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IRENA近(jin)日(ri)發(fa)布(bu)了(le)關(guan)於(yu)電(dian)解(jie)槽(cao)製(zhi)氫(qing)創(chuang)新(xin)趨(qu)勢(shi)的(de)新(xin)專(zhuan)利(li)洞(dong)察(cha)報(bao)告(gao)
，該(gai)報(bao)告(gao)使(shi)用(yong)專(zhuan)利(li)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)揭(jie)示(shi)了(le)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)電(dian)解(jie)製(zhi)氫(qing)領(ling)域(yu)的(de)趨(qu)勢(shi)和(he)動(dong)態(tai)，通(tong)過(guo)圖(tu)表(biao)和(he)評(ping)論(lun)幫(bang)助(zhu)政(zheng)策(ce)製(zhi)定(ding)者(zhe)
、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）defamingshuliang
，zhengshileduigengbianyitidaicuihuacailiaodetuidong。guangdianjie
，jiyiguangweinengyuanjiangshuifenjieweiqingqiheyangqi
，shiyixiangxinxingdeqiangdajishu，guojizhuanlishenqingshulianggaoyupingjunshuiping，qizhongyue50%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。

dianjiecaolingyudechuangxinshiyixiangbeiguangfanrenkedezhanlve，takeyishiqingshengchanzaichengbenshangyuqitajishuxiangbijuyoujingzhengli，bingjinkenenghuanbao，congeryouzhuyuyingduituotanhejiasunengyuanzhuanxingdengtiaozhan。