pem电解水制氢技术对比

现在的市场上,电解水制氢的技术大概分四种,分别是碱性电解水(AWE)、质子交换膜电解水(PEM)、阴离子交换膜电解水(AEM)和固体氧化物电解水(SOE)。不过AEM和SOE还在实验室做实验,没有商业案例,所以这次比拼主要是AWE和PEM之间的竞争。最近国内PEM设备的关注度很高,大家可能觉得这技术已经很成熟了,但其实还需要仔细分辨一下。下面我们用五个方面来给这两种技术做个比较。 AWE的价格比较亲民,PEM则比较昂贵。AWE电解水制氢机的市场报价一般在200到300万元每兆瓦之间,材料也比较普遍,结构简单,价格容易被市场控制。而PEM电解水制氢机进口设备普遍要1500万元每兆瓦,国产单机也要1000万元。单台成本是AWE的4倍以上。 这个差距主要是因为膜和催化剂的不同造成的,Nafion膜和铂系金属成本很高。 在技术成熟度方面,AWE比PEM更稳定一些。碱性槽经过多年发展,已经非常成熟了。比如石棉隔膜被淘汰后,无机/有机复合膜接了上来,电流密度不断提升,连续稳定运行超过30年的案例也很多。PEM电解槽则是近五年才有所突破,降低了贵金属用量,但单台200 Nm³/h规模的商用案例还不多见。 关于产能和压力方面,AWE有明显优势。商用AWE单槽普遍能生产6到8 Nm³/h的氢气量,并联起来可以堆到一百方级别的产量。PEM单槽只能产生2 Nm³/h左右的氢气量,要达到同样规模就得拼积木一样拼接起来。 另外还有压力上的差别:AWE最高可以达到3 MPa压力;PEM受膜电极结构限制,只能做到0.3到0.5 MPa压力。 寿命也是一个关键因素:AWE可以使用8到15年之久;PEM则要短很多,在实际工程案例中能坚持2年就已经很厉害了。 水质要求方面也有不同:PEM对水质要求非常严格需要达到娃哈哈级别纯水指标;而AWE只需要普通水质就可以运行。 电耗方面两者差距不大:理论电耗都在4.5到6.5 kWh每标方之间徘徊;实际差距主要体现在电流密度和体积上。 所以总体来看要想改变目前的市场格局,PEM还得解决降本、增寿、大功率这几个问题才能撼动AWE的地位。否则在现在的绿氢拍卖价还高于煤电的时候,“碱性槽为王”的局面还会持续下去。