說明:本內(nèi)容多數(shù)編譯自德勤的一份報告,里面有加入自己的一些認知!
開篇前先羅列本文里面的一組關于歐洲電解槽需求的數(shù)據(jù)吧,僅供參考:
2024年前:大約裝機4GW左右。
2030年前:大約裝機40GW以上。
2050裝機:80~120GW
一、電解工藝的選擇取決于技術成熟度、規(guī)模、H2純度、工藝靈活性和經(jīng)濟性等。
電解水的方式介紹:
AE(堿性電解)是古老和成熟的技術,已經(jīng)在工業(yè)規(guī)模項目(高達150MW)中實施,特別是在氯堿工業(yè)中(用鹽水代替淡水)。
PEM(質(zhì)子交換膜)由于其高于平的BOP緊湊性和土地占用小,在見證其快速發(fā)展,正在走向成熟。
此外,它具有良好的靈活性和H2純度參數(shù)。
SOEC(固體氧化物電解)是一項仍處于示范階段的技術,但只要它與高品熱源(例如,理論上是核電廠或工業(yè)熱)和穩(wěn)定的電源相結合,就有很高的能源效率潛力。
電解工藝的選擇應與電源和目標H2利用率相結合。除了成熟度和當前規(guī)模外,電解工藝的主要參數(shù)還包括H2純度、工藝靈活性和經(jīng)濟性(電效率和OPEX / CAPEX水平):
資料來源:IEA、IRENA、ICCT、坦佩雷大學、DOE氫與燃料電池計劃、儲存和使用計劃;Flex CHX計劃,海上風能產(chǎn)業(yè)委員會,燃料電池能源,倫敦帝國理工學院,氫能委員會,NREL,德勤分析。
3.1除了電力成本之外——可變成本主要取決于電力效率。由于熱提供了能量,SOEC預計在電力消耗方面比AE和PEM顯著更好(到2030年,SOEC將達到37- 43 kWh / kg H2 ,根據(jù)專家的意見,可行的熱力學極限已經(jīng)可以在電堆水平實現(xiàn),改進重點是將其過渡到系統(tǒng)水平)。到2030年達到49-53 kWh / kg H2)。到2030年,電力消耗改善的主要驅(qū)動力將是更薄的膜(用于PEM)、略高的工作溫度和更高效的輔助系統(tǒng)(例如氫氣凈化效率)。
3.2電解槽利用率也是電解槽經(jīng)濟性的關鍵驅(qū)動因素。的確,UF低于30%,資本支出和固定成本吸收則不足。另一方面,運行在90%以上UF水平可能需要高邊際成本供電(即優(yōu)序效應),阻礙了電解槽的競爭力。
以下:以在網(wǎng)連接的堿性(AE)工藝實例來說明電解槽成本(LCOH)受三個主要參數(shù)的影響:資本支出、電力成本和利用系數(shù)。$ / kg H2。

資料來源:IEA、IRENA、ICCT、坦佩雷大學、DOE氫與燃料電池計劃、儲存和使用計劃;Flex CHX計劃,海上風能產(chǎn)業(yè)委員會,燃料電池能源,倫敦帝國理工學院,氫能委員會,NREL,德勤分析
3.3在持續(xù)的研發(fā)計劃和規(guī)?;耐苿酉拢A計到2030年,資本支出(CAPEX)水平將大幅下降,降至400 - 600€/kW范圍。
到2030年,在技術進步和規(guī)模經(jīng)濟的推動下,所有流程的資本支出都應大幅下降,如下圖所示:
圖3:電解工藝資本支出趨勢
1)過程強化
到2030年,由于電力消耗和資本支出降低,以及堆疊壽命延長,電解過程的成本預計將下降,如下圖:

最后,運維成本與資本支出水平直接相關。到2030年,AE和PEM流程的運維成本預計將占資本支出的2 - 4%,也主要取決于項目規(guī)模,而SOEC的運維成本則在5%以上。
文章來源:氫眼所見 作者:馬震
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