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电解

水电解是利用电能将水分子电解成气态氢和氧。所得的氢气被压缩或液化，而氧气则被排放到大气中，或作为工业原料储存起来。电解槽带有金属涂层阳极和阴极，两者间用电解质膜隔开。这种膜可以用不同原料制成，较常见的分别是（1）适合质子交换膜（PEM）电解槽的聚合物材质，（2）适合碱性电解槽的氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液，和（3）适合固体氧化物电解槽的陶瓷。

大型电解槽一般都采用模块化设计，任何规模的工厂都比较容易搭建。当然，和绿色氢气生产有关的阀门应用场景往往存在于工厂的辅助设备中。其中包括（但不限于）水管理（储存、水处理、循环、冷却），气液分离、氢处理、氢气压缩，以及氢/氧罐装储存。

成熟的技术

电解技术相对而言是一种既成熟，又在不断发展的技术，官宣的产能从百万瓦级一路攀升到千兆瓦级（吉瓦）。欧洲的氢能源革新在很多领域都做到了先人一步，而且还决心长久保持主导地位。大多数电解槽设备供应商都是欧洲企业，例如英国的ITM Power，德国的蒂森克虏伯（Thyssenkrupp）和挪威的NEL。去年，所有这三家企业都已经或宣称将建造千兆瓦级电解槽生产基地。

NortH2项目，迄今为止已官宣的最大绿色氢气项目。

它将利用荷兰滨海新建的海上风电场

发电并生产绿色氢气。

计划在2027年实现1GW（吉瓦，等于十亿瓦）产能，

并在2030年增长到4GW, 

在2040年超过10GW。

项目于2020年立项，

由壳牌和Equinor等企业组建的

国际财团负责项目的实施。

目前正在等待可行性研究的结果，

预计项目的施工将于2021年下半年度开始。

全球市场对电解槽设备的需求全面增长，欧盟更是制定了雄心勃勃的氢能源计划：2024年前至少安装6 GW 绿色氢气电解槽，2030年前安装40 GW。相邻的北非和乌克兰也在规划大约40 GW 氢气电解槽。这些目标看上去高不可攀，但随着众多相关项目的快速推进，感觉可行性非常高。

阀门的应用领域

电解槽项目如雨后春笋般层出不穷，这对阀门企业显然是重大利好。但是氢能源想要像如今的天然气那样无所不在，还需要建设大量的运输和储存设施。而这同样也能有力地拉动阀门的市场需求。在欧洲和其它地区，长期以来主要是通过连接制氢厂家和工业用户的氢气管线输送氢气。随着氢气被越来越多用户用作燃料，显然有必要建造更多更庞大的氢气管网。有两种途径可以实现这一目标，包括改造现有天然气管网和新建氢气管网。除了一些可以克服的技术问题外，天然气管网和氢气管网对阀门的技术要求没有明显的区别。相关的阀门应用领域主要包括截断、计量、清管和压缩站，最常用的类型是球阀。正因为两种气体的特性相近，地下储存设施（盐洞、蓄水层、枯竭的油气藏）对阀门的要求也很相似。

带给阀门的机遇

2020年7月，十一家欧洲天然气基础设施公司发布了关于欧洲氢气主干管网（EHB）的发展愿景。EHB是一套综合型氢气专用管道网及储存设施的统称，连接着十个欧洲国家的氢气供应端和用户端，而且在未来具有扩展到整个欧洲大陆的潜力。

EHB将在2040年前实现23,000公里的管网规模，其中6,800公里是2030年的目标。该管网中约有75%将由现有的天然气管网改建而来，其余将会新建。根据前期预计，为改造17,000公里管网更换阀门和密封元件的成本，大约是6.9亿美元。显然这样的商机具有非常可观的规模，更不用提在世界其它地区会有更多类似项目。

难以减排的行业

在钢铁等难以用电作为能源的高能耗行业领域，

氢气是绿色能源的选项之一。

单是钢铁行业实现全面脱碳之后，

其生产的减排效果就等于

全球所有陆上乘用车量都改为电动车。

根据世界资源研究所（WRI）估算，2016年全球温室气体排放总量为494亿吨二氧化碳等价物。其中涉及能源使用的排放约占温室气体排放总量的三分之二。而所有造成二氧化碳排放的能源中，约有一半是被工业消耗的，而且大部分是不可或缺的行业，例如钢铁、化工、石油化工、水泥和玻璃。正因如此，脱碳对实现碳中和就显得十分关键。绿色氢气恰好就是实现碳中和的重要角色，这已经得到越来越多核心重工业企业的认可。钢铁行业就是典型的例子，钢铁企业排放的温室气体中，与能源相关的部分在全球温室气体排放总量中占7.2%。这大约等于全球所有陆上乘用车量（汽车、摩托车、大巴）的排放总量。换言之，单是钢铁行业实现全面脱碳之后，其产生的减排效果就等于全球所有陆上乘用车量都改为电动车。潜在影响力如此巨大，可以合理预计第一波氢能源变革将由工业集中区域向外展开。

欧洲的钢铁企业正在尽全力实现无碳化炼钢。2019年11月，在奥地利奥钢联集团（Voestalpine）的Linz厂区，一座由欧盟出资的6 MW电解试点工厂开始了试运行。与此同时，该企业建造的全球最大可净零排放钢厂即将竣工。这座工厂位于奥地利卡普芬贝格市（Kapfenberg），它的铁矿还原工艺将以氢气而非煤炭为能源。

2020年4月，瑞典企业奥沃科（Ovako）在其Hofors钢铁厂进行了一次试点项目，氢气第一次被用作商业化炼钢的能源，成功取代了传统的液化天然气成为高温加热的能源。这次试验表明，氢气的应用非常简单和灵活，而且对钢铁的质量没有影响。

德国钢企Salzgitter Flachstahl很快将投运一座2.2 MW电解厂，为炼钢提供氢气作为燃料。该电解厂的能量来自当地的风力发电场。包括萨博（SAAB）、蒂森克虏伯欧洲公司（Thyssenkrupp Steel Europe）和安赛乐米塔尔（ArcelorMittal）在内，许多欧洲钢铁企业都在积极设法以氢气替代化石能燃料。部分企业分别已完成了新设施的调试、建造或规划，或是正在改造原有设施，同时也在众多新涌现的生产厂家中，遴选稳定的氢气供应商。

Matjaž Matošec是荷兰Resolute Research 有限公司的市场研究经理， 领导着一个富有活力的市场研究团队。Resolute Research 是一家市场调研咨询机构， 针对工业阀门、泵和流量计等领域， 为全球客户提供一流的市场信息咨询服务， 具体包括市场规模调查、市场细分、走势预测、设备制造商全面分析， 以及定制的调研解决方案。欢迎向Matjaž垂询详情，m.matosec@resoluteresearch.com，或浏览网站www.resoluteresearch.com。