电解槽和绿氢：咱们走得够快吗？
氢被以为是很多要害技能之一，将会给整个工业和社会带来一场绿色动力革新。虽然氢能够带来许多优点，但绿色氢被业界许多人视为最终方针，经过可再生动力发生，并被视为最清洁的变体。
虽然如此，氢构成了很多不同的技能，值得探究，以消除许多难以消除的部分的碳排放。与电池不同，氢仍然是一项相对较新的技能，因而整个职业的立异持续飙升。
当与可再生动力结合时，电解器被以为是发生绿色氢的要害技能。该进程将水转化为氢和氧分子，不仅为发明清洁动力载体供给了根底，还为氧供给了根底，氧可用于许多其他意图，如医疗范畴。
可是，整个职业的人以及那些将氢作为现在而不仅仅是未来的潜在动力载体的人不断提出一个问题——咱们做了满意的作业来支撑它的出产和集成吗？
未来电解槽容量
依据国际动力署氢项目数据库2021，全球氢需求持续飙升到2030年，全球装机容量将到达54GW。虽然如此，国际动力署还以为，要完成咱们的气候方针，每年需求耗费2.2亿吨氢。
很明显，氢气产值需求添加，出产技能的规划也需求进一步进步，以保证满意脱碳社会所需的数量，并发明可信的氢气商场。为了完成这一方针，有必要战胜几个要害妨碍，以协助氢气发挥其潜力，并作为未来的要害燃料支撑气候方针。
欧盟（EU）十分重视开发电解技能，以此作为一种手法，不仅在欧洲，而且在全球范围内成为支撑脱碳的氢气技能的发电站。
可再生氢联盟（Renewable Hydrogen Coalition）的影响主管弗朗索瓦·帕凯（Fran ois Hollande）知道到电解器和氢在削减欧盟碳排放方面的重要作用。帕凯说：这项技能将进一步改善，很明显，这是欧盟设定的方针，将保证咱们在地面上布置更多的电解槽，这将事实上带来制作所需的规划，降低本钱，完成规划经济。眼下值得重视的是动力价格的动态。
我以为最近的天然气危机对今日重视氢气的出资者来说是一个很大的正告。这明显改动了本钱的动态。我说到要害的应战是本钱。
“与蓝氢比较，出产可再生氢的本钱初次变得更低，这是因为蓝氢和天然气的内涵实际。”
跟着绿色氢的本钱与蓝色氢相等，它或许会推进电解槽的规划化开展，以便为商场发明更多的绿色氢。让更多的可再生氢进入动力商场能够被视为扩展电解槽制作规划的一种手法，可是，有几个要害要素约束了这一点。
电解结垢的首要妨碍
电解技能规划化的最大妨碍之一是制作PEM和AEM电解槽的本钱。这些技能首要需求稀有、贵重的资料如铂和铱来制作催化剂，可是这些在扩展技能规划方面供给了明显的瓶颈。
依据一份摘抄国际氢能杂志，铱（Ir）是地球上最稀缺的元素之一，在地壳中的含量很低，仅为百万分之0.000003(ppm)，南非、俄罗斯、美国、津巴布韦和加拿大都是这种要害电解资料最会集的地理方位。
当触及到收购铂，它变得清楚明了，因为大部分电解本钱来自哪里。与铱十分类似，铂被以为是电解体系运转所需的稀有且贵重的资源。
环绕这些资料的运用及其在地理上的可取得性现已提出了几个疑问全球绿色转型中的铂需求和潜在瓶颈：动态物质流剖析journal解说说，这样的改动需求很多要害和贵金属，如稀土元素（REEs)、锂、钴和铂族金属（PGMs）等。
“因为这些要害资料的高度会集的地理分布，缺少有用的替代品，以及一些出产国的政治不稳定，这导致了大规划施行这些技能的资源可用性问题。”
这或许会给未来的氢工业带来严重妨碍，因为许多燃料电池和电解体系需求铂来运转。
可是，活跃的一面是，跟着未来几年内内燃机的禁用，这儿的铂能够收回，跟着铂需求和库存在未来几十年内持续添加，铂废料估量将变得更简单取得，如咱们的情形所示，这表明收回的时机越来越多，特别是在欧洲和美国等工业化国家。
“收回的另一个优势是环境效益，因为收回铂的排放强度大大低于初级出产。”
为了战胜这一妨碍，电解槽制作商有必要研讨和开发可用于电解槽的新的廉价资料。假如不这样做，电解槽制作将持续坚持高价产品，并或许因为这些过高的价格而失掉潜在的项目和客户。当然，随之而来的是对R&D尽力开发这些部件和技能的很多出资。
另一个要素是水资源的运用，这个要素常常被从事电解和氢自身事务的人所对立。咱们稍后将回到这一点…
方位
结合稀有资料来历、水和可再生资源的可取得性以及电解槽容量的潜在扩展的任何考虑，是方位的问题。假如方针是真实的绿色氢，这是恰当的。
电解槽供给了一种涣散动力出产和加速向绿色未来过渡的办法。虽然被以为是一种要害的零排放燃料，但有必要指出，这不是完成气候方针的仅有要素，但它能够弥补今世清洁技能，如可再生电力和电池，以坚持动力水平。
NREL资料科学高档研讨员Bryan Pivovar博士告知H2观念，电解槽不能直接接入电网，因为它或许无法到达真实绿色氢气出产的认证。
运用可再生动力出产氢气的首要区域
考虑到这一点，电解槽活动的当时热门在哪里，未来几年天然热门会在哪里？
许多国家知道到氢社会和可再生动力矩阵的价值，使其成为真实的绿色动力，并一直在加速自己的氢路线图和电解产能方案。
依据国际动力署的研讨，加拿大在装置电解槽容量方面处于抢先地位。考虑到这一点，并有数据支撑这一点，它能够看到加拿大成为电解设备制作的要害区域。
可是，加拿大并不是电解槽制作才能明显增加的仅有区域。排名第二的区域是我国和欧洲，这两个当地被许多人归类为建造氢经济的中心区域。
电解项目和实际上的玩家持续进入商场，并持续前进。依据国际动力署的氢项目数据库，跟着一切项意图规划，到2030年，全球装置的电解槽容量将到达54GW。虽然2020年运营或在建项目削减了约25%，这或许是Covid疫情的成果。
全球已装置电解槽产能的最大比例（超越40%）在欧洲，其次是加拿大和我国。2022年，近一半在建项目在欧洲。
当咱们检查当时和未来电解槽产能的细分时，很明显，从2017年到2021年，全球产能由碱性电解槽主导，这或许并不古怪，因为它们的本钱本钱较低，而且不需求贵金属。
可是，全球哪些区域具有出产低本钱氢气的巨大潜力呢？
依据国际动力组织对混合太阳能光伏发电和陆上风能体系氢本钱的长时间研讨全球有几个热门区域最有期望经过电解出产氢气。
依据上图，很明显，太阳能和陆上风能电解出产有几个区域热门，最明显的是中东、非洲、我国、澳大利亚和南美洲。
非洲、中东和澳大利亚明显具有运用太阳辐射的巨大潜力，能够引导和运用太阳辐射为电解体系供给可再生电力。毫不古怪，中东和澳大利亚是电解产能（和规划项目）排名最高的国家之一。
与陆上风力发电才能比较，南美洲的智利西海岸是绿色氢出产最会集的当地之一。毫不古怪，包含ENGIE和保时捷在内的许多公司都在该区域开发氢气项目，该区域往往会成为全球氢气的首要出口地之一。
智利现已知道到了它的潜力，并拟定了一个氢气路线图，旨在使该国成为一个绿色的氢气出口大国，这一切都是经过运用电解和风能完成的。
在谈到这一点时，国际贸易署（International Trade Administration）对智利表明，“该部估量，到2040年，智利每年能够出产高达1.6亿吨的绿色氢，并成为抢先的低本钱出口国，到时当地商场价值估量将到达330亿美元，其间包含240亿美元的出口。”
缺水及其对制氢的影响
可是，这些雄心勃勃都或许被电解进程中有必要考虑的一个要害要素危及：水。
为了从电解中制作氢，你需求水，因而更大的项目需求更多的水来以具有本钱竞争力的水平出产满意量的绿色氢。这是H2观念的一个长时间热门话题，一波又一波的问题常常触及绿色氢对全球有限水资源的影响。在接下来的几周里，咱们将为读者带来对水资源应战的深化探究。
依据雷斯塔动力公司的研讨，国际上70%的当时和方案中的氢项目坐落极度缺水区域，这或许不利于其长时间成功。
因为大部分方案项目都坐落水供给缺乏的区域，Rystad主张需求树立一个额定的海水淡化商场来出产这些项目所需的6 . 2亿立方米水中的大部分。
现在管道项意图方针是到2040年每年出产约3000万吨氢气，每年需求620立方米的纯净水。跟着未来几年人口的增加，水的供给或许会成为一个要害商场，并或许大幅进步绿色氢的价格。
在极度缺水的区域，特别是在可再生动力潜力高的区域，如智利、非洲和中东，正在开发的项目越来越多，这就提出了一个问题，即未来的研制是应该专心于出产更多的电解体系，仍是应该专心于最大极限地进步电解进程中的氢气产值？
一些公司现已转移了他们的重点来做这件事。电解仍然是一项年青的技能，因而立异是能够完成的，2030年电解体系变得比现在愈加有用也不是不或许的。
最近几个月，DNV、斯莫尔特克和太阳等公司也在尽力发明更高效的电解体系，这或许会成为经过电解扩展绿色氢气出产规划的要害推进者。
可是这怎样抵消呢？答案或许是经过运用海水电解。绿色氢体系的首席技能官Kasper Tipsmark在本月（2月）的H2观念的电解槽特别网络研讨会上谈到了它的潜力和它能够在哪里施行。
Tipsmark说：假如咱们考虑水资源匮乏的区域，通常是在气候适当温暖的区域。这意味着，假如你离海洋不太远，你将不得不运用电解发生的剩余热量来淡化海水。
“你的过剩量和出产水所需的能量之间有很好的相关性。你是绝无仅有的，当然，假如电解变得愈加有用，这种状况在未来或许会改动。”
明显，水资源缺少的问题能够经过运用海水电解来处理，可是，除了其在工业使用中的潜力之外，这在很大程度上取决于该技能的功率。
这重申了电解槽向前开展的一个首要讨观点。体系的功率应该优化而不是制作更多吗？
咱们走得够快吗？
规划事务明显是一个需求进一步考虑和考虑的难题，但最终，让咱们回到开始的问题——咱们在电解槽项目和产能方面的发展够快吗？
卡斯帕·蒂普斯马克信任是这样的，一起也供认，在气候变化的滴答作响的时钟面前，没有什么事情会满意快…
“我以为，假如在八年的时间里，咱们看到咱们有54GW的电解装机容量，我会说咱们在建造电解方面做得十分好，”Tipsmark说。
首要，咱们都需求建造根底设施，咱们需求扩展需求。咱们需求树立价值链。咱们需求树立工业和制作业。就此而言，咱们需求在整个欧洲和国际范围内树立这样的供给商供给链。
“假如咱们在54GW上取得了成功，这将是短短八年内的巨大成就。”
