PEM純水制氫設備助力“碳中和”三步走策略

2021-09-16 10:08

　　從目前我國碳排放發展情況來看，我國“碳中和”基本確定三步走策略，首先在2030年完成碳達峰;其次在2045年前快速降低碳排放;2060年實現深度脫碳，實現碳中和。目前，我國碳中和產業鏈核心產業架構從碳排放到碳吸收大致可劃分為前端、中端和后端三部分。前端指加強能源結構的調整，用低碳替代高碳、可再生能源替代化石能源。

　　能源替代：大力發展清潔能源來替代化石能源

　　在碳中和產業鏈中，前端能源替代是指加強能源結構的調整，用低碳替代高碳、清潔能源能源替代傳統化石能源。人類活動導致的二氧化碳排放主要來源于化石燃料消費，使用清潔能源和可再生能源替代傳統化石能源可以從產業鏈前端減少碳排放量。

　　近年來，我國在大力發展清潔能源來替代化石能源。截止2020年底，我國光伏發電累計裝機253.43GW，風電累計并網裝機容量達2.81億千瓦，水電裝機容量達到3.7億千瓦，核電裝機容量5102.7萬千瓦均較2019年有所增長。(數據來源：環保在線)

　　新型清潔能源--氫能在碳中和產業中扮演重要角色

　　新型清潔能源的開發與應用是大勢所趨。氫能作為理想的清潔能源之一，將以其優異的使用性能在未來能源領域中扮演重要的角色。

　　氫氣在能量轉換過程中，除釋放出巨大的能量外，不產生污染物，不會造成環境污染，因而被稱為“清潔燃料”。氫的來源非常廣泛，水電解制氫作為一種將電能直接轉化為氫能的技術，是制氫的重要技術來源。根據電解槽隔膜材料的不同，通常將水電解制氫分為堿性水電解(AE)、質子交換膜(PEM)水電解以及高溫固體氧化物水電解(SOEC)。

　　曲線微導力系統+PEM水電解制氫系統=保證電解水純度 實現氫能源利用

　　PEM水電解制氫能在高電流密度下工作，體積小，效率高，生成的氫氣純度可高達99.999%。區別于堿性水電解制氫，PEM水電解制氫(PEM)選用具有良好化學穩定性、質子傳導性、氣體分離性的全氟磺酸質子交換膜作為固體電解質替代石棉膜，能有效阻止電子傳遞，提高電解槽安全性。與AE制氫相比，PEM水電解制氫(PEM)工作電流密度更高，總體效率更高，氫氣體積分數更高，產氣壓力更高，動態響應速度更快，能適應可再生能源發電的波動性，被認為是具有發展前景的水電解制氫技術。

　　在制氫過程中，電解的純水需要通過曲線微導力系統來生產，能夠有效保證電解水的純度，避免水中的其他電解質對電解純水的影響。曲線微導力系統能夠通過分離技術，將水中的離子與水分離，降低水中離子的含量，達到凈化水質及降低水中離子的目的。系統能夠提高水利用率20-30%，降低設備能耗10-20%，自動化程度高，可實現無人值守，減少人員操作，安全系數高。曲線微導力系統能夠高效、穩定、安全的生產純水，保障電解槽的純水供應。曲線微導力系統能夠與PEM純水電解制氫系統聯動操作，聯合控制，能夠實現全自動制水、數據遠程上傳。