穩(wěn)石氫能——高效經(jīng)濟(jì)的AEM電解水技術(shù) 氫儲(chǔ)能全面發(fā)力

發(fā)布日期:2022-06-16

核心提示:隨著光伏、風(fēng)電裝機(jī)量的指數(shù)型增長(zhǎng),綠氫正在成為儲(chǔ)能解決方案中不可或缺的一個(gè)選項(xiàng),電解槽市場(chǎng)浪潮已至。然而設(shè)備的效能與成本
 隨著光伏、風(fēng)電裝機(jī)量的指數(shù)型增長(zhǎng),“綠氫”正在成為儲(chǔ)能解決方案中不可或缺的一個(gè)選項(xiàng),電解槽市場(chǎng)浪潮已至。然而設(shè)備的效能與成本在商業(yè)化階段將無數(shù)優(yōu)秀的氫儲(chǔ)能解決方案拒之門外。

穩(wěn)石氫能作為全球AEM膜技術(shù)領(lǐng)先的氫能企業(yè),自主研發(fā)的高效、高機(jī)動(dòng)性且低成本的AEM儲(chǔ)能解決方案躍然市場(chǎng)!

穩(wěn)石氫能深耕AEM電解技術(shù)-兼具效能與成本優(yōu)勢(shì)

AEM電解水技術(shù)在氫儲(chǔ)能應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)顯著。AEM非常適合與輸出電能變化的可再生能源相結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)制備氫氣。其應(yīng)用場(chǎng)景主要有屋頂光伏發(fā)電制氫,加氫站站內(nèi)制加氫一體化,大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)棄風(fēng)限電長(zhǎng)時(shí)間尺度儲(chǔ)氫,與可再生能源結(jié)合實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)削峰填谷,與火電廠結(jié)合實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)制氫儲(chǔ)能,用戶側(cè)(如半導(dǎo)體行業(yè))高純氫現(xiàn)場(chǎng)制造等。

穩(wěn)石氫能致力于為全球能源危機(jī)創(chuàng)造革命性解決方案,以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。自主研發(fā)的新型零排放電解槽解決了兩個(gè)基本挑戰(zhàn) - 提高效率和降低成本。電解槽采用其旗下國(guó)際頂尖陰離子交換膜(AEM)專利研發(fā)公司的產(chǎn)品,使水和可再生能源以高效、經(jīng)濟(jì)的方式大規(guī)模生產(chǎn)“綠色”氫氣。

AEM極大增加制氫效率,靈活覆蓋全場(chǎng)景

穩(wěn)石氫能在膜的研發(fā)方面具有國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),通過采用更長(zhǎng)的有機(jī)高分子鏈,AEM膜拉伸量更大、抗壓強(qiáng)度更高、堿性環(huán)境穩(wěn)定性更好,使陰離子膜在純微軟雅黑">?系統(tǒng)下提升傳導(dǎo)性和耐久性,以期達(dá)到電流密度 >1A/cm2(微軟雅黑">?作電壓1.8V)和衰減速率<15mV/1000微軟雅黑">?時(shí)。電解水系統(tǒng)生產(chǎn)1標(biāo)方氫氣耗電更低,能耗僅為4.8kWh。

穩(wěn)石氫能電解槽設(shè)備采用的離聚物膜,提供卓越的化學(xué)穩(wěn)定性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)高離子導(dǎo)電性和機(jī)械堅(jiān)固性。例如,當(dāng)在陽極處用純水送入電解槽時(shí),陰離子膜在1.8 V時(shí)提供1020 mA/ cm2的電流密度,在200mA/ cm2下使用鎳基陽極催化劑和泡沫鎳多孔傳輸層,提供20000小時(shí)的超長(zhǎng)耐久性。

該技術(shù)能在高壓力下運(yùn)行直接產(chǎn)生3MPa的氫氣,能夠快速啟停和動(dòng)態(tài)響應(yīng),更好的適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電這些波動(dòng)性較大的可再生能源發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景,起到削峰和平抑電網(wǎng)波動(dòng)的作用。應(yīng)用數(shù)據(jù)表明,AEM電解水制氫設(shè)備目前已工作35000小時(shí)以上,設(shè)備仍處于正常工作狀態(tài)。

此外,穩(wěn)石自主研發(fā)的AEM電解水系統(tǒng)由多臺(tái)電解槽模塊構(gòu)建而成,與太陽能電池板同理,可堆疊多個(gè)模塊進(jìn)行生產(chǎn),滿足1~200Nm3/hr的氫氣生產(chǎn)規(guī)格,既可以應(yīng)用于分布式可再生能源小場(chǎng)景制氫儲(chǔ)能,熱電聯(lián)供,也可以應(yīng)用于大規(guī)模可再生能源制氫儲(chǔ)能市場(chǎng),以及化工精煉,冶金,玻璃制造等工業(yè)制氫領(lǐng)域。

AEM將是成本最低的氫儲(chǔ)能解決方案

在不考慮電價(jià)的因素下,“綠氫”在制造成本上居高不下的主要原因是電解水制氫系統(tǒng)的設(shè)備成本和運(yùn)營(yíng)成本。

電解槽作為可再生能源大規(guī)模制氫的關(guān)鍵裝備,在制氫系統(tǒng)總成本中的占比近50%。因此,以電解槽為代表的氫能設(shè)備,對(duì)于制氫成本的降低起著關(guān)鍵性的作用。

穩(wěn)石氫能的AEM電解槽催化劑中,避免了貴金屬的使用,電解槽制造過程旨在降低每個(gè)階段的成本,采用最先進(jìn)、成本更低的離聚物膜和鎳基催化劑制造,僅消耗水和可再生能源。采用可堆疊的高效設(shè)計(jì),使氫氣加壓生產(chǎn)更容易,更具成本效益。

穩(wěn)石氫能技術(shù)總監(jiān)曹炬表示:我們結(jié)合市場(chǎng)測(cè)算,AEM電解設(shè)備預(yù)計(jì)在三年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),當(dāng)待儲(chǔ)蓄電力(棄風(fēng)棄光)電價(jià)降至0.15元/kWh,AEM生產(chǎn)1Nm³氫氣的電力成本為0.72元,穩(wěn)石氫能的AEM電解設(shè)備運(yùn)行壽命已長(zhǎng)達(dá)70000小時(shí),結(jié)合其產(chǎn)氫使用電能量(4.8kWh/Nm³)可知,1Nm³氫氣的設(shè)備成本為0.2元。綜合清潔電力價(jià)格,AEM水電解制氫總成本(單位產(chǎn)氫基礎(chǔ)上的設(shè)備成本和運(yùn)營(yíng)成本)為10.3元/kg(0.92元/Nm³),未來3年,AEM的制氫成本將低于堿性槽和PEM,甚至低于灰氫生產(chǎn)成本(15元/kg),未來五年內(nèi),“可再生能源+AEM氫儲(chǔ)能”會(huì)拓展并占領(lǐng)存量市場(chǎng),萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)潛力待釋放。

AEM是氫儲(chǔ)能的最優(yōu)解

自1800年電解水在英國(guó)被發(fā)明以來,電解槽的發(fā)展已經(jīng)歷了兩個(gè)多世紀(jì),不同時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步(尤其是材料的突破)極大地影響了其發(fā)展進(jìn)程。

最早被發(fā)明的堿性液體電解質(zhì)電解槽難以快速啟停,不適合與風(fēng)力、光伏發(fā)電這種快速波動(dòng)特性的可再生能源相配合。
 

而目前最為市場(chǎng)熟知的質(zhì)子交換膜(PEM)技術(shù)在儲(chǔ)能應(yīng)用商業(yè)化的底層問題是,其核心的原材料質(zhì)子交換膜依賴進(jìn)口、催化劑使用貴金屬材料、雙極板采用不銹鋼鍍鈦或鈦板,故制備成本居高不下,短時(shí)間內(nèi)無法取得突破性改善。

新興的SOEC技術(shù)由于需要稀有金屬作為催化劑,且特殊的高溫工作環(huán)境要求,難以規(guī)?;瘧?yīng)用。

從材料、性能、效率和成本來看,陰離子交換膜(AEM)突破材料技術(shù)壁壘,無疑是電解水技術(shù)在儲(chǔ)能應(yīng)用中的優(yōu)化更迭,氫儲(chǔ)能的最優(yōu)解。

尖端科技發(fā)展靠的是技術(shù)不斷突破。未來兩年內(nèi),穩(wěn)石氫能將持續(xù)加大科研投入,在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)電解水設(shè)備量產(chǎn),給不被大眾確定的氫儲(chǔ)能市場(chǎng)帶來確定性。實(shí)現(xiàn)AEM氫儲(chǔ)能從示范項(xiàng)目到商業(yè)化的革命性轉(zhuǎn)變,穩(wěn)石的腳步從未停歇。


 
 
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