“水素”を搭載——水素エネルギー産業観察丨コスト削減と効率向上:グリーン水素製造の「刷新アップグレード」

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中央広播網北京4月1日ニュース(記者吕红桥)中央放送テレビ総局経済声《天下财经》報道によると、地政学的緊張の影響で、国際原油価格は最近大幅に上昇し、新エネルギーの重要性がさらに浮き彫りになっている。その中で、水素エネルギーは上流の余剰グリーン電力を消費しつつ、下流にクリーンで効率的なエネルギーを供給できることから、期待が寄せられている。水素エネルギーの発展には、技術装備の先行が必要だ。現在、中国の水素エネルギー産業チェーンの各段階における装備の研究開発と応用状況はどうなっているのか?経済声はシリーズ報道《“水素”装備の出陣——水素エネルギー産業の観察》を展開し、4月1日に《コスト削減と効率向上:グリーン水素製造の“刷新アップグレード”》を公開した。

アルカリ電解槽(記者吕红桥 撮影)

中国車両株洲所総合エネルギー事業部水素エネルギーシステム部の曾国栋は記者に対し、水素製造の核心装備である電解槽について紹介した。現在、主流の電解槽はアルカリ電解槽、PEM(プロトン交換膜電解槽)、陰イオン交換膜電解槽の三種類だ。中でも、アルカリ電解槽は価格が低く、技術が成熟し、寿命が長いなどの利点があり、大型化も可能で、単位エネルギー消費をさらに削減し、初期投資を抑え、水素製造コストを低減できる。曾国栋は、「近年、中国はアルカリ電解槽の大型化において顕著な成果を上げており、最大の水素製造能力は5年で10倍に増加した」と述べた。

曾国栋は、「2021年頃、アルカリ電解槽の最大容量は200標立方メートルまたは500標立方メートルだった。2022年から2023年にかけて、アルカリ電解槽の発展速度は非常に速く、その後、1000標立方メートル、2000標立方メートルなどが登場した。最近では、3000標立方メートル、4000標立方メートル、5000標立方メートルのアルカリ電解槽も登場している」と述べた。

アルカリ電解槽は性能の制約により、比較的安定した電源が必要だ。一方、新エネルギーは時に大きく変動し、電解槽はこうした変動に耐えながら、適時の起動停止や負荷調整を行う必要がある。PEM電解槽はこうした要求を満たし、変動する電源により良く適合できる。2024年、中国はプロトン交換膜電解水技術の全ラインを自主開発し、業界トップレベルに達し、市場の認知も得ている。

上海水素器時代科技有限公司のマーケティング部販売マネージャー張優杰は、「プロトン交換膜電解槽の主な特徴は、その負荷応答速度が非常に速く、秒単位の応答が可能であり、現在の風力発電や太陽光発電の変動に非常に適している。私たちは中国最大の単槽400標立方メートル、つまり2メガワットのプロトン交換膜電解槽の注文を締結し、現在製造と納品中だ」と述べた。

陰イオン交換膜電解槽(記者吕红桥 撮影)

陰イオン交換膜電解槽は、現在の水素製造の最先端技術の一つだ。応答速度はアルカリ電解槽より高く、コストもPEM電解槽より低いため、グリーン水素分野の「固態電池」として注目されている。張優杰は、「この技術は実験室から実証応用へと進む」と明らかにした。

張優杰は、「これはアルカリ電解槽とPEM電解槽の長所を兼ね備えており、比較的高価な膜や触媒を使用せず、より安価でコストパフォーマンスの高い膜を用いて水素製造を行うことができる。私たちは最先端技術の研究開発を進めており、1時間あたり100標立方メートルの水素製造のデモを実現している。今年末には現場での検証とデモを行う予定だ」と述べた。

コンテナ型水素製造装置(記者吕红桥 撮影)

工業情報化部の最新データによると、近年、中国の水電解水素製造装置の発展は急速で、製造能力は世界トップクラスに達し、電解槽の生産能力は世界の約60%に近い。電解槽の能力拡大に伴い、多くの企業が水素製造の全工程を統合したシステム能力を形成し、「刷新アップグレード」された水素製造装置を展開している。このコンテナ型アルカリ水電解水素装置は、電解槽コンテナ、純水コンテナ、分離純化コンテナなどを統合し、輸送や設置、展開が柔軟で、土地の節約や施工期間の短縮に寄与している。

厚普股份の副社長邹建华は、「これは千槽の一体装置で、電源から水素製造、分離純化までの全機能を満たす。核心部品ではなく、完全な製品だ。1時間あたり千槽の水素製造能力を実現している」と述べた。

昨年末までに、国内の水素関連特許の申請件数は10万件に達し、世界一となった。50以上の重要な水素エネルギー技術のうち、6つがリーディングレベルにあり、3つは追い越しから並走へと進化し、5つのバッチと27の水素エネルギーの主要な技術・装置が形成された。全体として、中国の水素エネルギー技術革新能力は大きく向上し、重要技術のレベルも顕著な突破を遂げている。

中国水素エネルギー連盟の専門委員会主任、同済大学の余卓平教授は、「より重要なのは、産業のコア技術のコストも急速に下降していることだ。アルカリ電解槽とプロトン交換膜電解槽のコストは、それぞれ30%超と60%超の低下を示している」と述べた。

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