Phát triển Công nghệ Hydrogen Xanh
Công nghệ năng lượng hydro xanh là sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất hydro, chuyển đổi năng lượng tái tạo thành năng lượng điện thông qua pin mặt trời, quạt, máy bơm nước và các tổ máy phát điện khác, và năng lượng điện được chuyển thành hydro thông qua thiết bị sản xuất hydro điện phân nước và hydro là được lưu trữ hoặc vận chuyển trực tiếp đến các ứng dụng hydro Các thiết bị đầu cuối, như nhiên liệu năng lượng hoặc vận chuyển, nguyên liệu hóa học, v.v. để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp khác nhau về năng lượng hydro. Ngoài việc sản xuất hydro truyền thống từ điện phân nước, một số công nghệ sản xuất hydro mới vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng đã ra đời trong những năm gần đây, chẳng hạn như sản xuất hydro bằng năng lượng mặt trời, sản xuất hydro sinh khối và sử dụng nhiệt năng lượng hạt nhân.
Sản xuất hydro điện phân nước là công nghệ sản xuất hydro xanh trưởng thành nhất. Hydro và oxy được tạo ra bằng cách điện phân và không có hợp chất chứa carbon nào được thải ra trong quá trình sản xuất hydro, điều này phù hợp với khái niệm phát triển xanh và bền vững. Hydro thu được được chuyển hóa thành năng lượng điện và hòa vào lưới điện hoặc cung cấp trực tiếp cho phụ tải, giúp cải thiện hiệu suất sử dụng toàn diện của hệ thống năng lượng, giúp giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng mới và đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống điện. Do chi phí tương đối cao, hiệu suất thấp, tiêu thụ nhiều năng lượng và các yếu tố khác, việc thương mại hóa công nghệ sản xuất hydro điện phân nước bị hạn chế do thiết bị đơn giản của nó,
Theo các loại chất điện giải khác nhau, công nghệ sản xuất hydro điện phân nước điển hình chủ yếu được chia thành các loại sau: điện phân kiềm (công nghệ sản xuất Hydrogen ALK), điện phân màng trao đổi proton (công nghệ sản xuất hydro PEM), điện phân màng trao đổi anion polyme rắn (SPAEM công nghệ), tế bào điện phân oxit rắn (công nghệ SOEC).
Hiện nay, công nghệ sản xuất hydro trong nước điện phân kiềm là công nghệ hoàn thiện nhất, và chi phí sản xuất hydro tương đối thấp. Về cơ bản nó đã đạt được ứng dụng công nghiệp quy mô lớn, nhưng hiệu quả năng lượng thấp; công nghệ sản xuất hydro PEM có dải công suất hoạt động rộng hơn và thời gian khởi động ngắn hơn. Nó có thể nhận ra điện phân mật độ dòng điện cao, tiêu thụ điện năng thấp, khối lượng nhỏ, độ tinh khiết cao của khí tạo ra, dễ dàng đạt được áp suất cao và có thể thích ứng tốt với sự biến động của năng lượng tái tạo.
Một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng SOEC có thể hoạt động dưới công suất động lực mà không bị suy giảm rõ ràng. Việc giảm chi phí của sản xuất hydro điện phân nước kiềm và công nghệ sản xuất hydro PEM còn hạn chế, và các nghiên cứu sau này sẽ tập trung vào sự cân bằng giữa chi phí, hiệu quả và tính linh hoạt. Công nghệ sản xuất hydro điện phân nước oxit rắn là công nghệ sản xuất hydro điện phân nước với mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất và hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao nhất.