《表1 3种电解水制氢技术的比较》

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《面向高比例可再生能源消纳的电氢能源系统》

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表1给出了碱性电解、质子交换膜（PEM）电解和固态氧化物（SOEC）电解这3种电制氢技术的主要性能比较[15]。其中，碱性电解和PEM电解属于低温电解技术，工作温度在50～80℃范围内，单堆功率已达兆瓦级并得到工业化应用，系统效率最高可达70%。而近些年发展起来的SOEC电解是一种高温电解技术，工作温度在650～1 000℃范围内，在系统转化效率上较前两者有所提升，甚至在充分利用工业余热的前提下，其转化效率可达100%以上。此外，SOEC电解设备还可以反向进行工作，即将氢能反向转化为电能[15]，该特征使其适于结合储氢设备为电力子系统提供平衡功率的作用，但过高的工作温度会造成材料降解问题，使其设备寿命较短，这是SOEC电解设备未来发展面临的重要挑战。在动态特性上，3种电制氢技术均具有很高的运行灵活性，其工作区间分别为10%～110%，0%～160%和20%～100%，其中，碱性电解和PEM电解的动态响应时间在毫秒-秒级，可根据可再生能源出力进行灵活快速调整，支撑电力子系统稳定运行。目前，国内外已建成或在建中的电制氢工程已达200余座，装机规模从千瓦级到兆瓦级不等，部分电制氢工程见附录A表A1[30]。