應用的問題，提出的解決方案。該方案經(jīng)實驗論證，于近日取得突破。

在一些電解質水溶液中通入直流電時，分解出的物質與原來的電解質完全沒有關系，被分解的是作為溶劑的水，原來的電解質仍然留在水中。例如硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等均屬于這類電解質。?在電解水時，由于純水的電離度很小，導電能力低，屬于典型的弱電解質，所以需要加入前述電解質，以增加溶液的導電能力，使水能夠順利地電解成為氫氣和氧氣。

二、電解水制氫行業(yè)現(xiàn)狀分析

在氯堿工業(yè)中副產(chǎn)多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩余，也可經(jīng)提純生產(chǎn)普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產(chǎn)。2018年12月9日，中國科學技術大學俞書宏教授團隊和高敏銳教授團隊合作，研制出一種高性能低成本的新型三元納米片電催化劑。國際學術期刊《德國應用化學》發(fā)表了該研究成果。

氫氣屬于可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，整體需求持續(xù)增長，經(jīng)過多年的工業(yè)積累，我國已是世界上最大的制氫國，根據(jù)數(shù)據(jù)，我國氫氣產(chǎn)量自2014年開始逐年增長，2021年我國氫氣產(chǎn)量約3300萬噸，2022年中國氫氣產(chǎn)量3,781萬噸，同比增長14.58%。

全球各國越來越重視二氧化碳排放問題,2021年，全球能源領域二氧化碳排放量達到363億噸，同比上漲6%，超過了新冠肺炎疫情暴發(fā)前的水平，創(chuàng)下歷史最高紀錄，2021年飆漲的天然氣價讓燃煤發(fā)電強勢復蘇，成為能源領域碳排放量“強勁反彈”的主要原因。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，電費成本占比73%，堿性、PEM電解水制氫耗電量為1標方氫氣5度電左右，則單槽產(chǎn)量1000標方電解槽設備1小時耗電量為5000度電，電價成本為電解水制氫成本關鍵，設備成本占比14%，運營維護占比5%，財務成本占比8%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》顯示：

隨著全球碳排放態(tài)勢的日益嚴峻，刺激著電解水制氫行業(yè)市場規(guī)?？焖僭鲩L，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年全球電解水制氫設備市場規(guī)模為+40億元，隨著技術的成熟，成本的下降，預計2030年全球電解水制氫設備市場規(guī)模將上漲至2202億元。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，全球電解水制氫設備市場結構中，堿性電解占比最重，占據(jù)了95%的市場份額，PEM電解水制氫設備僅占比5%。

降低成本是目前電解水制氫設備行業(yè)最主要的發(fā)展方向，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年堿性設備單價為2000元/KW，PEM電解設備單價為5000元/KW，預計到2025年，堿性設備單價下降至1500元/KW，PEM電解設備單價下降至4000元/KW。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國電解水制氫設備市場競爭格局中718所占比最重，占比35%，競立占比20%，天津大陸占比15%，天津新氣占比8%，中電豐業(yè)占比11%，其他占比13%。

質子膜電解水制氫技術單位制氫成本對于電價敏感性略低于堿性水電解槽制氫技術，當電價為0.35元/KWh時，電力費用成本占比高達63.2%，單位制氫成本為28元/kgH2;當電價為0.1元/KWh時，電力用成本占比為329%，單位制氫成本下修45%為154元/kgH2。

隨著制氫裝備性能提升、成本下降，我國制氫設備自主技術創(chuàng)新呈現(xiàn)加速發(fā)展勢頭，將進一步促進綠氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。上海氫晨新能源科技有限公司、海德氫能等上游制氫企業(yè)相繼發(fā)布新一代電解槽產(chǎn)品，在功率、性能及制氫效率等方面均有提高。

三、電解水制氫行業(yè)未來發(fā)展方向及前景預測

2022年3月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021)》，明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向，將氫能產(chǎn)業(yè)上升至國家能源戰(zhàn)略高度，刺激著電解水制氫設備行業(yè)快速發(fā)展。

中研普華利用多種獨創(chuàng)的信息處理技術，對市場海量的數(shù)據(jù)進行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務，最大限度地降低客戶投資風險與經(jīng)營成本，把握投資機遇，提高企業(yè)競爭力。想要了解更多最新的專業(yè)分析請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》。

• 相關深度報告REPORTS

  

  2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告

  電解水制氫研究報告對行業(yè)研究的內容和方法進行全面的闡述和論證，對研究過程中所獲取的資料進行全面系統(tǒng)的整理和分析，通過圖表、統(tǒng)計結果及文獻資料，或以縱向的發(fā)展過程，或橫向類別分析提出...

  查看詳情

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡