当前位置: 新能源网 » 新能源人物 » 节能环保人物 » 正文

田江南:PEM(质子交换膜)更适合风光耦合制氢

日期:2021-05-11    来源:世纪新能源网  作者:张松

国际新能源网

2021
05/11
09:07
文章二维码

手机扫码看新闻

关键词: 田江南 质子交换膜 风光耦合制氢

4月19日,中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司高级工程师田江南,以《风光耦合制氢项目设计挑战与解决方案》为主题进行了演讲。

田江南讲到,随着碳达峰、碳中和目标的确定,氢能上升到一个新的高度。因此,氢与风光耦合自然而然成为一个新的课题。现今,包括央企在内的很多企业都在进行新能源制氢的尝试,据不完全统计,正在进行和完成的制氢项目超50个。

对于氢成为热点的原因,田江南分析与氢的特点相关。氢,完全脱碳,在燃烧的过程中没有碳排放,同时其相较于石油、天然气等燃料,拥有最高的热值。

之所以选择电解水制氢,田江南分析是因为水作为可再生资源,在地球上丰富存在,并且氢在燃烧后生成水,水通过蒸发、降水形成了可循环的方式。作为电解水重要组成部分——电,其可以通过风、光等可再生能源实现。

田江南全面对比了电解碱水制氢、质子交换膜(PEM)制氢、SOEC制氢。

碱水制氢具备简单、技术成熟、可靠性高、能在常温常压下运行等优点,缺点则是制氢效率低、能耗大、存在渗碱环境污染问题。同时,占地大、响应慢 ,其电解效率为62-82%。

PEM制氢优点则是生命周期长、稳定性好、槽腐蚀性小、电解效率高、系统简化、装置结构紧凑、产氢纯度高 ,缺点则是成本高、价格昂贵、膜电极组件上的电催化剂易被金属离子毒化。电解效率为70-85%。

SOEC制氢优点是电解效率高,可达90%以上,缺点则是工作温度要求高(600~1000℃),关键材料在高温下易老化。

田江南从设备价格、设备寿命、功率波动范围、启动速度等方面对国产碱性电解槽制氢设备与进口PEM质子膜制氢设备进行了对比。

价格方面,国产碱性电解槽制氢约1万元人民币/Nm ,进口PEM质子膜制氢设备约1万美元(欧元)/Nm?,国产设备在此方面具有明显优势。

设备寿命方面,进口设备具有运行维护周期长的优势。数据显示:PEM电解槽设计寿命30年,大修周期10年,不需要更换电解槽。国产碱性电解槽电解槽寿命为10年,需更换电解槽,大修周期3-5年。

功率波动范围方面,进口PEM设备出力大小调节范围更大,为5-115%可调,现今已有企业将此范围扩大到0-160%,国产碱性电解槽制氢设备功率波动范围则为20-110%可调 。进口PEM设备更加有利于不稳定电源供电情况下制氢。

启动速度方面,进口PEM设备优势明显。其冷态启动20min,热启动20s ,亦有毫秒级的说法。国产碱性电解槽制氢设备冷态启动2-3h,热启动15 min。

正是如此,田江南认为,PEM相对而言更适合和新能源制氢一起耦合,特别是在离网状态。

在运行模式方面,田江南介绍主要有并网不上网、离网、离网+储能、发电上网余电制氢等。具体方式的选择,主要取决于业主要求和地方政策。由于电解槽需要稳定电流,从电解槽友好、安全的角度来出发,田江南更希望采用并网不上网、离网+储能的运行模式。


返回 国际新能源网 首页

新能源资讯一手掌握,关注 风电头条 储能头条 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发新闻

风电头条

储能头条

0条 [查看全部]   相关评论

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能电池网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网