Chi phí thấp là xu hướng phát triển của ngành sản xuất hydro điện phân nước
Là năng lượng xanh, năng lượng hydro luôn là trọng tâm của ngành năng lượng xanh vì nó có thể lưu trữ năng lượng trong thời gian dài và trên quy mô lớn. Lưu trữ năng lượng hydro là phương pháp lưu trữ năng lượng giúp chuyển đổi năng lượng gió, năng lượng mặt trời và năng lượng khác không ổn định không liên tục thành hydro xanh, dễ lưu trữ và có thể sử dụng trong thời gian dài. Khi được sử dụng, hydro xanh sẽ bị đốt cháy để giải phóng năng lượng. Trong số đó, sản xuất hydro bằng điện phân nước luôn là nguồn sản xuất năng lượng hydro chính. Dưới tác dụng của dòng điện một chiều, các phân tử nước được phân ly thành hydro và oxy thông qua một quá trình điện hóa, kết tủa ở cực dương và cực dương tương ứng, từ đó thu được hydro có thể sử dụng bình thường.
Hiện nay, dựa trên sự khác biệt về nguyên lý phản ứng, trên thị trường có ba giải pháp chủ đạo để sản xuất hydro từ điện phân nước: điện phân nước oxit rắn (SOEC), điện phân nước tinh khiết màng trao đổi proton (PEM) và điện phân nước kiềm (ALK). Trong số đó, việc thúc đẩy thương mại sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước kiềm (ALK) và điện phân màng trao đổi proton (PEM) đã được triển khai hoàn toàn, trong khi điện phân oxit rắn vẫn đang trong giai đoạn phát triển trong phòng thí nghiệm. So với việc lưu trữ năng lượng bằng nước bơm, lưu trữ năng lượng khí nén và lưu trữ năng lượng pin, sản xuất hydro bằng điện phân nước có ưu điểm là không tự suy giảm, chi phí giãn nở thấp, mật độ năng lượng cao và truyền năng lượng thuận tiện. Nó đặc biệt thích hợp để lưu trữ năng lượng trong nhiều tuần và các quý. . Từ góc độ chi phí, khả năng lưu trữ năng lượng có thể được mở rộng bằng cách chỉ cần thêm các chai hydro, vì vậy nó phù hợp hơn cho việc quảng bá trên quy mô lớn.
Mặc dù công nghệ sản xuất hydro điện phân nước của nước tôi đã phát triển trong những năm qua nhưng toàn bộ thị trường thương mại vẫn còn non nớt và nhiều liên kết cần được tối ưu hóa và cải tiến. Một mặt, công nghệ chưa trưởng thành cản trở sự phát triển nhanh chóng của ngành. Về công nghệ thiết bị điện phân PEM trong nước, có khoảng cách lớn so với trình độ tiên tiến quốc tế, chủ yếu thể hiện ở các lĩnh vực cốt lõi như giá thành thiết bị, công nghệ xúc tác và màng trao đổi proton. Mặt khác, chi phí cao đã trở thành điểm yếu cốt lõi của ngành. Trong số các tuyến công nghệ sản xuất hydro chủ đạo, điện phân nước để sản xuất hydro có chi phí cao nhất. Mặc dù nước ta có những lợi thế nhất định về lĩnh vực thiết bị chủ chốt là máy điện phân nhưng vấn đề chi phí cao vẫn luôn tồn tại về giá điện, nguyên liệu. Lấy sản xuất hydro PEM làm ví dụ, chi phí điện chiếm khoảng 80% chi phí sản xuất. Do giá điện công nghiệp ở nước tôi hiện nay ở mức cao nên chi phí điện sản xuất hydro lên tới 3,34 nhân dân tệ/Nm3. Các chuyên gia trong ngành đánh giá và phân tích rằng khi chi phí sản xuất hydro từ năng lượng nhiên liệu hóa thạch tiếp tục giảm, thị trường sản xuất hydro trong nước điện phân sẽ tiếp tục mở rộng. Dự kiến đến năm 2030, chi phí sản xuất hydro trung bình toàn cầu từ điện phân nước bằng năng lượng tái tạo sẽ giảm một nửa. Đến lúc đó, công suất sản xuất hydro điện phân nước của nước tôi sẽ đạt 3,81 triệu tấn, và quy mô thị trường sẽ đạt 110,1 tỷ nhân dân tệ!