綠色氫深度脫碳的能量本質(zhì)促進(jìn)了變革 氫作為能源載體將在全球能源轉(zhuǎn)型中補(bǔ)充電能。水電解制氫被認(rèn)為是未來制氫的發(fā)展方向。特別是，利用可再生能源進(jìn)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(guó)家的方向和重點(diǎn)。 中國(guó)目前是世界上最大的氫氣生產(chǎn)國(guó)，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?；茉锤母锂a(chǎn)生的制氫技術(shù)成熟、規(guī)模大、成本低，但二氧化碳排放量大。然而，近年來國(guó)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(jìn)一步發(fā)展可再生能源的愿景密切相關(guān)。顯然，化石燃料制氫無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 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(dǎo)致電解電池市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。中國(guó)氫能工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，上半年，中國(guó)氫氣產(chǎn)量同比增長(zhǎng)25%，新能源制氫占比同比增長(zhǎng)30%。 隨著國(guó)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(shí)，電解質(zhì)電池市場(chǎng)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(xué)反應(yīng)分解為氫和氧，整個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)零排放。 在整個(gè)制造過程中，主要的設(shè)備載體是電解質(zhì)電池。通常，電解池的結(jié)構(gòu)由三部分組成，即池體、陽極和陰極。當(dāng)直流電流流過電解槽時(shí)，陽極和溶液之間的界面發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極和溶液之間界面發(fā)生還原反應(yīng)。 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(yīng)的主要場(chǎng)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(gòu)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(guó)電解制氫廠主要用于光伏和風(fēng)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(shí)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(shù)和商業(yè)類型。