PEM vs électrolyseur alcalin : quelle technologie de production d’hydrogène est la plus adaptée à vos besoins ?

Lors du choix d'une technologie de production d'hydrogène, le choix entre un électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM) et un électrolyseur alcalin nécessite une prise en compte approfondie de nombreux facteurs. La comparaison suivante vous aidera à prendre votre décision :

I. Performances techniques

1. Densité de courant et consommation d'énergie

• électrolyseur alcalin:La densité de courant est généralement de 0,2 à 0,4 A/cm² et la consommation d'énergie du système des deux est similaire.

• électrolyseur PEM:La densité de courant atteint 1 à 2 A/cm² et la consommation énergétique du système des deux est similaire.

2. Plage de charge et vitesse de réponse

• Électrolyseur alcalin : plage de réglage de la charge de 40 à 100 %, vitesse de démarrage et d'arrêt lente (démarrage à chaud de 1 à 5 minutes, démarrage à froid de 1 à 5 heures), ne convient pas aux énergies intermittentes telles que l'énergie éolienne/photovoltaïque - un équilibre de pression est nécessaire pour éviter les fuites de gaz.

• Électrolyseur PEM : Plage de charge 0 %–120 %, démarrage et arrêt rapides (démarrage à chaud) <5 secondes, démarrage à froid 5 à 10 minutes), très adapté pour s'adapter aux fluctuations des énergies renouvelables.

2. Facteurs de coût

1. Coût de l'équipement

Électrolyseur alcalin : faible coût, électrodes sans métaux précieux. La part de marché nationale est élevée et le prix de l'équipement ne représente que 1/4 à 1/6 du prix du PEM.

• Électrolyseur PEM : coût élevé (prix à l'étranger 1,2 à 1,5 fois supérieur à celui de l'alcalin et 4 à 6 fois supérieur à celui du national), car le catalyseur nécessite des métaux précieux comme l'iridium et le platine. Cependant, le rapport qualité-prix à l'étranger est meilleur et la production nationale réduit les coûts grâce à la localisation et à l'échelle.

2. Coûts d'exploitation

• Électrolyseur alcalin : faible coût d'équipement, consommation d'énergie élevée et optimisation de la consommation d'énergie dans le futur.

• Électrolyseur PEM : une faible consommation d'énergie peut réduire les coûts, mais les dépenses en équipements et en métaux précieux augmentent les coûts d'exploitation globaux, et la réduction des coûts dépend de l'augmentation de la densité de courant, de la réduction de l'utilisation de l'iridium et de la localisation.

3. Scénarios d'application

1. Scénarios applicables à l'électrolyseur alcalin :

• Hydrogène industriel à grande échelle.

• Scénarios avec de faibles exigences en matière de qualité de l'eau : de l'eau déionisée ordinaire peut être utilisée, adaptée aux zones où l'approvisionnement en eau de haute pureté est limité.

2. Scénarios applicables à l'électrolyseur PEM :

• Scénario de couplage d'énergie renouvelable (éolien/photovoltaïque) : réponse rapide, large plage de charge, adapté à la production d'hydrogène distribuée hors réseau (comme les îles, les zones minières).

• Scénario d'hydrogène de haute pureté (comme une station de ravitaillement en hydrogène) : produire directement de l'hydrogène de haute pureté sans séparation supplémentaire.

IV. Tendances futures

• Électrolyseur alcalin : se concentrer sur la réduction de la consommation d'énergie (mise à niveau des diaphragmes/catalyseurs) et l'amélioration de la densité de courant pour optimiser davantage les performances en termes de coûts.

• Électrolyseur PEM : grâce aux avancées technologiques (réduction de l'utilisation de métaux précieux), à la localisation et à la réduction des coûts à grande échelle, on s'attend à ce que la part de marché augmente après la réduction des coûts.

Résumé

• Choisissez un électrolyseur alcalin : si la demande est une production d'hydrogène à grande échelle et à faible coût, la pureté de la source d'eau doit être prise en compte.

• Choisissez l'électrolyseur PEM : si vous vous concentrez sur une réponse rapide, vous vous adaptez aux fluctuations des énergies renouvelables, recherchez l'hydrogène de haute pureté et pouvez accepter un investissement initial plus élevé.