书名：氢能产业发展与技术丛书 可再生能源制氢技术
书号：978-7-5239-0260-8
定价：85元
作者：中国电力企业联合会氢能分会 肖平
出版时间：2025-12-01
出版社：中国电力出版社
页码： 224    字数(千字)：311
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

产品特色

本套书定位为科技著作，由中电联氢能分会组织编写，周孝信院士担任丛书编委会主任，编著过程以产学研相结合，以政策为指导，并在介绍技术的同时，适当涵盖典型经验和实践案例。

作者介绍

中国电力企业联合会氢能分会是中电联的分支机构，是电力行业氢能领域资源共享、沟通交流、开放合作的非盈利公益性服务平台，以促进氢电协同发展为目标，助力新型能源体系建设，助力行业低碳转型并实现高质量发展

内容介绍

本书系统阐述了可再生能源制氢的核心技术、发展现状与未来趋势，重点探讨了电解水制氢及其衍生技术的创新路径。全书共分7 章，第1 章概述了可再生能源制氢的技术内涵；第2 章详述了碱性电解水制氢技术的成熟机理、电解槽等关键设备、系统评价、发展现状和存在的问题；第3 章聚焦质子交换膜电解水制氢技术，介绍其高电流密度特性、电解槽特性及发展趋势；第4章探讨了动态电解制氢技术，介绍多能源协同调控策略与智能电网适配方案；第5 章针对固体氧化物电解水制氢技术、阴离子交换膜电解水制氢技术、直接海水电解制氢技术等，提出新型可再生能源电解水制氢技术路径，分析其材料突破与效率提升方向；第6 章对比了非电解制氢技术的适用场景与产业化瓶颈；第7 章展望了绿氢成本下降路径、多能互补系统集成及全球能源结构重塑的前景。 本书可为氢能产业链研发人员、能源政策制定者以及高校相关专业的师生提供技术参考。
本书适用于本书可为氢能产业链研发人员、能源政策制定者以及高校相关专业的师生提供技术参考。

前言

前言 当前，全球气候变化问题日益严峻，人类社会对于可持续发展和环境保护的关注达到了前所未有的高度。能源结构转型已经成为各国政府、企业和公众共同面临的重大挑战之一。传统化石燃料的开采与使用不仅加剧了温室气体排放，还带来了资源枯竭的风险。因此，探索和发展清洁、高效的新型能源体系变得尤为重要。 氢能作为一种清洁能源载体，以其零碳排放、高能量密度等特性而备受瞩目。在各种制氢方法中，基于可再生能源的制氢技术是未来重点发展方向。一方面，可再生能源制氢无须依赖有限且分布不均的传统能源资源，能够规避地缘政治风险；另一方面，氢能实现零碳排放利用，契合绿色发展的理念。然而，目前可再生能源制氢仍面临成本较高、效率偏低等问题，制约着其大规模应用。因此，如何提高制氢效率、降低成本成为当前研究的重点方向。 近年来，在政策扶持与技术进步的双重推动下，可再生能源制氢领域取得显著进展。新型催化剂的研发使得电解槽性能大幅提升，同时，光伏和风电规模化发展及其成本持续下降，则为低成本制氢创造了有利条件。此外，储能技术和智能电网的发展也为解决间歇性电源供电的不稳定问题提供了可能。展望未来，随着相关技术不断成熟和完善，预计到21 世纪中叶，可再生能源制氢有望成为主要的制氢方式，并在全球范围内构建起一个清洁、高效的氢能经济体系。 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司在中国电力企业联合会氢能分会的指导下，联合有研工程技术研究院有限公司、上海氢器时代科技有限公司、北京低碳清洁能源研究院、北京化工大学、中石化石油化工科学研究院有限公司、清华大学等单位编写了《可再生能源制氢技术》，旨在为读者提供一个全面了解该领域现状及未来发展趋势的窗口，从多个角度出发，针对技术原理、生产工艺流程、经济性分析以及政策支持等方面进行深入探讨。通过系统地介绍国内外最新的研究成果和技术进展，并结合实际案例分析，希望能够帮助广大科研工作者、工程技术人员乃至普通大众更好地认识这一新兴领域，激发更多关于如何有效促进可再生能源制氢技术发展的思考与实践。同时，希望以此书搭建桥梁，促进学术界与产业界的交流与合作，共同推动相关技术进步和社会应用普及，为构建美好地球家园贡献力量。 此外，在编写过程中，编者深刻体会到，任何一项科学研究或技术创新都离不开团队合作的力量。在此特别感谢所有参与本书编撰工作的专家，他们的无私分享使得本书内容更加丰富翔实；感谢中国电力出版社编辑团队给予的专业指导与支持，让优秀的想法得以在本书中呈现；更要感谢每一位关注并投身于可再生能源事业、志同道合的同行，正是有无数人默默地为新能源事业付出，才让我们的未来充满希望。 希望通过阅读本书，读者不仅能够了解可再生能源制氢技术的基本概念和工作原理，还能掌握最新的研究动态与发展方向，为从事相关领域的工作或深入学习奠定坚实基础。同时，希望借此激发更多的专业人士投身这一充满挑战但意义重大的研究领域，共同推动人类迈向更加清洁、高效、可持续的能源时代。 本书力求内容翔实、数据准确，但由于编者水平所限，疏漏之处在所难免。部分观点尚待学界同仁斧正，案例数据也可能存在未尽周全之处，以期抛砖引玉，共促学术争鸣。 编者 2025 年9 月

目录

目录
丛书序
前 言
第1 章 绪论 1
11 可再生能源与氢 1
111 可再生能源 1
112 氢与氢气 3
12 可再生能源制氢特点 4
13 可再生能源制氢技术 5
131 电解制氢 6
132 化学链制氢 7
133 光催化制氢 8
第2 章 碱性电解水制氢技术 10
21 技术原理 10
22 部件与材料 11
221 电极 11
222 隔膜 25
223 极板、极框及密封垫片 29
23 设备与系统 32
231 碱性电解水电解槽 32
232 关键零部件 33
233 碱性电解水制氢系统 37
24 性能评价 40
25 问题与挑战 44
251 存在的问题 44
252 挑战与未来发展趋势 44
第3 章 质子交换膜电解水制氢技术 46
31 技术原理 46
32 部件与材料 47
321 质子交换膜 47
322 催化剂 51
323 膜电极 54
324 气体扩散层 56
325 双极板 59
326 其他部件 62
33 设备与系统 65
331 电解槽 65
332 水循环系统 66
333 氢氧分离系统 67
334 干燥纯化系统 72
335 辅助系统 77
336 PEM 电解水制氢系统集成 86
34 性能评价 88
35 问题与挑战 90
351 存在的问题 90
352 挑战与未来发展趋势 92
第4 章 动态电解制氢技术 95
41 动态电解制氢系统架构 95
411 动态电解制氢系统组成 95
412 动态电解制氢系统的功能要求 97
42 动态电解制氢系统运行控制技术 98
421 电解系统动态特性 98
422 系统运行策略及精准控制技术 101
43 动态电解制氢系统能量管理与优化技术 110
431 能量管理目标与技术 110
432 动态电解制氢系统配置与建模 117
44 动态电解制氢安全保障技术 119
441 危险源及风险分析 119
442 波动电源制氢系统安全问题 122
443 风险应对措施及未来发展方向 125
第5 章 新型可再生能源电解水制氢技术 130
51 固体氧化物电解水制氢技术 130
511 技术原理 130
512 部件与材料 132
513 设备与系统 140
514 问题与挑战 145
52 阴离子交换膜电解水制氢技术 147
521 技术原理 147
522 部件和材料 150
523 设备系统与性能应用 160
524 存在的问题和发展前景 161
53 直接海水电解制氢技术 163
531 原理与应用潜力 163
532 发展现状 166
533 挑战与展望 175
第6 章 非电解制氢技术 177
61 生物质气化制氢技术 177
611 技术原理 178
612 部件与材料 179
613 设备与系统 180
614 性能与应用 181
62 化学链制氢技术 183
621 技术原理 183
622 部件与材料 184
623 设备与系统 185
624 性能与应用 188
63 光催化水解制氢技术 190
631 技术原理 190
632 部件与材料 192
633 设备与系统 196
634 问题与挑战 197
第7 章 可再生能源制氢技术前景和展望 199
71 应用潜力和应用场景 200
711 技术应用潜力 200
712 主要应用前景 200
713 技术发展挑战 201
72 技术发展展望 201
721 电解制氢技术展望 201
722 电氢耦合技术展望 202
723 其他制氢技术展望 203
724 数智化融合展望 204
参考文献 205