Enapter 计划到 2025 年将其独特的 AEM 氢电解槽的成本降低 83%

意大利电解槽制造商 Enapter 告诉Recharge,由于其德国新工厂的规模经济和自动化,未来三年内其阴离子交换膜 (AEM) 机器的成本将降低 83.5%  

目前,Enapter 仅在意大利比萨的一家工厂小批量生产其高度模块化的电解槽——每年 20-30 兆瓦。但其位于德国西部萨尔贝克的新校区目前正在建设中,年产能将至少达到300MW。

“目前,我们并没有以自动化方式生产我们的堆栈,”首席战略官 Thomas Chrometzka 告诉 Recharge“在 Enapter 园区,第一步,我们可能不会实现完全自动化,但很快,我们的目标是让电解槽堆在生产中实现完全自动化。降低堆栈成本对我们来说很关键。最终,这显然是 [降低成本] 的一个巨大杠杆。”

Enapter 解释说,到 2025 年,其电解槽的价格将从目前的 3,333 欧元/千瓦降至 550 欧元/千瓦。

“我们有信心,我们可以通过达到每年 300 兆瓦的生产能力来达到这些数字,也许更多。我们不必去 5GW 就可以到达那里,”他指的是一些制造商正在规划的工厂规模。

Enapter 长期以来一直表示,由于其相对效率和较低的材料成本,其独特的 AEM 技术将能够生产比目前主导市场的碱性和 PEM 电解槽更便宜的绿色氢气。

Enapter 电解槽可以从 53.4kWh 产生一公斤氢气——因此比普通的碱性或 PEM 电解槽更节能(见下文)——同时该技术还能够快速响应可变可再生能源发电的起伏与更昂贵的 PEM 机器类似的方式。

这意味着到 2025 年,一个 1 兆瓦的 AEM 多核装置可以以每公斤 2.26 美元的价格生产绿色氢,使用可再生电力,平均价格为每兆瓦时 30 欧元(30 美元),负载系数为 98%。该数字上升至 3.33 欧元/公斤,平均电价为 50 欧元/兆瓦时。

“如果你的电力成本在这个范围内,那么与天然气危机前的灰氢价格相比,竞争力即将到来,甚至已经存在。

“对于我们的模块化装置 [2.4kW EL 4.0],我们不一定要与大型工业氢生产竞争。如果你可以在加氢站旁边放置一个电解槽,你就可以与在加油站以 10-12 欧元/公斤的价格出售的氢气竞争。”

他继续说道:“许多人都在说我们需要如何为所有这些绿色氢能项目筹集资金,我们需要政府批准预算。但我们说我们不必等待两三年。绿色氢已经具有竞争力——我们今天在世界各地都有客户在使用我们的设备。它们今天被用于加油站。我们正在迅速降低价格。那我们就出发吧,不用等了。

“最重要的是,我们计划在 2025 年实现 2030 年行业报告中的许多成本预测。”

Enapter 长期以来一直表示,它相信其 AEM 技术和高度模块化的方法——其所有单元均由标准化的 2.4kW 堆栈构建——将以低于目前主导市场的碱性和 PEM 电解槽的平准化成本生产绿色氢。

“我们在 AEM 电解槽中使用的材料与碱性电解槽没有太大区别。但它具有 PEM 电解槽的所有能力——它在使用可再生能源时运行得更好;升温和降温并不是大规模低成本碱性电解槽非常擅长的事情,”Chrometzka 说。

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Enapter 首席安全官 Thomas Chrometzka

“我们认为,从长远来看,当我们进入非常高的数量时,我们可能能够与碱性竞争。这是因为我们正在制造更紧凑、更简单的机器。与碱性电解槽不同,我们使用干阴极生产氢气,因此我们的氢气不需要任何清洁,KOH [即。电解液]洗涤、净化、干燥到碱性电解槽需要的程度。”

他解释说,电解槽的生产将于明年在其 Enapter 园区开始,首批 1MW 多核单元将于 2023 年下半年开始发货。

德国工厂设计年产10000个电堆,年产能约300MW。

Chrometzka 说:“但我们认为,再进行一些调整——而且我们有足够的可用空间——工厂可能已经有能力每年生产约 1GW 的产品。”

他解释说,这是因为该公司尚未决定是否要在现场组装其 1MW 多核单元。

“我们自己制造一切,我们制造自己的电极,我们制造电池和电池组,我们一定会生产自己的 EL 4.0 单核电解槽。我们不打算外包任何这些。但是,当谈到建造兆瓦级机组时,尚不清楚我们是否会自己配备所有这些容器,或者我们是否可能将其外包给建造合作伙伴。

“这显然会产生重大影响。如果我们将工厂的占地面积纯粹用于堆栈生产和单核,那么与我们在那里为多核单元配备 40 英尺集装箱相比,我们的产能会高得多。”

什么是 AEM?Enapter 与其他电解槽制造商有何不同?

“我们基本上采用 PEM 的高效电池设置,以压缩但高纯度的方式生产氢气,但我们可以用非常便宜的材料成本来做到这一点,这通常是我们从碱性技术中了解到的。所以它有点混合,”Chrometzka  在去年 7 月告诉Recharge 。

“在我们的例子中,我们的膜传导阴离子 [即带负电的离子],而 PEM 会传导质子 [即带正电的离子]。”

由于 PEM 电解槽使用强酸性电解液,因此容纳电解液并将电池组中的电池分开的双极板需要昂贵的钛来保护电池组并避免腐蚀。然而,Enapter 的 AEM 机器使用 1% 的氢氧化钾碱性溶液(即 99% 的水),因此可以使用便宜得多的钢材。

Enapter 去年表示,到 2025 年,其双极板在 1MW 电解槽中的成本为 20 美元/kW,而 PEM 机器的成本为 190 美元/kW。

成本节约也归功于 Enapter 新颖的模块化电解槽生产方法。

这家意大利公司不会像大多数制造商那样生产 1MW 或 5MW 的电解装置,而是大规模生产 2.4kW 的小型电解槽。因此,每个 1MW 的“多核”电解槽需要 420 个电池组。

“我们研究了经济史并发问,'什么在降低成本方面取得了最快的成果?' 我们看到这是可大规模生产的标准化商品。

“所以我们的方法是采用标准化产品,然后非常巧妙地将其堆叠起来,而不是建造总是更大的电解槽单元。通过这种方法,我们认为规模经济更高。”

他解释说,通过使用多个小堆,Enapter 可以“借用”已经在光伏和电池领域使用的电力设备。

Chrometzka 说:“这本质上比开发定制的 MW 级动力装置更便宜,而更大的 PEM 堆栈通常就是这种情况。” “除此之外,我们还使用了更多此类标准化单元,价格随单元数量显着增加。我们的竞争对手可能会采购数百或数千个 [电源装置],而我们正在寻找数十万和数百万个。”

他还指出,AEM 技术不需要在碱性电解槽和 PEM 电解槽中用作催化剂的非常昂贵的铱或铂,尽管他承认在这些电解槽中使用的量非常少,与节省成本相比这只是一个很小的优势从电源装置和去除钛。

“我们看不出 PEM 电解槽怎么会比 AEM 电解槽便宜,”他  去年 7 月告诉Recharge 。

Chrometzka 补充说,虽然 AEM 和碱性电解槽都是使用类似的低成本材料制造的,但 AEM 是一种更简单的系统,需要的材料更少,而且不需要对氢气进行后期纯化。

该公司表示,Enapter 的技术在能源效率方面也具有优势,声称生产 1 公斤氢气需要 53.4kWh 的电力,而 PEM 的平均耗电量为 56.7kWh,碱性电解槽的平均耗电量为 55.3kWh。

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