關于電解槽競爭力的基礎知識

說明：本內容多數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據吧，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、規模、H2純度、工藝靈活性和經濟性等。

電解水的方式介紹：

• AE(堿性電解)是古老和成熟的技術，已經在工業規模項目(高達150MW)中實施，特別是在氯堿工業中(用鹽水代替淡水)。

• PEM(質子交換膜)由于其高于平的BOP緊湊性和土地占用小，在見證其快速發展，正在走向成熟。

  此外，它具有良好的靈活性和H2純度參數。

• 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熱)和穩定的電源相結合，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模外，電解工藝的主要參數還包括H2純度、工藝靈活性和經濟性(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，海上風能產業委員會，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 ，根據專家的意見，可行的熱力學極限已經可以在電堆水平實現，改進重點是將其過渡到系統水平)。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(例如氫氣凈化效率)。

3.2電解槽利用率也是電解槽經濟性的關鍵驅動因素。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(即優序效應)，阻礙了電解槽的競爭力。

以下：以在網連接的堿性(AE)工藝實例來說明電解槽成本(LCOH)受三個主要參數的影響:資本支出、電力成本和利用系數。$ / 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，海上風能產業委員會，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在持續的研發計劃和規模化的推動下，預計到2030年，資本支出（CAPEX）水平將大幅下降，降至400 - 600€/kW范圍。

到2030年，在技術進步和規模經濟的推動下，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

注：本文已經獲得轉載權