“水电解”无碳排制氢，加速氢能经济进程

by Oh Hyungil

Published 28 Aug.2023 06:30(KST)

[即将到来的氢能经济]
用电分解水分离氢气和氧气
克服与发达国家技术差距成课题
加快布局相关业务的本土企业

目前地球上生产的氢气中，有99%是由化石燃料制成的所谓灰色氢。将天然气的主要成分甲烷（CH4）在700℃高温下与水反应，生成氢气和一氧化碳，再让这一氧化碳与水反应，获得额外的氢气。在这一过程中会产生二氧化碳。

还存在通过精制石油化工或钢铁工艺中副产气体获得的副产氢。在这里同样会排放二氧化碳，如果对其进行捕集和储存，就成为蓝色氢。与灰色氢相比更为环保，但必须解决如何储存已捕集二氧化碳这一课题。

27日下午，庆尚南道昌原市城山区星州氢燃料加注站（集氢气生产和加注功能于一体）内，国内首座蓝氢化设施亮相。该设施采用国产技术制造，在星州氢燃料加注站利用天然气生产1吨氢气时，可捕集约8吨二氧化碳，并以液态形式进行储存和供应。2023.4.27 昌原市提供禁止转售及建立数据库图片由韩联社提供

若要让氢气真正成为名副其实的清洁未来能源，就必须实现不排放碳的绿色氢生产。这里需要两个关键要素：可再生能源和水电解技术。

但遗憾的是，我国在这两方面与发达国家相比都处于落后状态。受地理因素影响较大的可再生能源，在国内条件下发展存在一定局限，这是能源专家们的一致看法。政府和企业推动在可再生能源丰富的海外制氢后再进口，也是出于这一原因。

相反，通过技术研发，有望缩小在水电解方面与发达国家的差距。水电解是利用电力分解水，将其分离为氢气和氧气的技术，与利用氢气和氧气生成电力和水的燃料电池技术正好相反。按照电解质不同，碱性水电解和质子交换膜（PEM）水电解方式被评价为即将具备商业化条件。

碱性水电解自20世纪20年代起便开始研究，是一种历史悠久且稳定的技术。其优势在于不使用高价稀有金属，成本相对较低，但效率偏低。PEM水电解可以生产高纯度氢气，但其核心材料铱的供应压力较大。

铱大量用于有机发光二极管（OLED），近年来因电视和智能手机需求激增而用量大幅上升。其年开采量估计约为8吨。受此影响，仅在2021年铱价就飙升了6倍。若要扩大PEM水电解设备规模，就需要能够替代铱的材料，但目前仍处于研究阶段。

斗山燃料电池燃料电池

在国内，多家企业也在加快布局水电解业务。斗山Fuelcell计划在下半年将PEM方式的质子交换膜水电解系统实现商业化。今年7月，该公司在监管特例审议委员会上获批一项课题，即运营并验证可现场制氢并直接为氢燃料汽车加氢的就地制氢加氢站。

在船舶压载水电解处理装置领域位居世界第一的Techcross，也在开发碱性方式的水电解系统。Techcross研究所所长 Kwon Gyeongan 在本月23日举行的一场研讨会上表示：“我们拥有海水电解的源头技术，并具备电极、隔膜等核心设备的开发和制造能力”，“计划在年内开展可与海上风电相结合的海洋水电解装置的实证项目”。

SK E&S与美国氢能专业企业Plug Power建立了合作伙伴关系，正通过合资公司“SK Plug Hyverse”筹备进军水电解业务。Plug Power在美国叉车用燃料电池市场中占有95%的市场份额，并掌握水电解电解槽设备制造技术。SK E&S还于本月19日与韩国南部发电公司签署业务协议，合作开展绿色氢能业务及混合燃烧发电。