韩华以绿氢能打造可持续发展的未来


[2020年 10月 30日] 目前,“氢经济”的崛起广受瞩目。氢气作为世界上最常见的元素,将如何改变生产和消费能源的方式的报道也高频率地见诸于各种媒体。

从大型发电厂到公共交通以及私家车,氢能最具潜力将全球化石燃料的燃烧设施转变为一种清洁的能源生产方式。

近30年来,随着需求急剧增加,全球氢气生产量增加至3倍以上。预计到2024年,全球氢能市场规模将增加到1918亿美元

这就让我们产生一个疑问:所需的氢气从何而来?韩华得出的答案就是生产绿氢。

无色无味的氢——环保型生产方式

“绿氢”以低碳生产方式生产,通常采用电解方式,而电解没有燃烧的过程,通过电流将水分解成氢原子和氧原子。

这与工业精炼过程中产生的“灰氢#8221;形成鲜明对比。在工业精炼过程中,石油和煤炭等化石燃料在燃烧后会向大气释放出大量温室气体。

从水中获取绿氢

韩华思路信化学部门依托30年以上水电解技术开发经验,正在研究如何以经济性价格大量生产绿氢。为此,韩华思路信正在与韩国科学技术院(KAIST)、延世大学和美国伦斯勒理工大学(RPI)等高等院校进行合作研究。

目前,韩华思路信化学部门正在重点开发通过阴离子交换膜(AEM)电解生产氢的技术。这种技术利用多孔隔膜,诱导选择性迁移,使碱性溶液在电流的作用下,将水分子分解为氢和氧。AEM技术的优势在于它使用镍或钴等金属电极作为催化剂。这些金属储量丰富且价格低廉,这意味着生产氢的成本可以保持在较低廉的水平。此外,镍和钴在AEM电解所使用的碱性溶液中也不易腐蚀,因此电极相对便宜,也不需要经常更换,可以大量节省成本,还易于扩大生产规模。

绿氢生产技术

这与质子交换膜(PEM)电解形成对比。虽然PEM电解能生产相对更多的氢气,但电解液使用的是酸性溶液,而且需要使用昂贵金属材料(如铱和钌等铂族金属或钛)制成的电极作为催化剂,造成成本高昂,令人望而却步。此外,由于电极暴露在酸性环境中,电极腐蚀相对较快,需要频繁更换,又增加成本负担。

高温电解是另一种制氢方法。正如其名,高温电解在把水分子分解成氢和氧之前,需要将水高温加热成水蒸汽。这是一种非常节能的方法,因为在加热阶段所需的能量少于用电。然而,这种电解技术仍处于初期开发阶段,在确定其可行性并实现商业化之前有待做更多的开发和研究。

水电解制氢技术的发展

韩华思路信化学部门计划为AEM电解生产绿氢并大规模生产的技术提出新的标准。目前,生产1公斤的氧气需要60千瓦时的电力。为了确保经济性,韩华思路信化学部门的目标是,到2023年将其大幅降低至43千瓦时。

实现这一目标的关键在于,开发和应用电转气(P2G)系统,将可再生发电厂(太阳能发电厂和风力涡轮机)与电解槽连接起来。通过P2G技术,利用韩华能源运营的太阳能发电厂等可再生能源设施的冗余电力,就可用于生产绿氢所需的电力。

电转气(P2G)是什么?

P2G指的是利用来自太阳能发电厂或风力涡轮机的冗余电力进行水分解后生产氢,
或将生产的氢气与二氧化碳结合, 生产易于储存的甲烷后加以储存的技术。

solar, wind
可再生能源 Gas

长期储存冗余的大量电力 满足高峰需求

电转气(P2G)
  • 稳定能源供需将能源运往需要的地方
  • 缓冲备用在发生地震等灾难时, 可以备用
用户端
  • 交通为卡车和大巴等大型车辆提供动力
  • 工业为工业供应热能​
  • 可再生原料​取代化石原料(甲烷, 甲醇等)​
  • 为建筑供暖, 供电​100%的氢能或氢和天然气混合使用​

随着制氢技术的成熟和效率的提高,韩华决心走在不断发展的制氢经济的前沿。为了实现这一目标,韩华的各事业部门将联合起来,建立一个全球P2G系统网络,为全世界提供可持续生产和消费的燃料资源。

若您需要了解更多关于绿氢的信息,请访问韩华Q Cells网络杂志——Q.STORY,阅读Min-su Jo(专栏作家)的文章。

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