8月24日,由氢能100人论坛、新能智库主办的第三届中国绿氢与应用发展论坛在内蒙古鄂尔多斯正式召开。
康明斯恩泽(广东)氢能源科技有限公司(以下简称:康明斯)高级经理贾悦涛发表《PEM电解水制氢技术路径与未来发展趋势》主题演讲。
贾悦涛强调,氢能将在中国的能源革命与碳中和进程中担任重要角色,目前中国碳排放量占全球碳排放总量的1/3,且碳中和的时间表较欧美更加激进。相较于其他国家,中国碳减排压力更大,在碳中和场景下,中国能源结构由高碳走向低碳,再由低碳走向零碳,最终实现电力碳中和,氢能迈向平价。
氢是零碳情景下的连续性能源载体与媒介,是构建“多能互补”能源供应体系的重要载体,是实现能源转型升级的重要助力。
当前有四种电解水制氢的技术路线,其中PEM电解水制氢技术特点明显。贾悦涛总结:PEM电解水制氢技术安全性高,应对波动性好,与可再生能源耦合能力强;能耗低,运维便捷,全生命周期制氢运营成本优势明显;电解槽占地小, 利于大型化设计与降本。
当前PEM电解槽降本空间很大,以中短期的目标成本来看可降本50%,降本路径包括:CCM技术创新,获得更薄的膜和更低的催化剂担载量、创新涂层技术、创新金属冲压双极板材料等。
未来,PEM电解水制氢技术以提高效率以及电流密度、降低电堆以及BOS成本为目标,优化双极板、表面图层、阳极扩散层等,提高电堆运行温度等。同时面向规模化制氢需要的大面积长寿命电堆设计与开发,扩大电堆活化面积,提高性价比,并解决大电流带来的电气安全、散热以及材料/结构的适应性,以及大面积带来的密封、制造等难题。另外还要面向不同可再生能源出力特点的氢-电耦合系统,根据可再生能源发电特点(间歇与波动)的制氢速率智能调节系统 (如光伏MPPT算法与制氢速率控制相结合)、利用制氢设备作为可调负载,参与电网的负荷转移控制(如谷电制氢)。
贾悦涛介绍,康明斯恩泽是是由康明斯与中国石化恩泽基金共同出资设立的合资公司,是康明斯在中国地区首个PEM电解水设备研发及制造基地,生产HyLYZER系列PEM电解水制氢设备,目前已经量产成熟的产品有HyLYZER®-200/500、HyLYZER®-1000。
康明斯HyLYZER®-500系列应用于比利时安特卫普港,是全球首个多用途现场制氢加氢站。康明斯HyLYZER®-1000系列应用于加拿大贝坎库尔20MW项目,模块化设计,全球在运营的最大PEM制氢项目。
在国内,康明斯HyLYZER®-500系列应用于三峡乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目,中石化兆瓦级可再生电力电解水制氢示范项目。
目前正在研发的产品为HyLYZER®-X000,基于合资公司创建国内研发、制造及供应链能力,预计将于2024年自主设计完全适应国内市场需求的新产品。
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