Elettrolizzatore PEM vs. elettrolizzatore alcalino: quale tecnologia di produzione dell'idrogeno è più adatta alle tue esigenze?

Nella scelta della tecnologia di produzione dell'idrogeno, la scelta tra un elettrolizzatore a membrana a scambio protonico (PEM) e un elettrolizzatore alcalino richiede una valutazione approfondita di molti fattori. Il seguente confronto vi aiuterà a prendere una decisione:

I. Prestazioni tecniche

1. Densità di corrente e consumo energetico

• Elettrolizzatore alcalino: La densità di corrente è solitamente compresa tra 0,2 e 0,4 A/cm² e il consumo energetico del sistema è simile.

• Elettrolizzatore PEM:La densità di corrente raggiunge 1–2 A/cm² e il consumo energetico del sistema è simile.

2. Gamma di carico e velocità di risposta

• Elettrolizzatore alcalino: intervallo di regolazione del carico 40-100%, velocità di avvio e arresto lenta (avvio a caldo 1-5 minuti, avvio a freddo 1-5 ore), non adatto per energia intermittente come energia eolica/fotovoltaica - è necessario il bilanciamento della pressione per evitare perdite di gas.

• Elettrolizzatore PEM: intervallo di carico 0%–120%, avvio e arresto rapidi (avvio a caldo <5 secondi, avviamento a freddo 5–10 minuti), molto adatto per l'adattamento alle fluttuazioni dell'energia rinnovabile.

2. Fattori di costo

1. Costo dell'attrezzatura

• Elettrolizzatore alcalino: basso costo, gli elettrodi non contengono metalli preziosi. La quota di mercato nazionale è elevata e il prezzo dell'apparecchiatura è solo 1/4-1/6 del PEM.

• Elettrolizzatore PEM: costo elevato (il prezzo all'estero è 1,2-1,5 volte superiore a quello dell'alcalino e 4-6 volte superiore a quello nazionale), poiché il catalizzatore richiede metalli preziosi come iridio e platino. Tuttavia, il rapporto prezzo/prestazioni all'estero è migliore e la produzione nazionale sta riducendo i costi grazie alla localizzazione e alla scalabilità.

2. Costi operativi

• Elettrolizzatore alcalino: bassi costi delle apparecchiature, elevato consumo energetico e ottimizzazione del consumo energetico in futuro.

• Elettrolizzatore PEM: il basso consumo energetico può ridurre i costi, ma le spese per le apparecchiature e i metalli preziosi aumentano i costi operativi complessivi; la riduzione dei costi dipende dall'aumento della densità di corrente, dalla riduzione dell'uso dell'iridio e dalla localizzazione.

3. Scenari applicativi

1. Scenari applicabili dell'elettrolizzatore alcalino:

• Idrogeno industriale su larga scala.

• Scenari con bassi requisiti di qualità dell'acqua: è possibile utilizzare acqua deionizzata ordinaria, adatta alle aree con un approvvigionamento idrico ad elevata purezza limitato.

2. Scenari applicabili dell'elettrolizzatore PEM:

• Scenario di accoppiamento delle energie rinnovabili (eolico/fotovoltaico): risposta rapida, ampio intervallo di carico, adatto per la produzione di idrogeno distribuita fuori dalla rete (come isole, aree minerarie).

• Scenario di idrogeno ad alta purezza (ad esempio una stazione di rifornimento di idrogeno): produrre direttamente idrogeno ad alta purezza senza ulteriore separazione.

IV. Tendenze future

• Elettrolizzatore alcalino: attenzione alla riduzione del consumo energetico (aggiornamento di diaframmi/catalizzatori) e miglioramento della densità di corrente per ottimizzare ulteriormente il rapporto costi-prestazioni.

• Elettrolizzatore PEM: grazie a innovazioni tecnologiche (riduzione dell'uso di metalli preziosi), localizzazione e riduzione dei costi di ampliamento, si prevede che la quota di mercato aumenterà dopo la riduzione dei costi.

Riepilogo

• Scegliere un elettrolizzatore alcalino: se la domanda è una produzione di idrogeno su larga scala a basso costo e si deve tenere conto della purezza della fonte d'acqua.

• Scegli l'elettrolizzatore PEM: se ti concentri su una risposta rapida, ti adatti alle fluttuazioni dell'energia rinnovabile, persegui l'idrogeno ad alta purezza e puoi accettare un investimento iniziale più elevato.