Enapter 計(jì)劃到 2025 年將其獨(dú)特的 AEM 氫電解槽的成本降低 83%
意大利電解槽制造商 Enapter 告訴Recharge，由于其德國新工廠的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)化，未來三年內(nèi)其陰離子交換膜 (AEM) 機(jī)器的成本將降低 83.5% 。
目前，Enapter 僅在意大利比薩的一家工廠小批量生產(chǎn)其高度模塊化的電解槽——每年 20-30 兆瓦。但其位于德國西部薩爾貝克的新校區(qū)目前正在建設(shè)中，年產(chǎn)能將至少達(dá)到300MW。
“目前，我們并沒有以自動(dòng)化方式生產(chǎn)我們的堆棧，”首席戰(zhàn)略官 Thomas Chrometzka 告訴 Recharge。“在 Enapter 園區(qū)，第一步，我們可能不會(huì)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，但很快，我們的目標(biāo)是讓電解槽堆在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。降低堆棧成本對(duì)我們來說很關(guān)鍵。最終，這顯然是 [降低成本] 的一個(gè)巨大杠桿。”
Enapter 解釋說，到 2025 年，其電解槽的價(jià)格將從目前的 3,333 歐元/千瓦降至 550 歐元/千瓦。
“我們有信心，我們可以通過達(dá)到每年 300 兆瓦的生產(chǎn)能力來達(dá)到這些數(shù)字，也許更多。我們不必去 5GW 就可以到達(dá)那里，”他指的是一些制造商正在規(guī)劃的工廠規(guī)模。
Enapter 長期以來一直表示，由于其相對(duì)效率和較低的材料成本，其獨(dú)特的 AEM 技術(shù)將能夠生產(chǎn)比目前主導(dǎo)市場的堿性和 PEM 電解槽更便宜的綠色氫氣。
Enapter 電解槽可以從 53.4kWh 產(chǎn)生一公斤氫氣——因此比普通的堿性或 PEM 電解槽更節(jié)能（見下文）——同時(shí)該技術(shù)還能夠快速響應(yīng)可變可再生能源發(fā)電的起伏與更昂貴的 PEM 機(jī)器類似的方式。
這意味著到 2025 年，一個(gè) 1 兆瓦的 AEM 多核裝置可以以每公斤 2.26 美元的價(jià)格生產(chǎn)綠色氫，使用可再生電力，平均價(jià)格為每兆瓦時(shí) 30 歐元（30 美元），負(fù)載系數(shù)為 98%。該數(shù)字上升至 3.33 歐元/公斤，平均電價(jià)為 50 歐元/兆瓦時(shí)。
“如果你的電力成本在這個(gè)范圍內(nèi)，那么與天然氣危機(jī)前的灰氫價(jià)格相比，競爭力即將到來，甚至已經(jīng)存在。
“對(duì)于我們的模塊化裝置 [2.4kW EL 4.0]，我們不一定要與大型工業(yè)氫生產(chǎn)競爭。如果你可以在加氫站旁邊放置一個(gè)電解槽，你就可以與在加油站以 10-12 歐元/公斤的價(jià)格出售的氫氣競爭。”
他繼續(xù)說道：“許多人都在說我們需要如何為所有這些綠色氫能項(xiàng)目籌集資金，我們需要政府批準(zhǔn)預(yù)算。但我們說我們不必等待兩三年。綠色氫已經(jīng)具有競爭力——我們今天在世界各地都有客戶在使用我們的設(shè)備。它們今天被用于加油站。我們正在迅速降低價(jià)格。那我們就出發(fā)吧，不用等了。
“最重要的是，我們計(jì)劃在 2025 年實(shí)現(xiàn) 2030 年行業(yè)報(bào)告中的許多成本預(yù)測。”
Enapter 長期以來一直表示，它相信其 AEM 技術(shù)和高度模塊化的方法——其所有單元均由標(biāo)準(zhǔn)化的 2.4kW 堆棧構(gòu)建——將以低于目前主導(dǎo)市場的堿性和 PEM 電解槽的平準(zhǔn)化成本生產(chǎn)綠色氫。
“我們?cè)?AEM 電解槽中使用的材料與堿性電解槽沒有太大區(qū)別。但它具有 PEM 電解槽的所有能力——它在使用可再生能源時(shí)運(yùn)行得更好；升溫和降溫并不是大規(guī)模低成本堿性電解槽非常擅長的事情，”Chrometzka 說。
“我們認(rèn)為，從長遠(yuǎn)來看，當(dāng)我們進(jìn)入非常高的數(shù)量時(shí)，我們可能能夠與堿性競爭。這是因?yàn)槲覀冋谥圃旄o湊、更簡單的機(jī)器。與堿性電解槽不同，我們使用干陰極生產(chǎn)氫氣，因此我們的氫氣不需要任何清潔，KOH [即。電解液]洗滌、凈化、干燥到堿性電解槽需要的程度。”
他解釋說，電解槽的生產(chǎn)將于明年在其 Enapter 園區(qū)開始，首批 1MW 多核單元將于 2023 年下半年開始發(fā)貨。
德國工廠設(shè)計(jì)年產(chǎn)10000個(gè)電堆，年產(chǎn)能約300MW。
Chrometzka 說：“但我們認(rèn)為，再進(jìn)行一些調(diào)整——而且我們有足夠的可用空間——工廠可能已經(jīng)有能力每年生產(chǎn)約 1GW 的產(chǎn)品。”
他解釋說，這是因?yàn)樵摴旧形礇Q定是否要在現(xiàn)場組裝其 1MW 多核單元。
“我們自己制造一切，我們制造自己的電極，我們制造電池和電池組，我們一定會(huì)生產(chǎn)自己的 EL 4.0 單核電解槽。我們不打算外包任何這些。但是，當(dāng)談到建造兆瓦級(jí)機(jī)組時(shí)，尚不清楚我們是否會(huì)自己配備所有這些容器，或者我們是否可能將其外包給建造合作伙伴。
“這顯然會(huì)產(chǎn)生重大影響。如果我們將工廠的占地面積純粹用于堆棧生產(chǎn)和單核，那么與我們?cè)谀抢餅槎嗪藛卧鋫?40 英尺集裝箱相比，我們的產(chǎn)能會(huì)高得多。”
什么是 AEM？Enapter 與其他電解槽制造商有何不同？
“我們基本上采用 PEM 的高效電池設(shè)置，以壓縮但高純度的方式生產(chǎn)氫氣，但我們可以用非常便宜的材料成本來做到這一點(diǎn)，這通常是我們從堿性技術(shù)中了解到的。所以它有點(diǎn)混合，”Chrometzka 在去年 7 月告訴Recharge 。
“在我們的例子中，我們的膜傳導(dǎo)陰離子 [即帶負(fù)電的離子]，而 PEM 會(huì)傳導(dǎo)質(zhì)子 [即帶正電的離子]。”
由于 PEM 電解槽使用強(qiáng)酸性電解液，因此容納電解液并將電池組中的電池分開的雙極板需要昂貴的鈦來保護(hù)電池組并避免腐蝕。然而，Enapter 的 AEM 機(jī)器使用 1% 的氫氧化鉀堿性溶液（即 99% 的水），因此可以使用便宜得多的鋼材。
Enapter 去年表示，到 2025 年，其雙極板在 1MW 電解槽中的成本為 20 美元/kW，而 PEM 機(jī)器的成本為 190 美元/kW。
成本節(jié)約也歸功于 Enapter 新穎的模塊化電解槽生產(chǎn)方法。
這家意大利公司不會(huì)像大多數(shù)制造商那樣生產(chǎn) 1MW 或 5MW 的電解裝置，而是大規(guī)模生產(chǎn) 2.4kW 的小型電解槽。因此，每個(gè) 1MW 的“多核”電解槽需要 420 個(gè)電池組。
“我們研究了經(jīng)濟(jì)史并發(fā)問，'什么在降低成本方面取得了最快的成果？' 我們看到這是可大規(guī)模生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化商品。
“所以我們的方法是采用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，然后非常巧妙地將其堆疊起來，而不是建造總是更大的電解槽單元。通過這種方法，我們認(rèn)為規(guī)模經(jīng)濟(jì)更高。”
他解釋說，通過使用多個(gè)小堆，Enapter 可以“借用”已經(jīng)在光伏和電池領(lǐng)域使用的電力設(shè)備。
Chrometzka 說：“這本質(zhì)上比開發(fā)定制的 MW 級(jí)動(dòng)力裝置更便宜，而更大的 PEM 堆棧通常就是這種情況。” “除此之外，我們還使用了更多此類標(biāo)準(zhǔn)化單元，價(jià)格隨單元數(shù)量顯著增加。我們的競爭對(duì)手可能會(huì)采購數(shù)百或數(shù)千個(gè) [電源裝置]，而我們正在尋找數(shù)十萬和數(shù)百萬個(gè)。”
他還指出，AEM 技術(shù)不需要在堿性電解槽和 PEM 電解槽中用作催化劑的非常昂貴的銥或鉑，盡管他承認(rèn)在這些電解槽中使用的量非常少，與節(jié)省成本相比這只是一個(gè)很小的優(yōu)勢(shì)從電源裝置和去除鈦。
“我們看不出 PEM 電解槽怎么會(huì)比 AEM 電解槽便宜，”他 去年 7 月告訴Recharge 。
Chrometzka 補(bǔ)充說，雖然 AEM 和堿性電解槽都是使用類似的低成本材料制造的，但 AEM 是一種更簡單的系統(tǒng)，需要的材料更少，而且不需要對(duì)氫氣進(jìn)行后期純化。
該公司表示，Enapter 的技術(shù)在能源效率方面也具有優(yōu)勢(shì)，聲稱生產(chǎn) 1 公斤氫氣需要 53.4kWh 的電力，而 PEM 的平均耗電量為 56.7kWh，堿性電解槽的平均耗電量為 55.3kWh。
