当前位置: 首页 > 新闻资讯  > 储能资讯 > 先进储能技术

关键的制氢技术

作者:刘克寒 来源:交能网 时间:2019-01-30 浏览:

有人将2018年定义为中国氢能发展的元年,在这一年,氢能一天比一天火热,从行业圈内默默的发展,渐渐走近大众的视野,被誉为21世纪最有前景的替代能源,各大企业也都扎堆进入氢能行业,氢能项目也火热得千金难求。如果不了解点氢能以及相关技术的知识,可能已经跟不上整个能源行业的发展,交能网借鉴各类文献,结合自身在德国亚琛工大的专业研究,希望从各个环节分别介绍氢能及其相关技术、应用及其发展现状,希望读者对氢能产业有个初步的了解。

蒸汽甲烷重整制氢(SMR)

基于甲烷和水蒸气在高温下以及在催化剂条件下的反应,目前全世界大概48%的氢气是使用的蒸汽甲烷重整工艺(SMR)用天然气生产出来的。由于这一技术碳排放量很高,因此SMR正在积极的使用碳捕获及碳存储(CCS)技术来减少在生产氢气过程中的碳排放量。在未来,CCS技术可以帮助SMR减少80%的碳排放。

使用SMR技术时,氢气大规模生产的成本主要取决于天然气的价格。目前美国天然气的价格大约是每公斤0.9美元,欧洲时2.2美元每公斤,日本则是3.2美元每公斤。重整设备规模有大有小,特别小规模的重整设备,例如每小时5kg左右氢产量的设备,制氢成本非常高,远远高于同一产量的电解槽设备。(图一)

图一,目前不同制氢技术发展对比

当然,重整工艺不仅限于使用天然气,所有富含氢的气体都可以通过相应的重整工艺来生产氢气。通过气化,氢气也可以通过其他化石资源(例如煤炭)以及生物质或者有机废料来制得。

电解

电解时通过施加直流电将水分解成氢和氧的过程,将电能转化成了化学能。截至2014年,全球大约安装了8GW电解能力的电解氢设备(Decourt et al.)。

所有的电解设备都由电解槽堆组成,包括多达100个的电池和其他辅助设备(BOP)。电解槽可以使用相同的BOP基础设施进行并联安装,这使得它可以实现高度的模块化。

对于仅使用电功率(并且没有外部热量)作为输入能量的电解器,制氢效率随电池电压的升高而降低,而制氢速率随电池电压的升高而增加。因此,在给定的电池几何形状下,工厂必须折衷处理电解槽效率和制氢速率之间的关系。

不同类型的电解器的区别在于它们不同的电解质和电荷载体,可以分为如下几类:

1)碱性电解槽;

2)氢能质子交换膜(PEM)电解槽;

3)固体氧化物(SO)电解槽。

碱性电解槽是目前最成熟的技术,投资成本明显低于其他电解槽类型,但PEM和SO电解器在未来具有更高的成本降低的潜力,并且在SO电解槽的情况下,效率将会显著提高(图二)。 PEM电解槽特别有意义,因为它们具有最高的电流密度和操作范围,是降低投资成本和提高操作灵活性所必需的先决条件。截至今日,电池寿命是PEM和SO电解槽技术的最大限制因素。

电解氢的成本在很大程度上取决于电力成本以及电解槽的投资成本。为了最大限度的降低电力成本,很多电解氢的设备选择接入价格低廉的可再生能源电力,如光伏和风电,但是这些可再生能源发电不稳定,导致电解氢设备的使用率低下,从而又影响了自身的盈利能力。因此,在这些方面如何做折衷的考虑也是十分重要的。

图二,不同电解槽适用范围及发展潜力示图

关键字:制氢技术

储能电站网版权声明:凡注明来源为“中国储能电站网:xxx(署名)”,除与中国储能电站网签署内容授权协议的网站外,其他任何网站或者单位未经允许禁止转载、使用,违者必究。如需使用,请与010-65001167联系;凡本网注明“来源:xxx(非中国储能电站网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不意味着中国储能电站网赞同其观点或证实其描述,文章内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何问题与本网无关,想了解更多内容,请登录网站:http://www.cessn.com.cn

相关资讯

  • 大规模储能技术或将是助力能源转型关键

    中国储能电站网讯:抽水蓄能、液化空气储能、势能技术的最新发展证明广泛使用的廉价储能技术具有长远的发展前景。储能技术支持者表示,如果实现这一点,其部署可能会成为推动太阳能、风能和其他可再生能源产能增长的催化剂,使其应用达到新高度。采用水泵抽取低处的水储存在高…

    2019/4/18 17:55:45
  • 2019上海车展:比克电池谈破局之道

    在电池产能过剩、补贴退坡、严控成本等重压之下的电池企业,该如何应对当下局面呢?在4月17日的上海车展上,深圳市比克动力电池有限公司副总裁李凤梅在展会现场接受了汽车之家等媒体采访,就当下处于洗牌期的动力电池行业面临的压力与挑战提出了比克的破局之法。比克2019年一季…

    2019/4/18 17:52:10
  • 哈曼国际与北汽新能源达成战略合作

    日前,哈曼国际与北京新能源汽车股份有限公司达成战略伙伴关系,为其提供可扩展智能座舱解决方案。哈曼智能座舱解决方案不但将助力北汽新能源智能化发展,而且凭借这一伙伴关系,哈曼也将为新能源汽车市场打造更多技术和产品。哈曼国际为三星电子旗下全资子公司,专注为汽车市…

    2019/4/18 17:51:15
  • 中国能建江苏院中标3项配电网规划项目

    4月15日,中国能建规划设计集团江苏院确认中标江苏盐城3项配电网规划项目,包括2019年盐城市亭湖区、盐都区配电网“单元制”规划滚动修编以及盐城市2019年度配电网滚动规划等。江苏院长期深耕盐城地区配网网信市场,近年来先后参与了盐城市2018-2025年配电网滚动规划以及盐城市…

    2019/4/18 17:50:24
  • 中国能建中南院中标湖北黄家堤50兆瓦风电场勘测设计项目

    4月12日,中国能建规划设计集团中南院接到通知,中标湖北监利黄家堤风电场勘测设计项目。该项目位于湖北荆州市监利县,建设规模为50兆瓦,安装20台单机容量2.5兆瓦的风电机组,设计年上网电量10919.6万千瓦时。项目投产后,能加快湖北省风能资源开发利用,优化能源结构。

    2019/4/18 17:49:34

共有条评论 网友评论

验证码: 看不清楚?