三种电解水制氢原理、工艺流程、特点、设备组成、性能指标

三种不同类型的电解水制氢技术：碱性电解（AEC）、质子膜电解（PEMEC）和高温电解（SOEC）的对比。

高温电解技术（SOEC）在效率和能耗方面具有明显优势，特别是其接近100%的电解池效率和最低的系统能耗。然而，它的投资成本也是最高的。质子膜电解技术（PEMEC）在启动时间上具有优势，但效率和能耗相对较高。碱性电解技术（AEC）在投资成本上最低，但在效率和能耗方面不如其他两种技术。以下是对这些技术的分析：
一、运行参数： 

1. 电池温度：碱性电解和质子膜电解的运行温度较低，分别为60-90℃和50-80℃，而高温电解的运行温度则高达650-900℃。   

2. 典型压力：碱性电解的压力范围是10-30 bar，质子膜电解是20-50 bar，高温电解则较低，为1-15 bar。 

3. 电流密度：质子膜电解的电流密度最高，为1.0-2.0 A/cm?，碱性电解次之，高温电解最低。

4. 负载弹性：高温电解具有最大的负载弹性，能够承受-100%至+100%的变化，而碱性电解和质子膜电解的负载弹性较低。 

5. 冷启动时间：质子膜电解的冷启动时间最短，只需5-10分钟，碱性电解需要1-2小时。 

6. 热启动时间：高温电解的热启动时间最长，为15分钟，质子膜电解的热启动时间最短，小于10秒。
   二、效率： 

7. 电解池效率(LHV)：高温电解的效率最高，接近100%，碱性电解和质子膜电解的效率分别为63-71%和56-68%。 

8. 电解池能耗(kWh/Nm?)：高温电解的能耗最低，为3 kWh/Nm?，碱性电解和质子膜电解的能耗分别为4.3-5.5和4.4-5.5。 

9. 系统效率(LHV)：高温电解的系统效率最高，为82-86%，碱性电解和质子膜电解的系统效率均为51-70%。   

10. 系统能耗(kWh/Nm?)：高温电解的系统能耗最低，为3.6-3.9 kWh/Nm?，碱性电解和质子膜电解的系统能耗分别为5.0-5.9和5.0-6.5。
    三. 经济性： 

11. 投资成本(?/kW)：碱性电解的投资成本最低，为3000元/kW，质子膜电解为11000元/kW，高温电解的成本最高，超过16000元/kW。   

12.  SOEC电解池相比AEC和PEMEC可节约用电30%以上，在能耗方面，高温电解技术具有显著优势。
    四. 生命周期(kh)：

    三种技术的生命周期范围相似，都在30-120kh之间，但具体的数值差异未提供。