电解水制氢一公斤需要多少电?
电解水制氢一公斤需要56度电。
电解水制氢1公斤耗电约56度左右。所以水解制氢成本取决于电价。2.1公斤氢气的热值约当于33KWh(度)电,氢燃料电池电堆发电效率一般在40%~60%区间工作。
“电解水制氢需要消耗大量电能,目前电解水制氢每制取1公斤氢气要消耗56千瓦时的电,经济性问题较大,需要继续降低成本。”在李毅中看来,“灰氢”变“蓝氢”的关键是二氧化碳的捕集、储存还有利用,应抓紧研发攻关和产业化。
电的信息:
“氢源是最需要高质量保证供应的环节,应着力寻求降低可再生能源制氢的制造、使用成本,形成低成本、长寿命、成规模的水电解制氢流程,同时也希望国家和产业本身在政策法规、标准上,积极创造良好环境”。
薛贺来认为,对氢气的管理也亟待“松绑”,专门用于加氢站加注的氢气是否可以摘掉“危化品”的帽子,获得政策支持。
工业尾气中的氢回收提纯利用。李毅中说,若干工业尾气中含有一定数量的氢可供回收,氢气是石油化工的宝贵资源,用氢气来加氢精制、加氢炼化可以提高产品的质量和效率。
因为电解的耗电量会很大,所以成本会很高啊~
因为氢气燃烧会放出大量的能量,产生水
反过来如果要将水中的氢气电离出来,要吸收比燃烧放出的能量更多的能量才行的。
所以电解氢会需要大量的能量,而这些能量就是电能,所以会消耗大量的电能,成本会很高
储存困难这是因为H2属于易燃气体,其爆炸极限的范围比较宽,所以混入少量的空气都可能引起爆炸。
其储存可以保存在钢瓶中,要有一定的压力,但是,H2的半径很小,较容易穿透金属材料,即对钢瓶的材料要求较高,对压力也有一定的要求。
所以,目前正在研究合金储氢材料,即某些特殊的合金能与H2形成特殊的非整比化合物,起到储存H2的作用,简单理解就是H2储存在合金中某些金属原子的空隙里。
7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。
根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。
中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。
随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。
氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。
根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。
高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。
会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。
协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”
假设氢气为理想气体。根据理想气体状态方程pV=nRT,298K、1标准大气压下1立方米氢气其物质的量为40.9mol,至少需消耗电能×40.9 = 969.7万焦。
实际需要用5千瓦时的电,1千瓦时等于1000J/s×3600s = 360万焦,5千瓦时就是1800万焦,969.7÷1800 = 54%。很多情况下实际结果能有理论值的20%-30%就不错了,能有大于50%的利用率真是不容易。
电解水制氢的原理是在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。
根据电解槽隔膜材料的不同,电解水制氢主要分为碱性电解水、质子交换膜电解水(PEM)和固体氧化物电解水(SOE)三类。
其中,碱性电解水技术已经实现工业规模化产氢,技术成熟;PEM处于产业化发展初期;SOE还处在实验室开发阶段。