近年来,随着全球能源转型加速推进,氢能作为一种清洁、高效的能源载体,正受到广泛关注。在这一背景下,日本两大知名企业Jera与电装(Denso)宣布合作,共同推进利用固体氧化物电解池(SOEC)技术的火力发电厂制氢实证试验,旨在通过技术开发实现低碳氢能生产,为可持续能源解决方案开辟新路径。
SOEC技术是一种高效电解水制氢的方法,其核心在于利用高温条件(通常为700°C至1000°C)下陶瓷电解质的离子导电性,将水蒸气分解为氢气和氧气。相较于传统碱性电解或质子交换膜电解,SOEC在高温下运行,能够显著提高能源转换效率,并降低电力消耗,尤其适用于与工业余热或可再生能源结合的场景。Jera与电装选择在火力发电厂环境中进行实证试验,正是看中了SOEC技术对高温废热的利用潜力。火力发电过程中产生的大量废热可以被回收,为SOEC系统提供所需的高温环境,从而降低制氢成本,并减少碳排放。
在技术开发方面,Jera作为日本领先的能源公司,负责提供火力发电厂的基础设施和运营经验,确保实证试验的稳定性和安全性。电装则凭借其在汽车零部件和电子技术领域的专长,贡献先进的SOEC组件设计和系统集成能力。双方合作的重点包括优化SOEC电解池的耐久性、提高制氢效率,以及开发与现有火力发电设备的无缝集成方案。实证试验计划分阶段进行:首先在实验室环境中测试SOEC单元的性能,随后在Jera旗下的火力发电厂安装中试装置,评估在实际运行条件下的制氢速率、能耗和环境影响。初步目标是在2025年前实现日产量达到数百公斤的氢能生产,并验证SOEC技术在规模化应用中的可行性。
这一合作的意义不仅限于技术突破。从能源战略角度而言,SOEC制氢实证试验有望为火力发电厂的低碳转型提供新思路。传统上,火力发电厂因依赖化石燃料而面临碳排放压力,但通过集成SOEC技术,电厂可以将过剩电力或废热转化为绿氢,从而开辟氢能市场,实现能源多样化。氢能可用于发电、交通燃料或工业原料,形成循环经济模式。Jera与电装的实证试验若成功,将为全球类似项目提供借鉴,推动氢能产业链的发展。
挑战也不容忽视。SOEC技术尚处于商业化初期,面临材料成本高、长期稳定性不足等问题。实证试验需解决高温环境下电解池的老化、系统维护复杂性,以及如何与经济可行的可再生能源耦合。Jera与电装通过合作研发,旨在攻克这些技术瓶颈,例如开发新型陶瓷材料以延长SOEC寿命,或利用人工智能优化运行参数。
Jera与电装的SOEC制氢实证试验代表了氢能技术的前沿探索。通过结合火力发电厂的现有资源与SOEC的高效特性,这一项目不仅有望降低绿氢生产成本,还为全球能源脱碳提供了创新解决方案。随着实证试验的推进,未来或能看到更多类似合作,加速氢能经济的实现。