【摘 要】
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电解水制氢因工艺简单、氢气纯度高等优点成为了科研及产业领域的热点问题.本文分析研究了高温固体氧化物电解池(SOEC)制氢过程的能量利用效率,并与碱性电解和质子交换膜(PEM)电解进行对比,进而以1000 Nm3/h电解水制氢装置为例,分析了当前高温SOEC电解制氢的成本,研究了电价与固定投资对成本的影响,并预测了其未来应用的经济性.结果表明:在高温SOEC电解所需能耗与水蒸气等预热均采用电能的条件下,其电解效率高于碱性和PEM电解.考虑利用火电厂电力和高温蒸汽进行电解水制氢整个过程,碱性电解能量利用效率仅
【机 构】
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国家能源集团新能源技术研究院有限公司,北京102209;发电系统功能材料北京市重点实验室,北京102209
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电解水制氢因工艺简单、氢气纯度高等优点成为了科研及产业领域的热点问题.本文分析研究了高温固体氧化物电解池(SOEC)制氢过程的能量利用效率,并与碱性电解和质子交换膜(PEM)电解进行对比,进而以1000 Nm3/h电解水制氢装置为例,分析了当前高温SOEC电解制氢的成本,研究了电价与固定投资对成本的影响,并预测了其未来应用的经济性.结果表明:在高温SOEC电解所需能耗与水蒸气等预热均采用电能的条件下,其电解效率高于碱性和PEM电解.考虑利用火电厂电力和高温蒸汽进行电解水制氢整个过程,碱性电解能量利用效率仅为21.42％～26.04％,PEM电解为31.08％～33.18％,高温SOEC电解在三种工作模式下分别为38.22％、42.79％和48.98％,能量利用效率大幅提升.对于碱性电解和PEM电解,制氢总成本取决于电耗;对于高温SOEC电解,制氢总成本由电费和固定投资共同决定,降低固定投资是未来降低总成本的主要方向之一.从长期来说,碱性电解和PEM电解制氢成本将有望降至2.23元/Nm3和1.78元/Nm3.高温SOEC制氢成本可降至1.58元/Nm3,有望成为市场主流技术之一.
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