以往的制氫裝備均應(yīng)用在多晶硅、電廠等場(chǎng)景，例如某多晶硅廠，氫氣主要應(yīng)用于多晶硅還原爐的還原氣體，制氫站是按照 2 萬(wàn)噸多晶硅的產(chǎn)能設(shè)計(jì)，所以用氣量很多情況多晶硅產(chǎn)能較為穩(wěn)定，且用電來(lái)自電網(wǎng)，制氫裝備多數(shù)情況處于 60%負(fù)荷運(yùn)行，氫氣儲(chǔ)罐壓力主要維持在 0.9－1.2MPa 之間。針對(duì)光伏制氫系統(tǒng)，由于光伏發(fā)電的間歇波動(dòng)特性，制氫裝備需要考慮供電的不穩(wěn)定性，對(duì)制氫裝備帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。如何評(píng)價(jià)光伏制氫系統(tǒng)需要進(jìn)行全新的定義，例如：初始響應(yīng)時(shí)間、總響應(yīng)時(shí)間、比較大斜坡速率、比較低工作點(diǎn)、冷啟動(dòng)時(shí)間、熱啟動(dòng)時(shí)間、關(guān)機(jī)時(shí)間等等。PEM電解水制氫是制取綠氫的主要技術(shù)路線之一，與可再生能源適配度高，是極具潛力的制氫技術(shù)。寧夏本地電解水

從近年來(lái)發(fā)布的氫能相關(guān)主要國(guó)家政策和相關(guān)戰(zhàn)略可以看出：氫能 2020 年列入能源范疇，2022 年上升至國(guó)家能源戰(zhàn)略高度，這與提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和能源飯碗端在自己手中的指示，與中石化打造氫能公司目標(biāo)是一致的。目前成熟的電解水技術(shù)為堿水電解和質(zhì)子交換電解。從國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，全球制氫技術(shù)仍以堿性電解水為主。從今年季度國(guó)內(nèi)上馬的制氫項(xiàng)目也可以看出全部為堿性電解制氫技術(shù)。2022 年中國(guó)堿性電解水制氫設(shè)備的出貨量約 800MW，質(zhì)子交換膜電解水制氫設(shè)備的出貨量約 24MW，在 2021 年基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)翻番，2023 年上半年已公開(kāi)招標(biāo)項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模超 400MW，絕大多數(shù)均采用堿性水電解制氫技術(shù)，預(yù)計(jì) 2023 年國(guó)內(nèi)電解槽訂單量將超 1GW 水平。山西國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量綠氫產(chǎn)業(yè)將在資源稟賦相對(duì)較好、應(yīng)用場(chǎng)景比較豐富的區(qū)域率先發(fā)展。

電解水制氫是一種利用電將水分子分解為氫氣和氧氣的綠色高效制氫技術(shù)。電解水制氫的技術(shù)有很多，如堿性水電解、質(zhì)子交換膜、高溫固體氧化物和陰離子交換膜電解等。電解水制氫純度高，能作為儲(chǔ)能載體儲(chǔ)存富余可再生能源。電解水制氫的整個(gè)過(guò)程只消耗水和電，不消耗其他化石資源。工藝簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)碳產(chǎn)品，清潔無(wú)污染。設(shè)備占地面積小，多臺(tái)設(shè)備可同時(shí)生產(chǎn)，操作靈活。但同時(shí)，電解水制氫也是一種昂貴的制氫技術(shù)。生產(chǎn)氫氣的主要功耗約為4.5~5.5 kW h m?3。

在雙碳目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)電解水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)鏈端入局企業(yè)在迅速增加，應(yīng)用端在逐步突破。中國(guó)布局電解水制氫的企業(yè)數(shù)量快速增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，電解槽裝備企業(yè)數(shù)量已超百家，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)已超二百家。自2021年至今，國(guó)內(nèi)已有接近40款堿性電解槽產(chǎn)品發(fā)布。中國(guó)已有超過(guò)百個(gè)在建和規(guī)劃中的電解水制氫項(xiàng)目，涵蓋了石油煉化、化工合成、鋼鐵冶煉和交通等多個(gè)領(lǐng)域。接近75%的綠氫項(xiàng)目坐落于三北地區(qū)，約80%的項(xiàng)目采用堿性電解水制氫技術(shù)。傳統(tǒng)的堿性電解槽制氫，主要是以氫氧化鉀為電解質(zhì)。

在電解水制氫過(guò)程中，由于水是一種弱電解質(zhì)，一般會(huì)添加其他電解質(zhì)。電解質(zhì)的選擇會(huì)影響制氫設(shè)備的使用壽命、能源消耗和成本。根據(jù)電解質(zhì)的不同，可分為堿性溶液、質(zhì)子交換膜、固體氧化物、小分子溶液、海水等。堿性溶液電解質(zhì)成本低、腐蝕性高、設(shè)備壽命短，是比較成熟的技術(shù)。質(zhì)子膜電解質(zhì)具有效率高、成本高等特點(diǎn)，是一種較為成熟的技術(shù)。固體氧化物電解質(zhì)耐久性差，啟動(dòng)速度慢，目前仍處于測(cè)試階段。利用小分子溶液和海水作為電解質(zhì)的技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用性，但仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段。在電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要研究電解質(zhì)與催化劑的相容性，以及電解質(zhì)與能量波動(dòng)的相容性。未來(lái)對(duì)氫能的需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，因此水電解用的電解質(zhì)引起了廣泛的關(guān)注。研究人員正在從不同的角度對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行深度研究。PEM電解水制氫技術(shù)目前設(shè)備成本較高。衡水國(guó)內(nèi)電解水制氫技術(shù)

PEM水電解制備的綠氫應(yīng)用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè)。寧夏本地電解水

在電解水制氫設(shè)備的選擇上，需要根據(jù)實(shí)際需求和使用場(chǎng)景進(jìn)行選擇。常見(jiàn)的電解水制氫設(shè)備包括堿性電解水制氫設(shè)備、酸性電解水制氫設(shè)備和固體氧化物電解水制氫設(shè)備。堿性電解水制氫設(shè)備由于電解質(zhì)的穩(wěn)定性較好，價(jià)格較低，因此在實(shí)際應(yīng)用中使用較為。而酸性電解水制氫設(shè)備因?yàn)槠涓咝?、高純度的氫氣產(chǎn)出而備受關(guān)注，但是設(shè)備價(jià)格和穩(wěn)定性相對(duì)較差。固體氧化物電解水制氫設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)高溫、高效率的制氫過(guò)程，并且具有較高的穩(wěn)定性，但是設(shè)備成本較高?？偟膩?lái)說(shuō)，電解水制氫設(shè)備在未來(lái)的能源領(lǐng)域中擁有重要的應(yīng)用前景，并且相關(guān)技術(shù)還有提升的空間。寧夏本地電解水