IRENA&EPO聯合報告：創新推動綠氫成本降低

據國外媒體報道：國際可再生能源機構(IRENA)和歐洲專利局(EPO)的最新聯合報告顯示電解技術的創新加速了可再生氫生產成本的降低。

隨sui著zhe越yue來lai越yue多duo的de國guo家jia推tui行xing深shen度du脫tuo碳tan戰zhan略lve，利li用yong可ke再zai生sheng能neng源yuan電dian解jie水shui生sheng產chan的de氫qing氣qi預yu計ji將jiang成cheng為wei能neng源yuan轉zhuan型xing的de核he心xin
，成cheng為wei解jie決jue清qing潔jie能neng源yuan難nan題ti的de關guan鍵jian部bu分fen。

IRENA的1.5℃情景預測：到2050年
，基於可再生能源生產的氫及其衍生物將占最終能源消耗的12%。一(yi)些(xie)國(guo)家(jia)已(yi)經(jing)將(jiang)電(dian)解(jie)槽(cao)產(chan)能(neng)部(bu)署(shu)目(mu)標(biao)明(ming)確(que)納(na)入(ru)其(qi)國(guo)家(jia)氫(qing)戰(zhan)略(lve)。因(yin)此(ci)，為(wei)了(le)應(ying)對(dui)綠(lv)氫(qing)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)的(de)需(xu)求(qiu)
，需(xu)要(yao)大(da)幅(fu)增(zeng)加(jia)電(dian)解(jie)槽(cao)的(de)產(chan)能(neng)，並(bing)擴(kuo)大(da)電(dian)解(jie)槽(cao)市(shi)場(chang)。

電解槽係統成本的降低對於提高可再生氫的競爭力至關重要，而技術創新則是實現這一目標的關鍵。據IRENA稱，通過改進電解槽設計和建造、規模化經濟
、用儲量充足的金屬替代稀缺貴金屬材料、提高操作效率和靈活性等關鍵戰略，電解槽工廠的投資成本可以在短期內降低40%，在長期內降低80%。

EPO和IRENAjinrifabuleguanyudianjiecaozhiqingchuangxinqushidexinzhuanlidongchabaogao，gaibaogaoshiyongzhuanlitongjishujujieshilekezaishengnengyuandianjiezhiqinglingyudequshihedongtai，tongguotubiaohepinglunbangzhuzhengcezhidingzhe、技術專家、公司和投資者更好地了解這些快速擴張的技術領域。

分析顯示，自2005年以來
，氫生產技術的專利申請以平均每年18%的速度增長
，遠遠高於能源領域的大多數技術。2016年，電解水技術的國際專利數量超過了化石能源製氫相關專利的數量(圖1)。

圖 1：該圖顯示了2005-2020年專利族（左側）和國際專利族（右側）的趨勢，比較了基於水電解的製氫工藝與使用液態或固態烴原料的製氫工藝。該報告還分析了與電解水有關的五項子技術，這些子技術對於降低電解槽的成本非常重要（圖 2）：

1. 電池操作條件和結構：需要高溫高壓的操作條件來提高電解槽的效率，同時不能影響膜的使用壽命和性能
，還需要控製成本。

2. 電催化材料：材料的稀缺性是電解槽成本和規模化進程的重要阻礙，需要尋求可替代材料解決這一問題，例如使用非貴金屬材料。

3. 分離膜（隔膜、膜）：減少膜厚度可以提高效率，從而降低電力消耗。

4. 電解槽的可堆疊性：電極、雙極板和多孔傳輸層可顯著增加堆疊成本。這些組件的改進，包括它們的製造，可以降低成本。

5. 光電解：光電解可以將電力和氫氣的生產集成在一個步驟中，這可能會帶來成本效益，但目前麵臨技術成熟度和路徑效率低的挑戰。

一些重要的發現包括，2018年相對便宜的礦物材料電催化劑發明數量超過了傳統昂貴的電催化劑（使用例如金、銀
、鉑或其他貴金屬）的de發fa明ming數shu量liang，證zheng實shi了le對dui更geng便bian宜yi替ti代dai催cui化hua材cai料liao的de推tui動dong。光guang電dian解jie，即ji以yi光guang為wei能neng源yuan將jiang水shui分fen解jie為wei氫qing氣qi和he氧yang氣qi，是shi一yi項xiang新xin興xing的de強qiang大da技ji術shu
，國guo際ji專zhuan利li申shen請qing數shu量liang高gao於yu平ping均jun水shui平ping，其qi中zhong約yue50%由大學申請。

在地理位置方麵

，歐洲和日本領先，占所有五項子技術領域提交的國際專利總數的50%以上。 歐洲專利申請數量占比領先的子技術：電解槽的可堆疊性（40%）、電催化劑材料（34%）和電池運行條件和結構（32%）；日本專利申請數量占比領先的子技術：光電解（41%）和膜（37%）。

美國在所有技術領域的專利申請數量的平均占比為18%，而韓國在膜中的占比最高（15%），而其他類別的平均占比為7%。在這五個技術領域，中國的國際專利平均占比約4%，但在純國內專利申請量方麵，中國占主導地位。

圖 2：不同國家在五項子技術領域的國際專利申請數量占比彙總圖

（國家是指專利申請人所在的國家。歐洲是將歐洲專利組織的38個成員國組合在一起。每列頂部括號中的粗體數字是該技術領域的國際專利申請總數）

在zai電dian解jie槽cao中zhong觀guan察cha到dao的de巨ju大da勢shi頭tou有you望wang繼ji續xu下xia去qu，並bing刺ci激ji未wei來lai的de創chuang新xin。事shi實shi上shang，專zhuan利li申shen請qing量liang的de上shang升sheng趨qu勢shi表biao明ming，更geng多duo專zhuan利li申shen請qing即ji將jiang到dao來lai，迫po切qie需xu要yao解jie決jue諸zhu如ru電dian解jie槽cao成cheng本ben
、效率和規模化生產等問題。

對可再生氫的需求從未如此之大，電解技術的重大創新仍需努力，以使該技術在工業層麵上為市場做好準備。

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