2024上半年PEM制氢市场发展迅猛,动氢新能产品优势明显

随着绿氢产业的崛起,有着运行电流密度高、能耗低、产氢压力高、易于与可再生能源消纳相结合的PEM电解水制氢路线被市场看好。2024年上半年,国内PEM制氢在绿氢浪潮下,凭借自身性能优势现已进入提速发展新阶段,不管是技术指标还是产氢规模,伴随下游需求显著增长,都已在呈现新的特点。


随着绿氢产业的崛起,有着运行电流密度高、能耗低、产氢压力高、易于与可再生能源消纳相结合的PEM电解水制氢路线被市场看好。2024年上半年,国内PEM制氢在绿氢浪潮下,凭借自身性能优势现已进入提速发展新阶段,不管是技术指标还是产氢规模,伴随下游需求显著增长,都已在呈现新的特点。

2024年上半年,这种势头表现尤为显著,PEM电解槽项目投运、新品研发、核心材料、生产设备及测试设备等方面都取得了较大进展,正在制氢设备领域开拓出一片新天地。

PEM电解槽商用化程度越来越高

大型绿氢项目的增加带动电解水制氢设备市场规模迅速扩大。从上半年绿氢项目的技术路线来看,碱性电解槽依然是绝对的主流,少数采用PEM电解槽。尽管PEM制氢相关项目从规模到数量都要比碱性制氢项目少的多,但是业界认为,PEM制氢作为一个刚刚开启商业化的技术路线,当前更重要的是积累实际运行的数据和运行案例。

2024年4月6日,华电科工承建的华电德令哈PEM电解水制氢示范工程宣布完成72小时连续试运,标志着国内首台套单堆MW级PEM电解水制氢装置实现商运,并且在试运行期间,整套装置运行稳定,各项运行指标达到“精品机组”优良标准,具有重大科技与产业示范意义。

3月,亿华通宣布其首个具有自主知识产权的PEM电解水制氢设备在新疆伊宁完成安装调试,成功产出氢气。这是亿华通首套商业化示范的PEM电解水制氢设备,标志着亿华通已打通关键材料、核心零部件、系统集成、系统控制等整套流程,为PEM电解水制氢和绿氢大规模示范应用奠定了基础。

因PEM电解槽具有结构紧凑、随制随加、节能高效的特点,更适用于可灵活布置的制氢加氢一体站的需求。5月6日,国富氢能的100Nm³/h PEM电解水制氢装备成功发货新疆乌鲁木齐,用于制氢加氢一体站,将为当地的10台燃料电池物流车提供加氢服务;3月18日,石油化工研究院开发的中国石油首套50标方/小时质子交换膜(PEM)电解水制氢示范站完成调试运行。

可再生能源发电制氢寻求功率稳定和波动较小的技术路径。碱性电解水设备单位造价低但开机速度慢,PEM电解水设备单位造价高但响应速度快,业界普遍认为,考虑到经济性、适应性,未来应用方向应以碱性设备结合PEM设备为主。

5月29日,中国氢氨谷宁夏太阳山绿氢制储输用一体化项目(一期年产1.65万吨绿氢项目)开工。该项目一期主要建设年产1.65万吨电解水制氢装置,其中碱性电解水制氢及纯化系统57套,PEM电解水制氢及纯化系统22套。

PEM制氢设备提质降本“进行时

绿色甲醇的成本主要取决于原料成本。相比于碱性电解槽领域动辄出现千标方及以上的产品,PEM电解槽在单槽制氢能力上还存在较大的差距,如何有效提升产氢能力和加快降本,是困扰所有PEM电解槽企业的难题。今年以来,多家企业争相发布PEM电解槽大标方新品,加速推进验证步伐。

5月下旬,新工绿氢推出的“天制一号”PEM电解槽,从10-500方不等,产品具有产氢纯度高,制氢成本低,对环境没有任何污染等优点;5月上旬,兴燃科技200 Nm³/h PEM电解槽下线,通过技术降本以及规模降本,设备制造成本可低于行业30%。

3月26日,上海氢锐发布了系列高效PEM电解槽,已经实现了从5标方到250标方的批量制造,单槽最大产氢量可达250 Nm³/h;几乎同一时间,氢沄新能源创新推出了QYS-8 PEM电解槽,该产品电解槽能耗降低至4.2 kW·h/ Nm³,优于行业标准。

2月份,清能股份和阳光氢能均发布了大标方PEM电解槽。清能股份1MW的PEM电解槽凭借3.6-4.3kWh/ Nm³H2优秀能耗表现、0.223m3高度紧凑的体积业内备受关注;阳光氢能300 Nm³/h PEM电解槽工作压力高达3.5MPa;独创的一体化结构与多功能流场设计,使额定直流电耗低于4.15kwh/Nm³ H2,设备负荷调节范围达5%-110%,负荷调节速率10%/s,在对动态性能调节要求更高的场景下,具有显著优势。

今年初,亿华通发布了自主研发的首套PEM电解水制氢设备;康明斯Accelera全球首台针对中国市场的本地化HyLYZER®-1000产品也正式下线。该产品为单台5MW的模块化产品,制氢能力1000标方/小时,这样的产品设计非常适用于便捷的现场室内安装需求,通过简单的模块互联即可实现增容。

据GGII调研数据,当前PEM制氢电解槽核心材料国产化率不足50%,且进口材料是国产材料的数倍,核心材料实现国产化替代后将有效降低PEM电解槽制备成本。

6月,莒纳科技推出量产型PEM制氢膜电极JP系列产品,阴极Pt载量低至0.35mg/cm²,阳极Ir载量低至0.86mg/cm²,降本约20%;4月7日,动量守恒实现了业内独创的PEM电解槽用钛基直通孔结构多孔传输层(SP-PTL)的大尺寸规模化量产。SP-PTL产品由于具有独特的直通孔结构,可以降低催化剂与流场之间的接触电阻,提高气液传输效率。对标未镀层钛毡,SP-PTL电解效率提高30%以上。

3月26日,氢锐科技在发布PEM制氢系统的同时,还发布了PEM膜电极,其中基于Nafion115膜的PEM制氢膜电极已经实现了PEM制氢膜电极的“卷对卷”批量制备,单片膜电极活性面积达3200cm²。  

动氢新能:

低铱膜电极相较于国内外厂商的膜电极在贵金属载量和催化活性上具有明显优势,相应制备工艺流程简单,并建立膜电极贵金属回收流程,系统性地降低PEM电解槽成本

2024上半年PEM制氢市场发展迅猛,动氢新能产品优势明显


2024上半年PEM制氢市场发展迅猛,动氢新能产品优势明显

 

推动PEM制氢降本增效的另一大有效手段就是规模化生产和大标方PEM电解槽专用的检测设备。6月24日,亿氢科技宣布其PEM水电解团队正式入驻上海临港新片区金桥临港智荟园二期生产基地。该基地占地面积超过1000平方米,计划于2025年全面建成包含先进的研发实验室、智能制造生产线以及一流的质量检测系统的研发中试基地。

3月13日,兴燃科技PEM电解水制氢设备项目正式签约落户武高新。此次签约的项目总投资5亿元,将从事多款型号PEM电解槽及系统的研发及规模化生产,项目全部达产后预计年销售达15亿元。

在PEM大标方检测设备方面,5月28日,在锐格新能源2024新品发布会上,该公司宣布2024锐格新能源氢储能高端装备研发示范基地项目正式启动,并同时发布了星睿1000K兆瓦级PEM制氢检测装备。这款设备为PEM电解水制氢提供了全面、高效、稳定安全的测试解决方案。其高精度、高效率的测试性能,以及智能数据分析功能,可为用户提供更多的优化建议,有助于提升PEM制氢设备的整体性能。


总结

随着PEM电解水制氢技术的验证及进化,国内PEM制氢装机量增长趋势将进一步加快。在整个行业不断努力下,PEM电解槽的价格也在不断下降。业内人士预计在未来几年内,PEM制氢设备的价格将逐渐接近碱性制氢设备的价格,PEM电解槽的市场也会越来越大。



原文始发于微信公众号(动氢新能):2024上半年PEM制氢市场发展迅猛,动氢新能产品优势明显

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根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量达3715万吨,2050年达9690万吨。有分析认为,电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体,在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。 因此,在“双碳”背景下,电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通,艾邦建有制氢产业交流群,聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽(隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等)、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游,设备,材料,配件等配套资源,欢迎大家加入

作者 808, ab