"الهيدروجين" يدخل المعركة — مراقبة صناعة الهيدروجين丨خفض التكاليف وزيادة الكفاءة: إنتاج الهيدروجين الأخضر "تحديث وترقية"

الإذاعة الوطنية ببكين في 1 أبريل، أخبار (بقلم لوهونغتشياو)
وفقًا لتقرير صوت الاقتصاد في المركز الإذاعي والتلفزيوني المركزي “شؤون العالم المالية”،
بسبب التوترات الجيوسياسية، شهدت أسعار النفط العالمية ارتفاعًا كبيرًا مؤخرًا،
وتزايدت أهمية الطاقة الجديدة بشكل أكبر.
ومن بين ذلك، يُعول على الهيدروجين لأنه يمكنه استهلاك فائض الكهرباء الخضراء من المصدر العلوي،
كما يمكنه تزويد المصادر السفلية بطاقة نظيفة وفعالة،
وقد أُعطي آمال كبيرة له.
لتطوير الهيدروجين، يجب أن تتقدم التكنولوجيا والمعدات أولاً.
حاليًا، كيف هو وضع البحث والتطوير وتطبيق معدات سلسلة صناعة الهيدروجين في بلادنا؟
أصدر صوت الاقتصاد سلسلة تقارير بعنوان “تجهيز الهيدروجين — مراقبة صناعة الهيدروجين”،
وفي 1 أبريل، تم إصدار تقرير “خفض التكاليف وزيادة الكفاءة: تحديث إنتاج الهيدروجين الأخضر”.

(خلايا التحليل الكهربائي القلوية)
(بقلم لوهونغتشياو، تصوير)

أوضح زينغ غونغدونغ من قسم نظام الهيدروجين في قسم الطاقة الشامل بمؤسسة تشونغتشو للسكك الحديدية،
أن المعدات الأساسية لإنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي للماء هي خلايا التحليل الكهربائي —
حاليًا، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من خلايا التحليل الكهربائي:
الخلايا القلوية، وخلايا تبادل البروتونات (PEM) أو غشاء تبادل البروتون،
وخلايا تبادل الأنيون (الأنود).
وتتميز الخلايا القلوية بأنها منخفضة السعر، وناضجة تقنيًا، وطويلة العمر،
ويمكن تصنيعها بأحجام كبيرة، مما يقلل من استهلاك الطاقة لكل وحدة،
ويقلل من الاستثمار الأولي، ويخفض تكلفة إنتاج الهيدروجين.
قال زينغ غونغدونغ، إنه في السنوات الأخيرة، حققت بلادنا نتائج ملحوظة في تكبير حجم الخلايا القلوية،
حيث زادت القدرة على إنتاج الهيدروجين في خلية واحدة بمقدار عشرة أضعاف خلال خمس سنوات.

قال زينغ غونغدونغ: “حوالي عام 2021، كانت أكبر خلايا التحليل الكهربائي القلوية في الصناعة حوالي 200 متر مكعب أو 500 متر مكعب.
وفي 2022-2023، كانت سرعة تطور الخلايا القلوية سريعة جدًا، وظهرت خلايا بسعة 1000 متر مكعب و2000 متر مكعب.
ومؤخرًا، ظهرت خلايا قلوية بسعة 3000 متر مكعب و4000 متر مكعب و5000 متر مكعب.”

تتطلب الخلايا القلوية أداءً مستقرًا نسبيًا لمصدر الطاقة لإنتاج الهيدروجين،
وبعض مصادر الطاقة الجديدة تكون متقلبة، أحيانًا كثيرة وأحيانًا لا،
ويجب على خلايا التحليل الكهربائي أن تتحمل هذه التقلبات،
وتقوم بالتشغيل والإيقاف السريع وتعديل الأحمال.
أما خلايا تبادل البروتونات (PEM) فهي قادرة على تلبية هذه المتطلبات،
وتتوافق بشكل أفضل مع مصادر الطاقة المتقلبة.
وفي عام 2024، حققت بلادنا تطويرًا ذاتيًا كاملًا على خط تقنية التحليل الكهربائي للماء بغشاء تبادل البروتون،
ووصلت إلى مستوى رائد في الصناعة، وحصلت على اعتراف السوق.

قالت مديرة المبيعات في قسم التسويق بشركة شانغهاي هيدروجين تياو تكنولوجي المحدودة،
زان يويجي، “الخصائص الرئيسية لخلايا تبادل البروتونات هي سرعة استجابتها للحمولة،
وتصل إلى مستوى الثواني، مما يجعلها مناسبة جدًا لمطابقة تقلبات طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
وقعنا على أكبر طلب في الصين لخلايا تبادل البروتون بسعة 400 متر مكعب، أي بقدرة 2 ميغاواط،
والمشروع في مرحلة التصنيع والتسليم.”

(خلايا التحليل الكهربائي الأنيونية)
(بقلم لوهونغتشياو، تصوير)

خلايا التحليل الكهربائي بغشاء تبادل الأنيون هي واحدة من التقنيات الرائدة الحالية لإنتاج الهيدروجين بالماء.
وتتميز بسرعة استجابتها أعلى من الخلايا القلوية، وتكلفتها أقل من خلايا PEM،
ويُعتبر هذا النوع بمثابة “بطارية الحالة الصلبة” في مجال الهيدروجين الأخضر.
كشف زان يويجي أن هذه التقنية ستنتقل من المختبر إلى التطبيق التجريبي.

قال زان يويجي: “تمتلك مميزات كل من الخلايا القلوية وخلايا PEM،
ويمكنها استخدام أغشية أرخص وأكثر قيمة مقابل المال، دون الحاجة إلى أغشية محفزة مكلفة.
نقوم بتطوير تكنولوجيا متقدمة، ويمكنها إنتاج 100 متر مكعب من الهيدروجين في الساعة،
وسنقوم بالتحقق من ذلك في الموقع التجريبي بنهاية العام.”

(معدات إنتاج الهيدروجين بالماء في حاوية)
(بقلم لوهونغتشياو، تصوير)

أظهرت أحدث بيانات وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات أن بلادنا شهدت تطورًا سريعًا في معدات إنتاج الهيدروجين بالماء،
وتتمتع بقدرة تصنيع رائدة عالميًا، حيث تصل طاقة خلايا التحليل الكهربائي إلى حوالي 60% من العالم.
وفي ظل توسع سريع في قدرة خلايا التحليل الكهربائي،
تمكن العديد من الشركات من تكوين قدرات تكامل كاملة لعملية إنتاج الهيدروجين،
وتحديث معدات الإنتاج.
تتضمن هذه المعدات حاوية خلايا التحليل الكهربائي، وحاوية المياه النقية، وحاوية الفصل والتنقية،
وتتميز بمرونة النقل والتركيب، مما يوفر المساحة ويقصّر مدة البناء.

قال نائب رئيس شركة هوبو، زو جيان هوا،
“إنها وحدة كاملة من خلايا التحليل الكهربائي، وتلبي الوظائف الكاملة من مصدر الطاقة إلى إنتاج الهيدروجين وفصل التنقية.
ليست جزءًا رئيسيًا، بل أعتبرها منتجًا متكاملًا، وتحقق قدرة إنتاج 1000 متر مكعب من الهيدروجين في الساعة.”

حتى نهاية العام الماضي، ارتفعت طلبات براءات الاختراع المتعلقة بالهيدروجين في بلادنا إلى 100 ألف،
وتصدرت العالم في هذا المجال.
ومن بين أكثر من 50 تقنية رئيسية للهيدروجين، وصلت 6 منها إلى مستوى الريادة،
وارتقت 3 منها من متابعة إلى مسايرة،
وتكونت 5 دفعات و27 تقنية ومعدات رئيسية للهيدروجين.
بشكل عام، شهدت قدرات الابتكار التكنولوجي في مجال الهيدروجين في بلادنا قفزات كبيرة،
وتم تحقيق اختراقات ملحوظة في مستوى التقنيات الرئيسية.

قال يوتشو بينغ، رئيس لجنة خبراء اتحاد الهيدروجين في الصين،
وأستاذ في جامعة تونجي، “الأهم من ذلك أن تكاليف التقنيات الأساسية للصناعة دخلت مسارًا سريعًا للانخفاض،
حيث انخفضت تكاليف الخلايا القلوية وخلايا تبادل البروتونات بنسبة تتجاوز 30% و60% على التوالي.”