AEM商业化路径当如何走

AEM技术的商业化路径是一个分阶段、系统化的过程,旨在逐步扩大技术应用范围,提高效率,并降低成本。那AEM商业化路径要如何跑通?

1)零售与量产需求的满足:对于小于100标准立方米/小时的氢气需求,这些通常被视为零售需求,它们多样化且往往需要定制化解决方案。标准化、快速部署是对新技术普及的重要考量标准,从量产的角度来说,分布式应用与大型绿氢消纳型应用是两大类迅速跑量的需求形态。

2)兆瓦级分布式场景的应用:在这一类别中,根据氢气需求量的大小,可以配置一个或多个AEM制氢集装箱产品,以迅速完成制氢系统的部署。在当前的市场环境下,追求绿电制绿氢的象征意义往往大于实际需求。因此,可以碳中和政策的推行进度,分步骤进行制氢部署。在电价问题上,可以考虑不同的用电组合形式,例如绿电加谷电,或绿电加蓄冷电价,以进一步提升电解水系统的运行小时数,降低运营费用。

AEM商业化路径当如何走

3)混合制氢系统的扩展:为了迅速扩展AEM的商业化应用,在制氢工艺的组合上,可以考虑混合制氢系统,以进一步降低总投资成本。目前,ALK(碱性电解)技术在绿氢应用中更为广泛,但由于其隔膜结构的特点,在频繁启停、冷热启动以及高频率波动工况下存在较大的安全运行隐患。因此,需要为新能源配置超长时储能,以使用电工况趋于平稳,但这不仅导致成本大幅提升,锂电池储能系统本身也具有一定的安全风险。另一种可行的解决方案是将AEM或PEM与ALK组成联合制氢系统,利用AEM或PEM对波动的强跟随性能弥补ALK在绿电工况下的弱势,从而在系统层面上大幅提升系统级寿命。

4)大型绿电场景的应用:在超过10000标准立方米/小时的大型绿氢消纳场景下,纯ALK、纯AEM或纯PEM都不是最佳解决方案,因为这三种形式都不能完全解决既要安全又要便宜的难题。因此,在这类应用场景上,早期搭建混合制氢系统是一个兼顾波动性与性价比的妥协方案。由于PEM的贵金属依赖问题,在更大的制氢场景下,所需的制氢量越大,PEM对贵金属的需求量就越大,因此PEM并不适合超大型制氢场景,因为成本不可接受。相比之下,AEM可以在大型绿氢场景下与ALK组合混合阵列系统,并且从早期的10%-90%(PEM与ALK配置比例)配比可以逐步过渡到更大比例,进一步提升整个制氢系统的波动对冲性能。随着供应链的成熟与AEM性能与寿命的大幅进步,在大型制氢场景下AEM将进一步增加渗透率。

不过AEM的技术推广和商业延展必然也需要进行从“小”到“大”的场景验证。对于其验证实施,徐迟认为需要经历7个阶段的转变:

1)小规模AEM示范系统的构建与测试:此阶段旨在通过搭建小规模的AEM示范系统,进行初步的技术验证和性能测试,以评估AEM技术在实际应用中的可行性和稳定性。
2)兆瓦级AEM示范项目的实施与应用:在小规模示范系统的基础上,进一步扩大至兆瓦级的示范项目,这不仅能够测试AEM技术在更大规模下的性能,同时也是向商业化迈进的重要一步。
3)多场景兆瓦级AEM示范项目的实施与应用:在不同应用场景中实施兆瓦级AEM示范项目,这有助于全面评估AEM技术在多样化环境下的适应性和可靠性,为后续的商业化应用提供坚实的数据支持。
4)AEM技术的分布式商业化应用:在验证了AEM技术的稳定性和可靠性后,将其应用于分布式商业化场景,这标志着AEM技术开始进入市场,满足更广泛的商业需求。
5)超大型制氢场景下AEM/ALK协同制氢应用:探索AEM技术与ALK(碱性电解)技术的协同应用,特别是在大型制氢场景中,这不仅能够提高制氢效率,还能推动绿氢、绿醇/氨、SAF(可持续航空燃料)等氢基能源的应用。
6)供应链成熟与AEM电堆寿命的显著提升:随着供应链的成熟和AEM电堆寿命的显著提升,AEM技术将具备更广泛的应用潜力,为未来的商业化铺平道路。
7)从科研示范到商业需求的转变:早期的客户群体,如科研机构和示范项目,将逐渐转变为对AEM产品有真实需求的商业客户,这标志着AEM技术在市场上的接受度和需求的增长。
通过这一系列有序的步骤,AEM技术的商业化进程将更加稳健和可持续。每一步都是基于前一步的成果,逐步推进,确保技术的成熟度和市场的接受度同步提升。

AEM技术因其低成本和高效能的特点,在市场中具有明显的竞争优势。AEM电解槽的市场需求主要来自研究机构、电厂等场景,随着技术的成熟和市场验证,AEM技术有望在局部场景的小范围内进行推广应用。随着AEM技术的不断发展和优化,预计在未来几年内,AEM将在局部范围内实现规模化应用,形成百兆瓦的应用规模。AEM技术的发展将推动绿氢生产成本迈入1美元/kg时代,使绿氢、绿氨、绿醇有望大规模应用于能源、交通和工业领域脱碳。

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