【色母粒产业网】3月23日消息,3月17日,巴斯夫位于路德维希港的工厂成功投运了质子交换膜(PEM)电解槽。这一装置堪称德国之最,其连接负载高达54兆瓦,每小时能稳定产出1吨零碳氢气。该工厂历经两年精心建设,最初由巴斯夫与西门子能源公司携手打造,巴斯夫投资约2500万欧元,当地政府更是慷慨解囊,提供了高达1.243亿欧元的资金支持。此举旨在大幅削减路德维希港工厂的温室气体排放,预计每年最高可减少7.2万吨。值得一提的是,该装置所产氢气还将被用于生产氨、甲醇和维生素等重要化学品。此前,该工厂主要依赖天然气蒸汽重整或作为耦合产物和副产品来生产氢气。
在技术层面,电解水制氢作为当前绿氢制取的关键手段,主要分为碱性水电解(ALK)、质子交换膜电解(PEM)、高温固体氧化物电解(SOEC)和阴离子交换膜电解(AEM)四大主流技术。其中,PEM电解水制氢技术以质子交换膜为固体电解质,纯水为原料,在直流电作用下,阳极析出氧气,阴极析出氢气。据色母粒产业网了解,PEM电解槽具有体积小、结构紧凑的优势,便于实现大型化设计,且电解效率高、产氢纯度高,特别适合与风光可再生能源发电直接耦合制氢。质子交换膜作为核心技术部件,能让质子(氢离子)选择性透过,为正负极间提供质子交换的场所。目前,主流的膜材料是全氟磺酸(PFSA)膜,如杜邦的Nafion系列,已成为商业应用中的佼佼者。此外,还有部分氟化质子交换膜、非氟化质子交换膜、复合质子交换膜等也在不断发展中。
在巴斯夫此装置投用之前,国外PEM制氢技术已步入市场化应用阶段,应用占比超过半数,尤其在欧美、日本等地区发展得较为成熟。近年来,我国在PEM制氢关键技术方面也取得了显著进展,包括单槽规格的突破、项目密集投建等。国内中小型商用电解槽所使用的质子交换膜已基本实现国产化,主要采用的是全氟磺酸膜,代表厂商有东岳未来氢能、科润新材料、武汉绿动等。然而,在催化剂、气体扩散层领域,我国仍依赖进口,且关键组件在性能上与国外相比仍存在一定差距。
巴斯夫在零碳布局方面也是步步为营。在去年发布的企业新战略中,绿色转型被确立为战略杠杆之一。巴斯夫的零碳目标雄心勃勃:到2030年,温室气体排放量较2018年减少25%,总量降至1.6亿吨;到2050年,实现温室气体净零排放。目前,巴斯夫已迈入第一阶段,成功获取可再生电力,试点新技术,并推出了一系列可持续产品。其广泛的产品组合中,不乏低产品碳足迹(PCF)甚至零碳的产品,如生物基1,4-丁二醇、生物基抗氧化剂、生物质平衡聚醚砜、生物基聚酰胺等。未来,巴斯夫还将设立可再生原料部门,进一步增加可持续产品的产量,预计2025-2028年与转型相关的支出将平均每年达到6亿欧元。