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堿性電解槽深度文章!堿性電解成本深度分析

2023-07-20 來(lái)源:至氫 瀏覽數(shù):801

電解水制氫是未來(lái)最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應(yīng)方式,在“雙碳”背景下,電解水制氫項(xiàng)目已經(jīng)成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)話題。根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2020)》預(yù)測(cè),2030年中國(guó)氫氣需求量達(dá)3715萬(wàn)噸,2050年達(dá)9690萬(wàn)噸。有分析認(rèn)為,電解水制氫將逐步作為中國(guó)氫能供應(yīng)的主體,在氫能供給結(jié)構(gòu)的占比將在2040、2050年分別達(dá)到45%、70%。按照IRENA的預(yù)測(cè),到2030年,全球可再生能源制氫裝機(jī)量將達(dá)到100GW,僅僅歐洲就將達(dá)到40GW的裝機(jī)量。

  01、前言
 
電解水制氫是未來(lái)最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應(yīng)方式,在“雙碳”背景下,電解水制氫項(xiàng)目已經(jīng)成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)話題。根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2020)》預(yù)測(cè),2030年中國(guó)氫氣需求量達(dá)3715萬(wàn)噸,2050年達(dá)9690萬(wàn)噸。有分析認(rèn)為,電解水制氫將逐步作為中國(guó)氫能供應(yīng)的主體,在氫能供給結(jié)構(gòu)的占比將在2040、2050年分別達(dá)到45%、70%。按照IRENA的預(yù)測(cè),到2030年,全球可再生能源制氫裝機(jī)量將達(dá)到100GW,僅僅歐洲就將達(dá)到40GW的裝機(jī)量。
 
從產(chǎn)業(yè)鏈分布看,制氫、燃料電池、儲(chǔ)氫等氫能裝備齊頭并進(jìn),是產(chǎn)業(yè)投資最活躍領(lǐng)域,投資占比超過(guò) 80%。其中,制氫環(huán)節(jié)在項(xiàng)目數(shù)量、投資規(guī)模上均占比最高,也是上市公司參與較多的環(huán)節(jié)。A股上市公司中除了寶豐能源(600989),A股中還有部分上市公司也在布局電解水制氫項(xiàng)目,例如“硅片龍頭”隆基股份(601012.SH)、陽(yáng)光電源(300274.SZ)、先導(dǎo)智能(300450.SZ)等。
 
目前,氫氣的制取主要有三種主流的技術(shù)路線:以煤炭、石油、天然氣為代表的化石能源重整制氫(灰氫),以焦?fàn)t煤氣、 氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)物提純制氫(藍(lán)氫);以電解水制氫為代表的可再生能源制氫(綠氫)。
 
電解水制氫技術(shù)主要有四種:堿性水電解(Alkaline, ALK)、質(zhì)子交換膜水電解(PEM)、陰離子交換膜電解(AEM)和固體氧化物水電解(SOE),國(guó)內(nèi)目前成熟商業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)是堿性水電解制氫(ALK), 處于示范應(yīng)用的是質(zhì)子交換膜電解(PEM), SOE電解水技術(shù)和陰離子交換膜電解(AEM)更多處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。
 
 
 
招商證券預(yù)計(jì),5-10年內(nèi),電解水制氫成本將降至20元/kg以內(nèi),成本下降的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自兩塊,“光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電成本的大幅下降”和“電解槽設(shè)備成本隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化將在2030年前下降60%-80% ,電解水制氫系統(tǒng)的耗電量和運(yùn)維成本降低。”
 
按照IRENA的報(bào)告,未來(lái)10年內(nèi),電解槽的成本將下降80%以上,通過(guò)可再生電力電價(jià)下降、電解槽效率提升、電解槽運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)、電解槽壽命提升、資金成本下降等措施,可以推動(dòng)實(shí)現(xiàn)電解制氫的整體成本下降80%以上。
 
 
目前來(lái)看,堿性電解槽的成本較低,經(jīng)濟(jì)性較好。隨著燃料電池技術(shù)的不斷成熟,PEM電解槽的成本和市場(chǎng)份額將逐漸提高,與堿性電解槽接近持平,并根據(jù)各自與可再生能源電力系統(tǒng)的適配性應(yīng)用在光伏、風(fēng)電領(lǐng)域。
 
根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟2021年發(fā)布的《可再生氫100行動(dòng)倡議》,力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)可再生能源制氫裝機(jī)規(guī)模達(dá)到100吉瓦。100吉瓦大概相當(dāng)于我國(guó)光伏發(fā)電兩年的新增裝機(jī)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)其實(shí)并不容易,影響可再生能源制氫進(jìn)程的最大因素就是成本。目前,這一成本在每公斤30塊錢上下,而業(yè)內(nèi)希望用10年時(shí)間,把成本降到每公斤15塊錢,這樣一來(lái),氫能無(wú)論是做工業(yè)原料還是燃料,都會(huì)有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
 
02、堿性制氫技術(shù)特點(diǎn)
 
一般來(lái)說(shuō),電解槽包括電堆(STACK), 在電堆中水被分裂成氫氣和氧氣;電解槽還包括BOP輔助設(shè)備,有供電、供水、提純、壓縮等設(shè)備,也可能有氫氣緩沖容器和氫氣處理裝置。電堆和輔助設(shè)備都是成本的重要組成部分,就目前短期來(lái)說(shuō),最大的成本下降空間在輔助設(shè)備,當(dāng)然同時(shí)也要在電堆上投入研發(fā)去提升電堆性能和壽命,在此中間可能還要考慮各種權(quán)衡利弊,比如提升性能可能會(huì)帶來(lái)對(duì)電堆壽命的影響等等。
 
 
2.1、電池層面
 
相比其他電解技術(shù),堿性電解槽的電堆和系統(tǒng)設(shè)計(jì)都簡(jiǎn)單一些,也容易制造。目前,堿性電解槽的電極面積已經(jīng)高達(dá)3平方米,它們以高濃度的氫氧化鉀(30%KOH)作為電解液,電解槽隔膜是由開(kāi)放式網(wǎng)狀聚苯硫醚(PPS)織物組成,該P(yáng)PS織物上再勻稱地涂有聚合物和氧化鋯(ZrO2)的混合物,而電極材料是不銹鋼材料上噴涂一層金屬鎳。
 
在電池中,離子電荷載體是氫氧根離子(OH?),KOH和水能夠透過(guò)隔膜的多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行滲透,以此提供電化學(xué)反應(yīng)功能。電解液的滲透會(huì)導(dǎo)致溶在電解液中的氫氣和氧氣產(chǎn)品的互相混合,這限制了更低的電壓操作范圍,也限制了堿性電解槽在更高壓力下運(yùn)行的能力。為了防止氫氧氣的混合,電解槽制造商使用更厚的隔膜,但這會(huì)帶來(lái)更高的電阻和更低的電解效率。有時(shí)有些電解槽制造商還會(huì)在電極和隔膜之間再加入墊片,以進(jìn)一步防止氣體的混合。這種更厚隔膜或加入墊片的設(shè)計(jì)導(dǎo)致高的電極間歐姆電阻,大大降低了給定電壓下的電流密度。今天的先進(jìn)電解槽設(shè)計(jì),采用零間隙的電極、更薄的隔膜(500um)和不同的電催化劑概念來(lái)提高電流密度,這些先進(jìn)設(shè)計(jì)降低了堿性電解槽技術(shù)與PEM電解技術(shù)相比的差距。
 
2.2、系統(tǒng)層面
 
系統(tǒng)部件
 
電解槽有關(guān)的設(shè)備受到技術(shù)選擇的影響,有必要對(duì)不同的零部件進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),在滿足需求的同時(shí)達(dá)到低的成本。
 
堿性電解槽要求對(duì)進(jìn)出電堆的電解液(KOH)進(jìn)行循環(huán),這樣產(chǎn)生的壓降可能需要泵送設(shè)備加壓,雖然占整體耗電不到0.1%,但有些電解槽供應(yīng)商的設(shè)計(jì)可能會(huì)因此消耗更多的電。有些堿性電解槽設(shè)計(jì)不采用泵送外設(shè)。堿性電解液在離開(kāi)電堆之后,需要和產(chǎn)生的氣體(O2/H2)通過(guò)氣液分離器進(jìn)行分離,分離之后的電解液重新回流到電堆,這樣液體和氣體就分別從底部和頂部進(jìn)行分離(見(jiàn)Figure 4),分離器中的水柱還可以充當(dāng)緩沖容器。
 
 
水管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)每一個(gè)氣液分離器的液位,同時(shí)需要考慮滲透通過(guò)隔膜的水量,因?yàn)樵陔娊獠垭娀瘜W(xué)反應(yīng)中,水被溶劑化的分子和電荷傳送到陽(yáng)極,在陰陽(yáng)極的氣液分離器之間也需要安裝一個(gè)混合管,用來(lái)平衡電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生/消耗的氫氧根電荷。這種平衡陰陽(yáng)極之間電荷的要求使得電堆在不同的壓力下運(yùn)行帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。
 
氫氣處理:壓縮
 
從電解槽中得到的氫氣是氣態(tài)的,通常從大氣壓力到30bar的壓力。為了有利于運(yùn)輸,同樣重量的氫氣當(dāng)然體積越小越好。我們之前的文章討論過(guò)關(guān)于氫氣儲(chǔ)存的方法,要實(shí)現(xiàn)更小的氫氣體積無(wú)非就是以下幾種方法:要么加壓對(duì)氫氣進(jìn)行壓縮,要么將其低溫液化,要么用LOHC液態(tài)有機(jī)氫氣載體的辦法。對(duì)氣體壓縮能實(shí)現(xiàn)很大的不同,譬如將氫氣從大氣壓下壓縮到70Bar, 那么氣體的體積就減少了65倍。而如果將氫氣從大氣壓下壓縮到1000bar,那么體積將減少625倍,氫氣液化后體積減少的倍數(shù)是870倍。
 
主要有三種方法實(shí)現(xiàn)壓縮:一是標(biāo)準(zhǔn)分開(kāi)式的壓縮機(jī),二是改變電解槽的操作壓力,三是使用獨(dú)立的電化學(xué)裝置。單純從設(shè)備數(shù)量和工藝復(fù)雜性來(lái)說(shuō),在電解槽中同時(shí)實(shí)現(xiàn)氫氣生產(chǎn)和氫氣壓縮當(dāng)然是最有吸引力的方案。但是由此帶來(lái)的劣勢(shì)是要求電解槽的設(shè)計(jì)能夠抗受高的壓力(成本考慮),還有就是氣體通過(guò)隔膜進(jìn)行滲透的潛在可能性會(huì)提高。隨著電解槽里面的壓力提高,氣體的滲透損失提高,這意味著更多的氫氣出現(xiàn)在氧氣端(陽(yáng)極)而不是出現(xiàn)在產(chǎn)品端(陰極),因此將帶來(lái)更多的能源消耗以及陽(yáng)極更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
 
總體來(lái)說(shuō),氫氣產(chǎn)品的壓縮在成本整體制氫成本中占很小的一部分。在這兩方面,可以考慮兩個(gè)因素:第一個(gè)因素是規(guī)模。大功率、大型的壓縮機(jī)肯定比小型的壓縮機(jī)效率要高,因此帶來(lái)更小的成本。第二個(gè)因素是最終交付的氫氣壓力。如果壓力高于電解槽本身所需的操作壓力,那么需要進(jìn)行機(jī)械壓縮。在這種情況下,采用大功率的壓縮機(jī)設(shè)計(jì),能夠達(dá)到電解槽中的成本下降,這將是比較有吸引力的。
 
電力系統(tǒng)
 
電力供應(yīng)系統(tǒng)在電解槽中占的成本分量比較重(占總成本的20-30%),但是有很大的降本空間。對(duì)一個(gè)小規(guī)模的電解工廠來(lái)說(shuō),電力供應(yīng)通常作為電解槽制造商們賣給用戶的設(shè)備套裝中的一部分,或者來(lái)自EPC承包商給每個(gè)工廠進(jìn)行定制化的設(shè)計(jì)。隨著工廠設(shè)施的規(guī)模增長(zhǎng),大型電力設(shè)備制造商將提供標(biāo)準(zhǔn)化的大型電站規(guī)模級(jí)的電力供應(yīng)系統(tǒng)。另外,通過(guò)對(duì)電解工廠不同設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的系統(tǒng)整合,可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)優(yōu)化,優(yōu)化整個(gè)電解工廠而不是單獨(dú)的設(shè)備,充分利用輔助設(shè)備中不同部分的效率提升,包括電力供應(yīng)系統(tǒng)。
 
電解水制氫工業(yè)從太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)的改進(jìn)、效率提升中受惠良多,電力供應(yīng)在最大化電解工廠的效率方面也扮演了一個(gè)重要的角色。按照Kim et. al. 2013年的一份研究表明,盡管電解槽電堆隨著電壓升高、功率升高帶來(lái)效率的線性下降,但是整流器在低的負(fù)載下效率也很低。取決于所期望的運(yùn)行條件,電力供應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模和設(shè)計(jì)能夠得到優(yōu)化,從而最大化系統(tǒng)的效率,也就是從電力輸入到氫氣輸出之間效率損失的最小化。
 
總體來(lái)說(shuō),能通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)、專業(yè)電力設(shè)備供應(yīng)商的參與而非電解槽制造商自行設(shè)計(jì),電力供應(yīng)系統(tǒng)的成本能夠得到下降。
 
另外,綠氫生產(chǎn)中所需要用到的水,因?yàn)樗粯?gòu)成規(guī)模化放大電解制氫的障礙,水和供水系統(tǒng)在整體成本中的占比也幾乎可以忽略不計(jì),因此在本節(jié)中就不做過(guò)多介紹。
 
2.3、電解槽設(shè)計(jì)中需要考慮的折衷
 
從供應(yīng)端來(lái)說(shuō),綠氫的前景取決于電解槽的性能,研發(fā)策略需要考慮解決的關(guān)鍵維度包括:
 
電解電池、電堆、系統(tǒng)的效率提升(降低制氫運(yùn)營(yíng)成本);
 
電堆電流與電池和電堆的容量直接相關(guān),也和氫氣生產(chǎn)直接相關(guān);
 
壽命提高到超過(guò)10萬(wàn)小時(shí);
 
CAPEX投資成本下降(電堆和系統(tǒng))。
 
但是,這四個(gè)維度是相互關(guān)聯(lián)的,一個(gè)維度改善往往導(dǎo)致另一個(gè)維度上的性能變差。比如,加大隔膜厚度當(dāng)然可以帶來(lái)機(jī)械強(qiáng)度以及使用壽命的提升,但是它同時(shí)提高了電荷傳輸?shù)碾娮瑁@樣就帶來(lái)電解效率的下降。誠(chéng)然,更長(zhǎng)的使用壽命對(duì)投資成本下降貢獻(xiàn)良多,但是更低的電解效率,電力消耗更高,又導(dǎo)致更高的運(yùn)營(yíng)成本。圖5(Figure 5)顯示了一些獨(dú)立的選擇決定可能對(duì)其他維度帶來(lái)的正面或負(fù)面的影響。
 
 
電解槽應(yīng)用于某一特定的商業(yè)案例也會(huì)影響這些參數(shù)的優(yōu)化。比如,一個(gè)電解槽如果和光伏發(fā)電耦合,一年通常只能運(yùn)作少于2000個(gè)小時(shí),這樣使得資本成本變成一個(gè)需要重點(diǎn)解決的參數(shù)。在如此有限的運(yùn)營(yíng)小時(shí),壽命就不是一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題了,因?yàn)槎痰倪\(yùn)營(yíng)時(shí)間將帶來(lái)更長(zhǎng)的實(shí)際使用壽命。這可能會(huì)考慮使用稍為便宜的材料,但是退化更快一些。如果一個(gè)電解槽和光熱發(fā)電(CSP)進(jìn)行耦合,那么就是另一種情況了。光熱發(fā)電有更長(zhǎng)的年運(yùn)營(yíng)小時(shí),但是電力價(jià)格更高一些,使得效率變成一個(gè)更為重要的運(yùn)營(yíng)成本考慮點(diǎn)。
 
通常來(lái)說(shuō),電解槽一個(gè)維度性能的提升,將不可避免帶來(lái)另一個(gè)維度性能的下降。這就要在創(chuàng)新研發(fā)的過(guò)程中需要多方考慮,取得平衡和折中,而不是單一性能的最佳設(shè)計(jì)。
 
有關(guān)于材料和零部件的壽命
 
電解槽的壽命是一個(gè)累積通過(guò)電堆的電流的函數(shù)。堿性電解槽目前是最穩(wěn)定耐用的,已經(jīng)在行業(yè)中證明可以使用超過(guò)30年壽命。影響壽命的一些考慮因素包括:
 
氣體滲透。我們知道在電解槽中,隔膜暴露在不斷流動(dòng)的KOH溶液中,氣體滲透,還有因?yàn)殡姌O涂層上雜質(zhì)沉淀而產(chǎn)生的局部過(guò)熱點(diǎn)。這將最終形成小的針孔故障,隨著時(shí)間推移針孔故障變大,導(dǎo)致氣體污染。由于電堆有很大的面積,達(dá)到直徑3米,并且有上百個(gè)甚至幾百個(gè)電池,因此對(duì)針孔故障進(jìn)行檢查似乎不大可行。相反,對(duì)氧氣流進(jìn)行監(jiān)測(cè),當(dāng)氧氣流中的氫濃度達(dá)到2%時(shí),電堆就要送去維修或進(jìn)行其他處置。一個(gè)解決方案是使用聚苯硫醚(PPS) 織物,這會(huì)給氫氣生產(chǎn)效率帶來(lái)負(fù)面影響,但是對(duì)壽命有好處,因?yàn)樗芟拗茪怏w的滲透。
 
電極。在一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,通過(guò)使用一個(gè)幾微安培的無(wú)功保護(hù)電流來(lái)防止陰極和陽(yáng)極的電極鈍化,避免陰極的反轉(zhuǎn)電位。
 
鎳合金。高度腐蝕性的高濃度KOH溶液需要無(wú)機(jī)物氧化鋯(ZrO2)隔膜,鎳基或鋅基的材料。要求鎳合金中不能含鉻和鐵金屬,因?yàn)檫@兩種金屬會(huì)在電解液中釋出,最終污染電極而降低電解效率和電極壽命。
 
水中雜質(zhì)。低品質(zhì)的水質(zhì)將導(dǎo)致設(shè)備的老化退化,因此設(shè)備的使用壽命受到影響。很多元部件,包括隔膜及其他部件可能會(huì)被水中的雜質(zhì)如鐵,鉻,銅,硅,鋁,硼受到不良的影響。
 
氫氣生產(chǎn)設(shè)施的效率
 
綠氫生產(chǎn)設(shè)施的系統(tǒng)效率,用生產(chǎn)每公斤氫氣消耗多少kWh電力來(lái)衡量(kWh/kgH2),是電池效率、電堆效率、輔助設(shè)備(BOP)等各自效率的結(jié)果。
 
電池:效率曲線隨著負(fù)載水平從高到低而呈線性下降,因此電流輸入越高,電堆效率越低。自然來(lái)說(shuō),電池運(yùn)作時(shí)間越長(zhǎng),由于老化原因電池的效率會(huì)降低。在實(shí)際運(yùn)行中,電池電壓是實(shí)際測(cè)量的參數(shù)用來(lái)推斷系統(tǒng)的性能,這樣的方式我們可以知道,電池電壓越高,電堆的效率就越低。堿性電解槽通常運(yùn)行在0.2-0.8 kW A/cm2的電流密度范圍內(nèi),主要是由于目前使用的隔膜和電極無(wú)法在更高電流密度的條件下運(yùn)行。
 
BOP輔助設(shè)備:一系列系統(tǒng)元件,例如冷卻,提純,熱管理,水處理等等,為了正常運(yùn)行也需要消耗電力,因此也需要在整體效率中予以考量。系統(tǒng)效率損失可以通過(guò)以下進(jìn)行減少:采取以系統(tǒng)為整體的思考方法來(lái)設(shè)計(jì)電解槽設(shè)施;使用市面上能大量供應(yīng)而不是定制化的元部件/原材料;最大化考量包括BOP在內(nèi)的系統(tǒng)效率提升,有時(shí)根據(jù)特定的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行一些調(diào)整設(shè)計(jì)。整流器是BOP中的一個(gè)關(guān)鍵元件。筆者回憶起20年前在一個(gè)大型PCB工廠擔(dān)任電鍍制程的制造工程師時(shí),當(dāng)時(shí)通過(guò)整修替換一些老化的整流器,而使整個(gè)工序的單位用電強(qiáng)度得以大大降低。通常來(lái)說(shuō),整流器的效率在低負(fù)載的時(shí)候比較低,隨著負(fù)載到15-20%的時(shí)候效率快速改善,從這個(gè)負(fù)載開(kāi)始然后保持相對(duì)高的效率運(yùn)行。因?yàn)檫@個(gè)緣故,多個(gè)電堆使用同一個(gè)整流器,這樣整體的效率會(huì)得到提升。采取這種方式,將降低所需要的整流器,投資成本降低,同時(shí)也能保持在較高效率水平運(yùn)行,這種方式特別適合20MW或更大規(guī)模的制氫工廠。當(dāng)然作為一個(gè)缺點(diǎn),系統(tǒng)變得沒(méi)有那么靈活。
 
2.4、成本:目前狀態(tài)
 
盡管市場(chǎng)已經(jīng)可以供應(yīng),技術(shù)也已經(jīng)成熟,但是從投資成本和運(yùn)行成本來(lái)看,與傳統(tǒng)化石能源制氫(灰氫、藍(lán)氫)相比,無(wú)論是堿性電解槽還是PEM電解槽仍然有很大的成本下降空間。PEM電解槽更是比堿性電解槽貴超過(guò)50-60%以上,給這些非化石能源制氫技術(shù)的市場(chǎng)滲透造成了很大的障礙。當(dāng)考慮到經(jīng)濟(jì)規(guī)模,自動(dòng)化,零部件供應(yīng)商增加,大規(guī)模市場(chǎng)需求,能源存儲(chǔ)的大量部署應(yīng)用等這些因素,堿性電解槽和PEM電解槽都被認(rèn)為還有很大的成本下降空間。
 
目前這個(gè)階段對(duì)電解槽進(jìn)行成本估計(jì)主要有兩個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)是考慮到電解槽供應(yīng)商出于保密和保持競(jìng)爭(zhēng)力的訴求,缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)。第二個(gè)是成本評(píng)估的邊界還在變化中,沒(méi)有辦法保持穩(wěn)定一致。面對(duì)這些挑戰(zhàn),只能通過(guò)文獻(xiàn)查找,行業(yè)專家咨詢驗(yàn)證,同行專家評(píng)估等得到側(cè)面的驗(yàn)證和評(píng)估。
 
如下圖6中顯示,在電堆中,超過(guò)50%的成本和電極/隔膜有關(guān),與之對(duì)比的是PEM電解槽中CCM占到電堆成本的25%左右。大量的成本和電極制造相關(guān),在制造這個(gè)環(huán)節(jié),邊干邊學(xué)、制造工藝的自動(dòng)化、規(guī)模經(jīng)濟(jì)都會(huì)對(duì)降低成本、提高生產(chǎn)效率起到重要的作用。堿性電解槽中,雙極板的成本只占很小的一部分,而在PEM電解槽中雙極板的成本占到50%以上,因?yàn)樵趬A性電解槽中雙極板設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,制造相對(duì)容易,而且使用相對(duì)便宜的材料(表面涂覆鎳層的不銹鋼)。
 
 
根據(jù)有關(guān)報(bào)道和市場(chǎng)了解到的情況,目前堿性電解槽系統(tǒng)的出貨價(jià)在2000元/KW左右,已經(jīng)低于表1中2020年堿性槽的KPI指標(biāo)下限(500美元/KW),但還有很多的成本下降空間。結(jié)合上圖6中每個(gè)零部件在整體系統(tǒng)的成本占比,可以看到堿性槽未來(lái)成本下降空間的優(yōu)先考慮方面:電力供應(yīng)是一個(gè)最大的成本下降方面,接下來(lái)是電極和隔膜的生產(chǎn)制造方面。根據(jù)我們的了解,目前已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的廠商能生產(chǎn)同等質(zhì)量的復(fù)合材料隔膜,且目前成本在600-800元/平米之間,之前主要有國(guó)外廠商如AGFA供應(yīng),隔膜材料成本在兩倍以上。
 
 
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