可生能源制氢当前主流技术是采用电解水制氢,即将弃风、弃光能源所发电力接入电解制氢,并通过储氢罐等设备存储为后续氢燃料电池发电做备用。
其中,电解槽根据电解质的不同主要可以分为电解槽、质子交换膜电解槽、固体氧化物电解槽3种,3种电解制氢技术各指标对。
电解槽技术相对比较成熟,可以应用于大规模制氢,成本低,可以快速启动及适应变载,快速调节制氢速率,与可生能源发电适配性较好。
质子交换膜电解槽负荷范围宽,运行更加灵活,更适用于平抑可生能源并网的波动性,且冷启动时间相较于碱性电解水制氢技术快一倍以上,适用于交通、航空等需要快速启动的领域,但当前技术还未实现大的突破,难以实现大规模商业化制氢。
固体氧化物电解制氢技术应用相较前者少的多,距离规模化制氢应用尚需相关材料和催化剂技术进一步攻关,但其能耗低、能量转换效率高的优点将使其在未来成为主流可生能源规模化制氢技术,因此我国应提前布局新兴电解槽技术,攻关固体氧化物电解制氢技术难点。
在我国氢能市场中,碱性电解水制氢技术占据着主导地位,被更加广泛地应用于各大型电解水制氢项目中。
近年来,因质子交换膜电解槽运行更加灵活且负载范围宽的特性,国内新建项目逐步转为采用质子交换膜技术耦合可生能源发电进行规模化制氢,因此,开发新型电解槽技术,进一步提高电解水制氢效率和稳定性。
电解水制氢工艺近年来发展迅猛,不断突破技术瓶颈,并有大批规模化电解制氢项目落地,为可生能源电解制氢技术提供了实践支撑,目前国内可生能源电解制氢以碱性电解水制氢技术为主,国外碱性膜电解制氢技术应用实例较多。
目前,我国电解水装置的安装总量在 1500-2000套左右,电解水制氢年产量约9亿m³,碱性电解水技术占主导地位。