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【Energy Conversion and Management】经济高效地生产环保绿色氢气的蓝图
服务领域: 新能源汽车
编译时间: 2025-03-13
编译类型: 研究前沿
点击量: 15
编译者: 王晓丽

研究机构与人员:


  • 研究机构:韩国能源研究所(Korea Institute of Energy Research, KIER)。
  • 研究人员:Joungho Park博士及其团队。


研究内容:

该研究对水电解制氢技术进行了经济分析,比较了碱性水电解(Alkaline Water Electrolysis)和质子交换膜水电解(PEM Water Electrolysis)的技术特点和经济可行性。碱性水电解技术成熟且成本较低,但需要稳定电力供应,难以与间歇性可再生能源有效结合;PEM水电解则可在较小电力供应下运行,适合可再生能源,但初始安装成本高且技术成熟度较低。

研究团队提出,碱性水电解系统可通过现有电网作为补充电源以稳定运行,避免频繁启停导致的效率下降和寿命缩短。同时,研究还发现,PEM水电解系统在电力过载运行时可提高经济性,通过供应1.5倍所需电力可将制氢成本降至5.80美元/千克。

实施效果:

  • 结合储能系统(ESS)和可再生能源时,碱性水电解的制氢成本为8.60美元/千克;而通过现有电网补充电力,成本可降至6.60美元/千克。
  • 在可再生能源占比高且电力供应稳定的环境下,PEM水电解是最佳选择;其他情况下,碱性水电解与无碳电网结合更为理想。
  • 研究团队还针对韩国能源环境提出了优化方案,结合100兆瓦水电解系统、100兆瓦海上风电和100兆瓦太阳能,未来可实现约4美元/千克的稳定氢气供应。

发表期刊:

期刊:Energy Conversion and Management


论文标题:Comparative techno-economic evaluation of alkaline and proton exchange membrane electrolysis for hydrogen production amidst renewable energy source volatilityDOI:10.1016/j.enconman.2024.119423