電解槽革命促進綠色氫成本下降

　　自從1800年威廉·尼克爾森和安東尼·卡萊爾發明了電解槽技術以來，這項技術已經取得了長足的進步，主要通過水力發電生產氨。

　　盡管電解槽已有200多年的歷史，但在許多方面，電解槽的旅程才剛剛開始，因為清潔氫對全球經濟脫碳的重要性推動了該領域的研究和創新。

　　目前主導綠色制氫的兩種技術是已有100多年歷史的堿性電解(AE)和質子交換膜電解(PEM)。

　　不需要講太多細節，堿性電解是在水和電解質溶液中兩個電極之間的反應，而PEM是與固體聚合物產生反應。兩者有各自的優點和缺點。

　　堿性電解是一種成熟、靈活和穩健的技術，需要相對較低的資本支出。

　　PEM電解槽以其快速響應上升和下降時間和寬動態操作范圍而聞名，是處理由可再生能源(如風能和太陽能)提供的間歇性電力的理想選擇。同時，它們的建造成本也比堿性的同類貴50-60%。

　　PEM電解槽的最大制造商之一是英國的ITM Power。而歐洲最大的電解槽制造商——挪威的Nel，既生產堿性電解槽，也生產PEM電解槽。

Nel電解槽

　　這兩種技術在以技術為基礎的成本削減方面都有巨大的潛力。PEM電解槽相對昂貴的主要原因之一是催化劑中使用了稀有而昂貴的鉑族金屬。

　　然而，包括總部位于加州的New Hydrogen在內的一些公司正在努力用更便宜的替代品取代這些金屬。

　　根據IRENA的說法，堿性和PEM電解槽正在進行大量的改進，這意味著到2030年他們的成本有望下降40-55%，到2050年成本有望下降70%。

　　此外，還有一些不太常用的電解技術正顯示出巨大的前景。如：固體氧化物電解槽(SOE)在高溫(700-850攝氏度)下運行，可以使用廉價的鎳電極，回收余熱可以降低電力成本，并可以高效運行(德國鋼鐵生產商薩爾茨吉特最近利用Sunfire的SOE技術實現了85%的效率)。

　　這種高溫只能在少數工業環境中提供，但美國初創公司Advanced Ionics最近透露，它已開發出一種可在150攝氏度下運行的電解槽，使其適用于更廣泛的行業，包括石化、氨和玻璃制造。然而，該公司預計要到2025年才能出貨這種電解槽。

　　陰離子交換膜(AEM)承諾將堿性電解槽和PEM電解槽的優點結合在一起，使用更便宜的堿性電解槽材料，并同時具有PEM單元的靈活性能。

　　目前只有少數幾家公司，如意大利的Enapter，生產AEM電解槽，但如果他們實現自己的承諾，可能會導致氫氣生產成本的進一步改變。

Enapter的模塊化AEM電解槽

　　雖然電解似乎是一個復雜的世界(確實如此)，但IRENA(國際可再生能源機構)認為，隨著時間的推移，不同技術的創新和大規模部署，將推動趨同的成本，成本和性能的差距將縮小。

　　重要的是，一個巨大的市場正在開放，這意味著激烈的競爭和成本下降，使我們更接近我們需要實現的脫碳目標，從而更好的阻止全球變暖。

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