綠色氫深度脫碳的能量本質(zhì)促進了變革 氫作為能源載體將在全球能源轉(zhuǎn)型中補充電能。水電解制氫被認為是未來制氫的發(fā)展方向。特別是，利用可再生能源進行水電解制氫有可能將大量可再生能源轉(zhuǎn)移到難以深度脫碳的行業(yè)，并已成為所有國家的方向和重點。 中國目前是世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，現(xiàn)有工業(yè)氫氣生產(chǎn)能力約為2500萬噸/年，其中最大的比例是約1000萬噸/年的煤制氫能力，其次是約800萬噸/年的工業(yè)副產(chǎn)品。化石能源改革產(chǎn)生的制氫技術成熟、規(guī)模大、成本低，但二氧化碳排放量大。然而，近年來國際氫能發(fā)展的好轉(zhuǎn)與利用氫能減少二氧化碳排放和進一步發(fā)展可再生能源的愿景密切相關。顯然，化石燃料制氫無法達到預期目標。 電解水制氫是生產(chǎn)綠色氫氣的重要方法。電解水制氫的增加也導致電解電池市場快速增長。中國氫能工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，上半年，中國氫氣產(chǎn)量同比增長25%，新能源制氫占比同比增長30%。 隨著國內(nèi)上游制氫產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟，越來越多的公司選擇通過水電解生產(chǎn)綠色氫氣。在綠氫成為“主流”發(fā)展方向的同時，電解質(zhì)電池市場也迎來了“春天”。 一種逐漸熱的水電解制氫方法 電解水制氫意味著在向充滿電解質(zhì)的電解質(zhì)電池施加直流電后，水分子可以通過電極上的電化學反應分解為氫和氧，整個過程可以實現(xiàn)零排放。 在整個制造過程中，主要的設備載體是電解質(zhì)電池。通常，電解池的結(jié)構由三部分組成，即池體、陽極和陰極。當直流電流流過電解槽時，陽極和溶液之間的界面發(fā)生氧化反應，陰極和溶液之間界面發(fā)生還原反應。 電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的核心部分。電解水制氫系統(tǒng)由電解槽和輔助系統(tǒng)組成。電解槽是電解反應的主要場所，輔助系統(tǒng)包括電力轉(zhuǎn)換、水循環(huán)、氣體分離、氣體凈化等模塊。就成本構成而言，電解質(zhì)電池約占制氫系統(tǒng)總成本的40.50%。此外，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和氫氣收集系統(tǒng)在總成本中所占比例很高。 目前，我國電解制氫廠主要用于光伏和風力發(fā)電，可再生能源制氫是主要研究方向。其中，堿性水電解制氫投資成本低，已完全實現(xiàn)工業(yè)化，是大規(guī)模綠色制氫的最佳選擇，也是最成熟的技術和商業(yè)類型。