全球面臨的氣候變化、環境污染和資源供應緊缺等問題正逐步凸顯,碳中和已成爲一個世界範圍的重要議題。氫能作爲一種高能效、清潔的能源,也随之進入大衆視野,逐漸替代石油、煤炭等化石燃料,将會改變全球能源結構,成爲關鍵的組成部分。而如何獲取更加便捷、成本可控的氫氣也成爲各國研究機構以及科技企業重點探索的課題。電解水制氫技術也逐步進入大衆視野,多個技術路線齊頭并進,越來越多有技術能力的科研人員、企業進入此賽道,行業有望爆發。
近期,氫能展會也異常火爆,其中值得關注的北京國際氫能技術裝備展覽會(HEIE)展會将于 3 月 25-27 日舉辦,該展會同期舉辦三場行業峰會、論壇,邀請業内政策指定者、行業專家、企業代表現場發言,分享行業熱點話題,話題覆蓋氫的制儲運及應用領域的技術發展趨勢、我國氫能産業的發展現狀和機遇、前沿技術成果展示等多個領域。拟邀氫能領域的院士、專家、學者,産業界、投資界知名企業家都将參會,共商氫能技術創新、産業高質量發展大事,共議全國氫能産業領域最新發展态勢。同時此次展會也會重點展出一些創新技術和創新産品,開展思維碰撞、話題研讨、前沿技術分享。
據悉,有一位新玩家進入此賽道并推出創新型電解水制氫産品—— SOEC-CH4 電解水耦合天然氣制氫電堆。
SOEC-CH4 産品是基于 "SOEC 電解水耦合天然氣制氫技術 " 研發的制氫模塊,是電堆科技公司在高溫固體氧化物 SOEC 電解水制氫基礎上進行的創新性技術,在電解水的過程中加入甲烷,起到輔助活化作用,提升反應活性,電解生産氫氣及可直接捕獲的高純度二氧化碳。該産品每個模塊由若幹個電堆配合 BOP(Balance of Plant,周邊輔助系統)共同組成,可根據使用場景和用氫需求定制單位模塊的功率以及模塊數量,再将所有模塊堆疊起來,形成制氫裝置。産品的輸入是水 ( 液态或氣态 ) 、CH4 和電能,輸出是高純度 H2(4N 标準)和易捕集的高濃度 CO2。該産品制氫成本低、反應效率高、原料易獲得、産品易捕集;同時,由于模塊化,還具有移動運輸方便、可定制化程度高、管理成本低、對環境影響小的特點——極大降低了在城市内 / 城市周邊建設制氫工廠的難度和成本。
電堆的反應過程如下圖所示:
單個電堆參數如下表所示,整體産氫速率爲 1.5Nm3/h,電解電耗 11.2kWh/kg,電堆的效率≥ 95%。
表 1. SOEC-CH4 單電堆參數指标說明
圖 3:BOP 和電堆共同組成 SOEC-CH4 制氫系統,目前開發的單電堆系統示意如下:
該單電堆系統的各項參數均達到國内外頂尖标準。
圖 4:再将該系統置入搭配可視化操作界面的箱體,即爲一個完整産品,SOEC-CH4 制氫設備外形示意圖如下:
客戶可根據實際場景與需求,定制不同規模的 SOEC-CH4 模塊以及模塊數量,搭建制氫工廠。
在不久的将來,SOEC-CH4 産品不僅能以單台小型制氫設備的形态出現,還将促進撬裝制氫站的發展,甚至取代一部分現有的熱化學制氫工廠,推動制氫技術向更高效、更環保、更安全、更經濟的電化學制氫工廠發展。
此産品也将于 3 月 26 日 -3 月 28 日參加 2024 中國國際氫能及燃料電池産業展覽會。