สถานะปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาของอุตสาหกรรมเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า [งานประชุมสุดยอดพลังงานใหม่]

เผยแพร่แล้ว: Apr 23, 2025 16:10

แหล่งที่มา: SMM

แชร์

บันทึก

ในงาน 2025 (ครั้งที่ 10) New Energy Industry Expo - Hydrogen Energy Industry Development Forum ซึ่งจัดโดย SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM) นายสี ยง หัวหน้าวิศวกรจาก Jiangsu Trina Yuan Hydrogen Technology Co., Ltd. ได้วิเคราะห์หัวข้อ "สถานะปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาของอุตสาหกรรมเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยา"

สถานะการพัฒนา
ตำแหน่งเชิงกลยุทธ์ของพลังงานไฮโดรเจน
การกำหนดตำแหน่งเชิงกลยุทธ์:
1. พลังงานไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบพลังงานแห่งชาติในอนาคต
2. พลังงานไฮโดรเจนเป็นตัวกลางเชื่อมโยงที่สำคัญในการบรรลุการเปลี่ยนผ่านสู่ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและการใช้พลังงานที่มีคาร์บอนต่ำในการใช้พลังงานของผู้ใช้ปลายทาง
3. อุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนเป็นอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์และเป็นทิศทางสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมในอนาคต

การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำ
การวิเคราะห์ตลาด
ตามรายงานของ Nexbind Insight Market Research คาดว่ากำลังการผลิตตลาดของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาจะเกิน 10,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2030 โดยมีอัตราการเติบโตมากกว่า 25.8% ระหว่างปี 2024 ถึง 2030

การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบออกไซด์แข็งที่อุณหภูมิสูง (SOEC)
หลักการ:
SOEC สามารถพิจารณาได้ในทางทฤษฎีว่าเป็นการทำงานกลับของ Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) หลักการทำงานของมันเกี่ยวข้องกับการใช้การนําไอออนของอิเล็กโทรไลต์ออกไซด์แข็งที่อุณหภูมิสูง (600-1000°C) เพื่อเลือกปฏิกิริยาโมเลกุลน้ำให้เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน
สถานการณ์การใช้งาน: พลังงานนิวเคลียร์, การผลิตโลหะด้วยไฮโดรเจน และสถานการณ์อื่น ๆ ที่สร้างความร้อนสูญเสียจากอุตสาหกรรมที่สำคัญ ลดการปล่อยคาร์บอน
สถานะการพัฒนา: ปัจจุบันอยู่ในระยะการทดลองใช้งานเชิงพาณิชย์ที่จํากัด

ข้อดีของสถานะการพัฒนา SOEC
1. ประสิทธิภาพสูง ใช้พลังงานน้อย: ประสิทธิภาพการเลือกปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงเพิ่มขึ้น 20-50% ประหยัดไฟฟ้าได้ 20-30%
2. ราคาถูก: วัตถุดิบส่วนใหญ่เป็นผงเซรามิก ไม่มีโลหะมีค่า รวมกับความร้อนสูญเสียจากภายนอก ประหยัดไฟฟ้าได้สูงสุดถึง ~50%
3. ความสามารถในการกลับตัว: SOEC สามารถสลับระหว่างโหมดเครื่องผลิตไฮโดรเจนและ SOFC ได้อย่างยืดหยุ่น สร้างวงจร "ไฟฟ้า-ไฮโดรเจน-ไฟฟ้า"
4. เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีคาร์บอนต่ำ: ขับเคลื่อนด้วยพลังงานหมุนเวียน รวมกับความร้อนจากการสังเคราะห์ทางเคมี ทำให้สามารถรีไซเคิลคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำที่ถูกจับได้กลับเป็นก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์ เบนซิน เมทานอล หรือแอมโมเนีย

สถานะการพัฒนา SOEC
ข้อเสียของผลิตภัณฑ์:
1. ความต้องการวัสดุสูง ความยากลำบากในการผลิตอิเล็กโทรดเดี่ยวขนาดใหญ่
2. การเริ่มต้นและการดำเนินงานที่ซับซ้อน
3. เทคโนโลยีการปิดผนึกที่ยากลำบาก
4. สถานการณ์การใช้งานและผลกระทบจากขนาดที่จํากัด
5. ระดับความสําเร็จทางเทคนิคต่ำ ปัจจุบันอยู่ในระยะการทดลองในห้องปฏิบัติการและการเปลี่ยนเป็นเชิงพาณิชย์

ทิศทางการพัฒนา:
1. ความทนทานของวัสดุและเสถียรภาพของระบบในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
2. การผลิตในขนาดใหญ่และการควบคุมคุณภาพของเซลล์เดี่ยวและแถวเซลล์
3. การปรับปรุงเสถียรภาพและอายุการใช้งานของแถวเซลล์
4. การควบคุมการเชื่อมโยงที่ดีขึ้นกับพลังงานหมุนเวียน

การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน
หลักการ:
เครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEM) ใช้โพลิเมอร์แข็งที่มีรูพรุนเป็นอิเล็กโทรไลต์และเป็นตัวคั่นระหว่างแอนโอดและแคโทด ที่แอนโอด โมเลกุลน้ำจะผ่านกระบวนการออกซิเดชันเพื่อสร้างออกซิเจน ที่แคโทด ไอออนไฮโดรเจนจะผ่านเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนภายใต้สนามไฟฟ้าและรวมกับอิเล็กตรอนเพื่อผลิตไฮโดรเจน

ข้อดีของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEM):
1. การตอบสนองอย่างรวดเร็ว การดำเนินงานภาระงานที่กว้างขวาง: สามารถปรับตัวเข้ากับการป้อนพลังงานที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผันผวน
2. การเริ่มต้นและหยุดทำงานอย่างรวดเร็ว: ระบบสามารถเริ่มต้นและหยุดทำงานได้อย่างรวดเร็ว เหมาะสําหรับการใช้งานเช่นสถานีเติมไฮโดรเจน
3. โครงสร้างที่กะทัดรัด: แรงกดด้านเดียว โครงสร้างที่กะทัดรัด พื้นที่ใช้สอยน้อย
4. เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสะอาด: ขับเคลื่อนด้วยพลังงานหมุนเวียน เลือกปฏิกิริยาน้ำบริสุทธิ์ ปราศจากมลพิษ ไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูง

สถานะการพัฒนาของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEM)
ข้อเสียของผลิตภัณฑ์:
1. การผลิตไฮโดรเจนต่อเซลล์น้อย
2. ประสิทธิภาพไม่เพียงพอ (เมื่อเปรียบเทียบในประเทศและต่างประเทศ): ส่วนประกอบหลัก ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า การใช้พลังงานไฟฟ้า DC ต่อหน่วย ปริมาณโลหะมีค่า เป็นต้น
3. ราคาสูง: กระบวนการเตรียมที่ซับซ้อนของเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า และเมมเบรนอิเล็กโทรด
4. ความทนทานต้องการการปรับปรุง: เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนมีแนวโน้มที่จะเกิดความเครียดทางกล การกัดกร่อนทางเคมี และการเสื่อมสภาพ ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่ามีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันและเป็นพิษ

ทิศทางการพัฒนา:
1. ปรับปรุงประสิทธิภาพและเสถียรภาพ: ปรับปรุงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (ความสามารถในการขนส่งโปรตอน ความเสถียร) โครงสร้างเครื่องผลิตไฮโดรเจน
2. ลดต้นทุน: ใช้เมมเบรนโปรตอนในประเทศ ลดการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า ปรับปรุงกระบวนการเตรียมเมมเบรนอิเล็กโทรด
3. แรงกดด้านการทำงานสูง: เพิ่มความสามารถในการรับแรงกดด้านเดียวเพิ่มเติม ปรับปรุงความสม่ำเสมอของวัสดุ ลดต้นทุนอุปกรณ์ในขั้นตอนต่อไป

การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนอนุภาคลบ
การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนอนุภาคลบ (AEM)
หลักการ:
การผลิตไฮโดรเจนด้วย AEM ใช้น้ำบริสุทธิ์หรือด่างความเข้มข้นต่ําเป็นอิเล็กโทรไลต์ น้ำจะซึมผ่านจากแอนโอดผ่านเมมเบรน AEM ไปยังแคโทด ซึ่งเกิดการเกิดไฮโดรเจน ผลิต OH- และไฮโดรเจน OH- นําผ่านเมมเบรน AEM ไปยังแอนโอด ซึ่งเกิดการเกิดออกซิเจน

สถานะการพัฒนาของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนอนุภาคลบ (AEM)
ข้อดีของผลิตภัณฑ์:
การเริ่มต้นและหยุดทำงานอย่างรวดเร็ว: เมมเบรน AEM มีการนําไอออนที่ดี อนุญาตให้เครื่องผลิตไฮโดรเจนสามารถเริ่มต้นและหยุดทำงานได้อย่างรวดเร็ว
ด้านการเกิดไฮโดรเจนใช้แรงกดดัน ~3MPa ไม่จําเป็นต้องกําจัดออกซิเจนจากไฮโดรเจน
การตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว ปรับตัวได้อย่างยืดหยุ่นกับพลังงานหมุนเวียน
ราคาถูก: สามารถใช้วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ใช่โลหะมีค่า

ข้อเสียของผลิตภัณฑ์:
1. เมมเบรน AEM: การสังเคราะห์วัสดุที่ซับซ้อน ผลกระทบจากขนาดที่จํากัด ราคาสูง อายุการใช้งานสั้น
2. เมมเบรน AEM มีการบวมอย่างมาก ความยากลำบากในการเตรียมเซลล์เดี่ยวขนาดใหญ่
3. ตัวเร่งปฏิกิริยาแคโทดยังคงเป็น Pt/C เป็นหลัก มีความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่ต่ํากว่าเมื่อเทียบกับ PEM
4. เทคโนโลยียังไม่สมบูรณ์ อยู่ในระยะเริ่มต้นของการพาณิชย์

ทิศทางการพัฒนา:
1. การปรับปรุงวัสดุเมมเบรน: พัฒนา AEM ที่มีการนําไฟฟ้าสูง การเลือกไอออน และเสถียรภาพในสภาพเป็นด่างระยะยาว
2. การปรับปรุงอิเล็กโทรด: พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ใช่โลหะมีค่าที่มีประสิทธิภาพสูง
3. เพิ่มความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเพิ่มเติม

การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบด่าง
การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบด่าง (ALK)
หลักการ:
การผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบด่างใช้สารละลายด่างเป็นอิเล็กโทรไลต์ ภายใต้กระแสไฟฟ้าตรง แคโทดจะผ่านกระบวนการลดลง ได้รับอิเล็กตรอนเพื่อผลิตไฮโดรเจนและไอออนไฮดรอกไซด์ แอนโอดจะผ่านกระบวนการออกซิเดชัน ไอออนไฮดรอกไซด์จะสูญเสียอิเล็กตรอนเพื่อผลิตออกซิเจนและน้ำ

สถานะการพัฒนาของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบด่าง (ALK)
ระบบการผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบด่างในปัจจุบันส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องผลิตไฮโดรเจน อุปกรณ์แยกก๊าซ-ของเหลว และอุปกรณ์ทำความสะอาด

ข้อดีของผลิตภัณฑ์:
ราคาถูก: วัสดุอิเล็กโทรดมีราคาค่อนข้างถูก ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ใช่โลหะมีค่า
ประสิทธิภาพการเลือกปฏิกิริยา: ภายใต้เงื่อนไขโหลดเต็ม เครื่องผลิตไฮโดรเจนรุ่นที่สองของ Trina Yuan Hydrogen สามารถบรรลุประสิทธิภาพประมาณ 85%
การดำเนินงานภาระงานที่กว้างขวาง: สามารถดำเนินงานได้อย่างเสถียรภายในช่วงความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่กว้าง (25%-130%) มีความต้องการต่ําต่อคุณภาพพลังงานป้อนเข้า เข้ากันได้กับแหล่งพลังงานต่าง ๆ
ความสามารถในการขยายขนาด: เหมาะสําหรับโครงการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวในขนาดใหญ่

สถานะการพัฒนาของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยการเลือกปฏิกิริยาของน้ำแบบด่าง (ALK)
ประเด็นที่ต้องแก้ไข:
ประสิทธิภาพการเลือกปฏิกิริยา ช่วงพลังงานต่ําที่แคบ ความเร็วในการตอบสนองที่ช้า ความแม่นยําในการออกแบบสนามไหลที่ต่ํา การเริ่มต้นและหยุดทำงานบ่อย ๆ นําไปสู่เสถียรภาพของวัสดุที่ไม่ดี

ทิศทางการพัฒนา:
1. การวิจัยและพัฒนาและนวัตกรรมทางเทคโนโลยี: อิเล็กโทรด ไดอะแฟรม การออกแบบโครงสร้างเครื่องผลิตไฮโดรเจน การวิจัยความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ การวิจัยและจําลองระบบ
2. การผลิตที่เป็นมาตรฐาน: สร้างระบบการผลิตที่เป็นมาตรฐาน เลือกชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูง
3. การจัดการพลังงาน: ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน สร้างระบบพลังงานแบบบูรณาการ "ลม-แสงอาทิตย์-ไฮโดรเจน-การเก็บพลังงาน"
4. การบํารุงรักษาและการจัดการอุปกรณ์: สร้างแนวคิดวงจรชีวิตเต็มรูปแบบ การดําเนินงานที่ชาญฉลาด

การวิเคราะห์เปรียบเทียบเครื่องผลิตไฮโดรเจน
เครื่องผลิตไฮโดรเจนเซลล์เดี่ยวขนาดใหญ่
การถกเถียงระหว่าง "สี่เหลี่ยม" กับ "กลม"
สรุปและการเปรียบเทียบของเทคโนโลยีการเลือกปฏิกิริยาของน้ำสี่ประเภท
คลิกเพื่อดูรายงานพิเศษเกี่ยวกับงาน 2025 (ครั้งที่ 10) New Energy Industry Expo

Market forecast Market review

คำชี้แจงแหล่งที่มาของข้อมูล: นอกจากข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะแล้ว ข้อมูลอื่นๆ ทั้งหมดได้รับการประมวลผลโดย SMM จากข้อมูลสาธารณะ การสื่อสารกับตลาด และการพึ่งพาแบบจำลองฐานข้อมูลภายในของ SMMข้อมูลเหล่านี้มีไว้เพื่ออ้างอิงเท่านั้น ไม่ถือเป็นข้อเสนอแนะในการตัดสินใจ

หากมีข้อสงสัยหรือต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาติดต่อ: lemonzhao@smm.cn

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการเข้าถึงรายงานการวิจัยของเรา โปรดติดต่อ:service.en@smm.cn

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

22 ชั่วโมงที่แล้ว

แฟรุย เดอ และเจี๋ยชิง เทคโนโลยี บรรลุความร่วมมือเชิงกลยุทธ์ วางแผนส่งเสริมอากาศยานไร้คนขับพลังงานไฮโดรเจน 1,000 ลำ ภายใน 3 ปี

อ่านเพิ่มเติม

22 ชั่วโมงที่แล้ว

FAW เจียฟ่าง สแตกเซลล์เชื้อเพลิงรุ่นใหม่ผ่านการตรวจสอบจากหน่วยงานที่เชื่อถือได้ บรรลุความก้าวหน้าในตัวชี้วัดสมรรถนะหลักสามประการ

อ่านเพิ่มเติม

22 ชั่วโมงที่แล้ว

การติดตามโครงการไฮโดรเจนสีเขียว—อุปกรณ์ผลิตไฮโดรเจนแบบคอนเทนเนอร์ 5 เมกะวัตต์ของซู่ชิงจัดส่งสำเร็จ เพื่อสนับสนุนการก่อสร้างสถานีพลังงานครบวงจรน้ำมัน ก๊าซ ไฮโดรเจน ไฟฟ้า และกักเก็บพลังงานแห่งแรกในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

[SMM อัปเดตนโยบายไฮโดรเจน] มณฑลหูเป่ยเผยแพร่ร่างแผนปฏิบัติการเพื่อการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ของอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน ตั้งเป้าขนาดอุตสาหกรรมเกิน 1 แสนล้านหยวนภายในปี 2030

Sep 02, 2026 10:09