Electrolizador PEM vs. alcalino: ¿Qué tecnología de producción de hidrógeno es más adecuada para sus necesidades?

Al seleccionar la tecnología de producción de hidrógeno, la elección entre un electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM) y un electrolizador alcalino requiere una consideración exhaustiva de numerosos factores. La siguiente comparación le ayudará a tomar una decisión:

I. Rendimiento técnico

1. Densidad de corriente y consumo de energía

• Electrolizador alcalino:La densidad de corriente suele ser de 0,2 a 0,4 A/cm² y el consumo de energía del sistema de ambos es similar.

• Electrolizador PEM:La densidad de corriente alcanza 1-2 A/cm² y el consumo de energía del sistema de ambos es similar.

2. Rango de carga y velocidad de respuesta

• Electrolizador alcalino: rango de ajuste de carga 40-100%, velocidad de arranque y parada lenta (arranque en caliente 1–5 minutos, arranque en frío 1–5 horas), no apto para energía intermitente como energía eólica/fotovoltaica - se requiere equilibrio de presión para evitar fugas de gas.

• Electrolizador PEM: Rango de carga 0%–120%, arranque y parada rápidos (arranque en caliente) <5 segundos, arranque en frío 5-10 minutos), muy adecuado para adaptarse a energías renovables fluctuantes.

2. Factores de costo

1. Costo del equipo

Electrolizador alcalino: de bajo costo, los electrodos no contienen metales preciosos. Tiene una alta cuota de mercado nacional y el precio del equipo es solo entre 1/4 y 1/6 del PEM.

• Electrolizador PEM: Alto costo (el precio internacional es entre 1,2 y 1,5 veces mayor que el alcalino y entre 4 y 6 veces mayor que el nacional), debido a que el catalizador requiere metales preciosos como el iridio y el platino. Sin embargo, el rendimiento de los precios internacionales es mejor, y la producción nacional está reduciendo costos mediante la localización y la escala.

2. Costo operativo

• Electrolizador alcalino: bajo costo de equipo, alto consumo energético y optimización del consumo energético en el futuro.

• Electrolizador PEM: el bajo consumo de energía puede reducir los costos, pero los gastos en equipos y metales preciosos aumentan los costos operativos generales, y la reducción de costos depende del aumento de la densidad de corriente, la reducción del uso de iridio y su localización.

3. Escenarios de aplicación

1. Escenarios aplicables del electrolizador alcalino:

• Hidrógeno industrial a gran escala.

• Escenarios con requisitos de baja calidad del agua: se puede utilizar agua desionizada común, adecuada para áreas con suministro limitado de agua de alta pureza.

2. Escenarios aplicables del electrolizador PEM:

• Escenario de acoplamiento de energía renovable (energía eólica/fotovoltaica): respuesta rápida, amplio rango de carga, adecuado para la producción distribuida de hidrógeno fuera de la red (como islas, zonas mineras).

• Escenario de hidrógeno de alta pureza (como una estación de servicio de hidrógeno): producir directamente hidrógeno de alta pureza sin separación adicional.

IV. Tendencias futuras

• Electrolizador alcalino: se centra en reducir el consumo de energía (mejorar los diafragmas/catalizadores) y mejorar la densidad de corriente para optimizar aún más el rendimiento de los costos.

• Electrolizador PEM: a través de avances tecnológicos (reducción del uso de metales preciosos), localización y reducción de costos de ampliación, se espera que la participación de mercado se expanda después de la reducción de costos.

Resumen

• Elija un electrolizador alcalino: si la demanda es de producción de hidrógeno a gran escala y de bajo costo, y se debe tener en cuenta la pureza de la fuente de agua.

• Elija el electrolizador PEM: si se centra en la respuesta rápida, se adapta a las fluctuaciones de la energía renovable, busca hidrógeno de alta pureza y puede aceptar una inversión inicial mayor.