绿氢被广泛视为一种具有变革意义的燃料，有望推动绿色转型。
制取绿氢的过程——电解——鲜为人知。
以下内容涵盖您需要了解的有关电解的一切，以及它对绿氢和地球未来的意义。
在环境问题日益突出、迫切需要转向更清洁、更可持续能源的时代背景下，电解已成为一项具有变革性的技术，有望彻底改变能源格局。它是促成绿氢制取的技术。
电解是利用电能将水分子分解为氢气和氧气的过程。当该过程由可再生能源驱动时，便可用于制取绿氢。绿氢随后又可作为清洁能源载体加以利用。
绿氢在难以减排的行业（包括航运、航空、钢铁、水泥和石化生产）中实现脱碳的潜力巨大。事实上，这些行业约占全球温室气体排放总量的30%。
以下内容涵盖您需要了解的、推动绿氢革命的这项技术的一切。
电解将为这些行业提供绿氢
交通运输
绿氢可用于燃料电池汽车，为传统内燃机提供零排放的替代方案。作为绿氢衍生物的绿氨和电子甲醇，目前正被探索作为全球工业规模交通运输行业脱碳的关键解决方案。这在全球航运业中尤为相关，该行业已有项目计划最早于2024年开始测试和开发。
工业
钢铁、水泥和化工生产是排放水平最高的行业之一，也是最难实现脱碳的行业。部分原因在于，这些行业的许多制造工艺需要大量能源来产生生产所需的高温热能。幸运的是，这些高能耗工艺可以使用绿氢作为替代品，从而有可能生产出“绿色钢铁”等产品——即利用绿氢产生热能，取代煤炭和天然气在化学工艺中的作用。
储能
绿色化学品还可作为储能介质，使风能和太阳能产生的多余可再生能源得以储存，并在需要时再转化为电能。这有助于稳定电网，并支持间歇性可再生能源的并网。
电解的3种类型：您需要了解的信息
电解主要通过三类工业技术实现：高温固体氧化物电解池（SOEC）、低温碱性电解，以及低温聚合物电解质膜（PEM）电解。在碱性电解和PEM电解中，水以液态形式供应，而SOEC电解因其高温特性使用水蒸气。
PEM电解
PEM电解采用固体聚合物电解质膜将氢气和氧气分离。该膜具有高质子传导性（这是制取绿氢的关键过程），同时可防止气体混合。其运行温度相对较低，在50–80°C之间，并以响应速度快而著称。
PEM电解系统结构紧凑、模块化程度高，非常适合风能和太阳能等间歇性可再生能源。它们能够快速调整输出，以匹配能源供应的波动。
由于膜材料成本较高，PEM电解系统往往更为昂贵。PEM电解市场已相当成熟，尤其适用于需要高纯度氢气的应用场景，例如管道燃料电池汽车。随着可再生能源应用的扩大，该市场预计将持续增长。
SOEC电解
SOEC电解采用固体氧化物陶瓷电解质，运行于高温环境中，通常在675°C至825°C左右。在这些温度下，水电解反应更易进行，从而使每单位氢气产量的电力消耗降低。
SOEC的效率高于PEM和碱性电解，并可利用工业过程产生的余热或聚光太阳能。它非常适合大规模制氢，用途包括钢铁、氨和化学品生产以及炼油。
国际可再生能源署（IRENA）估计，就每千克氢气所耗千瓦时而言，SOEC电解槽的效率比碱性和PEM技术高出10–26%。
与PEM和碱性电解相比，SOEC电解在许多应用场景中仍是一项相对新兴的技术。然而，该技术在工业和储能应用方面前景广阔，尤其是在可获得高温热源和大量高温废热排放的场合。
碱性电解
碱性电解采用碱性电解质溶液（通常为氢氧化钾），以促进产生氢气的离子交换过程。其运行温度适中，并已在工业应用中使用数十年。
碱性电解槽成本效益高，且商业应用历史悠久。然而，与PEM电解相比，碱性电解系统效率较低，对负荷变化的响应也较慢。
碱性电解在某些工业领域仍具竞争力，但在效率以及适应可再生能源并网方面可能面临挑战。
电解的机遇
单靠某一种理念或技术无法实现绿色能源经济。然而，电解槽将在为全球一些碳排放最密集的行业推动绿色转型方面发挥关键作用。
绿氢是连接风力涡轮机或太阳能电池板与我们日常生活中所用燃料（飞机、汽车或船舶所用燃料）的桥梁，而电解使这一切成为可能。
新兴的绿氢经济带来了可观的经济前景，有助于创造就业、推动清洁能源技术创新和投资，并增强能源安全。
持续开展电解领域的研究、创新与投资至关重要——这是一个重大机遇，将为迅速行动者和地球本身带来丰厚回报。
