电解水制氢技术在可再生能源发电领域的应用课件

1、电解水制氢在可再生能源发电中的应用，演讲人：可再生能源发电，电解水制氢，电解水制氢的应用，1，2，3，内容，风能、太阳能、海洋能、氢能、核能、地热能等新能源具有很大的特点和潜力，可持续利用可以满足能源需求。 改善能源结构，减少环境污染，在促进经济发展中发挥重要作用近年来，随着国民经济的快速增长和能源需求的不断增长，化石能源造成的能源短缺和环境污染问题日益突出。 在能源安全和环境保护的双重压力下，技术相对成熟、可大规模发展的可再生能源发电包括风力发电、太阳能光伏发电、太阳能光热发电和可再生能源发电。截至2012年底，中国新增风电装机容量为1404.9万千瓦(装机容量)，累计风电装机容量超过700

2、0万千瓦。太阳能光伏发电累计装机容量约为820万千瓦。1.在太阳能热发电方面，国家能源局于2012年9月正式发布了太阳能发电“十二五”规划。到2015年底，太阳能热发电总装机容量将达到100万千瓦。指出到2020年，太阳能热发电装机容量将达到300万千瓦，可再生能源将用于发电。1.电解水制氢是一种高效清洁的制氢技术。特别是随着可再生能源的日益增多，氢将成为电能储存的理想载体。1.可再生能源产生的电能通过电解水产生氢气转化为氢能储存。根据实际需要，氢能也可以通过后续的化学过程转化为甲烷、甲醇和其他液体燃料。目前，中国氢年产量已超过1000万吨，居世界第一。工业规模的制氢方法主要包括甲烷水蒸气重整

3、电解水制氢和可再生能源发电。1、甲烷水蒸气重整是目前最经济的制氢方法，但它不仅消耗大量的化石燃料，而且在生产过程中会产生大量的二氧化碳。电解水制氢工艺简单，产品纯度高。通过使用可再生能源作为能源，它体现了高效、清洁和大规模制备氢气。该技术也可用于CO2减排和转化，具有广阔的发展前景。高温固体氧化物电解制氢、固体聚合物电解制氢、碱性电解制氢、电解制氢技术、电解制氢方法、电解制氢技术、碱性电解制氢由几个单体电解槽组成，每个电解槽由阴极、阳极、隔膜和电解质组成。引入直流电后，水在电解池中分解，在阴极和阳极分别产生氢气和氧气。通常，电解质是浓度为20重量%的氢氧化钾溶液。隔膜主要由能分离气体的石棉组成

4、，两个电极主要由能分解水并产生氢和氧的金属合金组成。水电解制氢，2。碱水电解制氢，2。碱水电解制氢的优势碱水电解制氢是目前最成熟的大规模制氢方法。该工艺简单易操作。缺点：功耗大，成本高。每立方米氢气的耗电量约为4 . 55 . 5千瓦小时，电费约占电解水制氢总生产成本的80%。与碱水电解技术相比，固体聚合物水电解技术具有以下三个优点：(1)固体聚合物膜作为电解质产生氢气，在电解循环中不存在碱液流失和腐蚀等问题，由于固体聚合物电解质膜较薄，降低了电解过程中的欧姆损耗，提高了系统效率；(2)固体聚合物电解质膜具有化学稳定性好、质子传导性高、气体分离性好等优点。提高了电解槽的安全性和气体纯度。由于质

5、子传导率高，固体聚合物电解水产生的氢气可以在较高的电流密度下工作，从而提高了电解效率；(3)水的固体聚合物电解制氢采用膜电极三合一结构，类似于碱性电解槽中的零间距结构的电解槽结构，降低了能耗。目前，水电解固体聚合物制氢效率可达80%左右。与碱性电解和固体聚合物电解相比，高温电解降低了电耗率，高温电解显著改善了电极动力学性能，减少了电解过程中的能量损失，提高了电解效率。高温电解可以使用非贵金属催化剂，降低了电解制氢的成本，避免了全陶瓷材料结构的材料腐蚀问题。2、高温固体氧化物电解、在风力发电中的应用、在太阳能光伏发电中的应用、在太阳能热发电中的应用、3、通过电解水在可再生能源发电中的制氢技术的应

6、用、通过电解水在风力发电中的制氢技术的应用、3、通过电解水将可再生风能转化为电能的制氢技术的应用。碱性电解水制氢技术成熟，成本低，易于实现大规模制氢应用，但风力发电系统的供电稳定性较差，因此有必要根据风力发电系统的供电特点，开发一种适合风力发电系统的碱性电解水制氢系统。2.电解水制氢的应用。固体聚合物电解水制氢技术成熟，在非设计工况下具有良好的运行特性，适用于风力发电系统的不稳定供电。然而，其高成本和小规模的制氢进一步限制了固体聚合物电解制氢在风力发电系统中的应用。高温固体氧化物电解水制氢技术电解效率高(90%以上)。由于高温电解水制氢的工作温度较高，需要增加风力来加热高温电解水制氢系统，这将

7、降低高温电解水制氢的综合效率。此外，高温水电解制氢的规模仍远未达到碱性电解制氢的规模，这限制了高温固体氧化物水电解制氢在风力发电系统中的应用。太阳能光伏发电是通过太阳能电池将太阳能直接转化为电能。光伏发电分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器组成，主要由电子元件组成，不涉及机械元件。电解水制氢在太阳能光伏发电领域的应用：3.可用于光伏发电系统的水电解制氢主要包括水电解碱性制氢和水电解固体聚合物制氢。由于光伏发电的装机容量远小于风力发电系统，其制氢规模为，3。电解水制氢技术的应用。太阳能光热发电技术利用大面积太阳能反射器将太阳光聚焦在相应的接收器上，加热流经接收器的传热工质，直接或间接在热转换设备中产生高温高压蒸汽，然后送至常规汽轮发电机组发电。电解水制氢在太阳能热发电中的应用：3.电解水制氢产生高温高压蒸汽，非常适合电解水生产高温固体氧化物氢气。太阳能光热发电系统通过从部分太阳能光热发电系统中提取高温高压蒸汽，并将其直接引入高温固体氧化物电解制氢系统，通过部分太阳能光热发电产生电能，实现高效、稳定、清洁的大规模连续制氢。并通过后续利用氢气进一步提高太阳能热发电系统