2023年隨著國內(nèi)綠氫市場的顯著增長,以低成本制氫為目標的AEM電解水技術(shù)迎來發(fā)展的好時機。今年國內(nèi)多家AEM企業(yè)在技術(shù)突破、訂單及應(yīng)用、投融資等方面取得了可喜的進展,這個原本寂寂無聲的制氫技術(shù)路線逐漸被越來越多的行業(yè)人士關(guān)注到。
多家企業(yè)爭相布局AEM制氫
今年以來,穩(wěn)石氫能、億緯氫能、中電綠波、泰極動力等多家企業(yè)相繼發(fā)布AEM電解水制氫新品,而且單模塊電解槽越做越大,擁有了更大的制氫能力,能夠更快地制備氫氣,將能源轉(zhuǎn)換提升到了新的高度。
今年2月,穩(wěn)石氫能推出國內(nèi)首款2.5kW AEM電解槽新品和集成系統(tǒng),單臺最大產(chǎn)氫量達600L/h。12月,穩(wěn)石氫能發(fā)布AEM電解槽(10kW)新品,與2.5kW制氫系統(tǒng)相比,10kW制氫系統(tǒng)每千瓦制造成本低40%,且具有更高的電解水制氫效率。
今年7月,億緯氫能發(fā)布了自主研發(fā)的新型AEM電解槽。該公司2-10kW的電解槽電流密度達到0.1-1A/cm2,10kW電解槽的能耗可達到3.7-4.6 kWh/Nm3,具有效率高、體積小、電流密度大、氫氣純度高和波動響應(yīng)快等優(yōu)勢。
8月,中電綠波發(fā)布全國首臺在線運行10Nm3/h AEM離子膜電解槽。這臺AEM離子膜電解槽采用非貴金屬催化電極,槽溫80℃,堿液濃度10%、運行壓力3.2MPa的工況下電流密度達到11377A/m2,最快冷啟動時間16min。
11月5日,泰極動力正式發(fā)布100標方AEM電解水制氫系統(tǒng)。該AEM電解槽產(chǎn)氫量達每小時100標準立方米,總功率0.5兆瓦,根據(jù)實際使用情況,生產(chǎn)1立方米氫氣耗電約4.8千瓦時,甚至更低。
國內(nèi)AEM單體電解槽在性能上的提升,很大程度是得益于相關(guān)企業(yè)在陰離子交換膜、催化劑等核心材料取得突破。
陰離子交換膜的性能直接影響了AEM電解槽的穩(wěn)定性、壽命、功率以及成本。據(jù)悉,穩(wěn)石氫能、北京未來氫能、億緯氫能以及泰極動力的部分電解槽產(chǎn)品均使用了自主研發(fā)的陰離子交換膜。
陰離子交換膜的幅寬越大,其傳輸能力和分離效果越好,對AEM電解槽功率提升具有較大影響。目前國產(chǎn)陰離子交換膜的幅寬都達到了40cm-60cm,億緯氫能自主研發(fā)的非芳醚聚芳烴類陰離子交換膜幅寬更是達到了100cm,邁入國際先進水平行列。
AEM相較于PEM一個重要的優(yōu)點是電極使用的催化劑不含貴金屬或者只含有少量的貴金屬。穩(wěn)石氫能和北京未來氫能開發(fā)出完全不使用貴金屬的催化劑,且具備高活性和較好的穩(wěn)定性,從而保證了AEM電解槽的效率和穩(wěn)定性。
此外,氣體擴散層作為AEM的重要零部件,國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域也取得了突破。蘇州鉑瑞電極的全資子公司米氫能源生產(chǎn)AEM鎳基氣體擴散層及非貴金屬催化層,碳布非貴金屬催化層等,產(chǎn)品性能參數(shù)達到KOH濃度<1%,電密>1.2A/cm2,能耗<4KW/Nm3,壽命>10000h。
AEM電解槽得到市場和資本的關(guān)注
一位業(yè)內(nèi)人士告訴高工氫電,今年之所以有眾多AEM企業(yè)相繼發(fā)布新品,一方面是企業(yè)經(jīng)過多年的研發(fā)和技術(shù)積累,使AEM電解槽達到了初步商業(yè)化的程度;另一方面,全球?qū)稍偕茉春吞寂欧诺年P(guān)注不斷增加,在綠氫的制備過程中AEM能夠有效破除ALK和PEM技術(shù)路線的瓶頸,AEM企業(yè)希望通過發(fā)布產(chǎn)品,引發(fā)市場和資本的關(guān)注,從而獲得更好的發(fā)展。
據(jù)悉,穩(wěn)石氫能、北京未來氫能等正在大力推進AEM制氫的商業(yè)化應(yīng)用。今年9月份,穩(wěn)石氫能中標了一個國外10kW AEM制氫示范項目。近日,北京未來氫能也中標某央企電廠5kW AEM制氫項目。
在AEM的商業(yè)化初期,資本市場也已開始了對AEM企業(yè)“投資下注”。今年8月初,穩(wěn)石氫能宣布完成新一輪融資。本輪融資的資金將被用于建設(shè)AEM電解槽的產(chǎn)能和開展陰離子交換膜小規(guī)模生產(chǎn)。近日,高工氫電從北京未來氫能處獲悉,該公司也已完成新一輪融資,將于近期向市場公布。
2024年關(guān)鍵詞“新品”、“應(yīng)用”和“擴產(chǎn)”
2023年即將過去,展望2024年,AEM企業(yè)已摩拳擦掌、躍躍欲試準備開啟新一年的征途。從多家AEM企業(yè)獲悉,在未來新的一年,多家企業(yè)計劃發(fā)布AEM新品,推進已成熟產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用以及擴大產(chǎn)能推動AEM規(guī)模生產(chǎn)。
在明年,北京未來氫能計劃推出100kW AEM電解槽新品;泰極動力則計劃結(jié)合可再生能源項目推進AEM制氫設(shè)備的實際應(yīng)用。
穩(wěn)石氫能副總經(jīng)理桑茂華告訴高工氫電,穩(wěn)石氫能計劃在2024年推出100kWAEM電解槽新品和集成系統(tǒng)。目前,該公司正在積極與國內(nèi)外數(shù)家企業(yè)洽談AEM制氫的示范應(yīng)用落地,明年會有多個AEM示范項目落地。此外,在明年上半年,該公司還會投入2.8億元用于新建電解槽產(chǎn)線,實現(xiàn)GW級AEM電解槽產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)。
億緯氫能總經(jīng)理汪瀛表示,該公司計劃在2024年落實百千瓦級電解槽開發(fā)和兆瓦級AEM制氫技術(shù)解決方案規(guī)劃,同時依托億緯鋰能集團資源優(yōu)勢,開展多個AEM制氫的氫能示范場景應(yīng)用,通過實際表現(xiàn)向市場證明AEM制氫設(shè)備的可靠性。
從多家企業(yè)的規(guī)劃可以看出,明年AEM制氫設(shè)備還有望進一步向單槽大功率方面向發(fā)展,同時,行業(yè)將會更加“熱鬧”,各家企業(yè)會持續(xù)推進AEM的實際應(yīng)用和規(guī)模化降本。蓬勃生長的AEM,未來有望在萬億綠氫賽道中占據(jù)一席之地。