ITM电力公司正在为绿色氢革命做准备

在谢菲尔德的东部边缘，M1高速公路旁，一座闪闪发光的制造工厂坐落在这座城市古老的工业红砖中间。ITM权力的新的电解槽超级工厂——一个13.4万平方英尺的庞然大物，于2021年开业——离这里只有一步之遥Forgemasters谢菲尔德仅存的炼钢炉。据ITM长期以来的首席执行官格雷厄姆•库利(Graham Cooley)介绍，钢铁城另一家最著名的公司与新总部的关系更为密切。库利最近在参观超级工厂时对《工程师》杂志说:“我们所在的地方曾是英国不锈钢工厂，你可以在这里看到整个钢铁行业。”

英国钢铁业或许是昔日辉煌的一个阴影，但高价值制造业的增长在一定程度上缓解了英国重工业的上下衰退。ITM Power是领先的充电、开发和制造质子交换膜(PEM)电解器的公司之一，可将可再生能源转化为氢气，帮助推动向净零的转变。

库利说:“在英国，每个人都把能源转型看作是我们如何降低碳排放的问题。”“如果你反过来说，这是制造业、工程和技术创新的绝佳机会。现在是清洁技术公司的大好时机。”

其核心是ITM Power的PEM技术，该技术使用电解栈将高度纯化的水分解为氢和氧的组成成分，电解栈中有该公司专有的催化剂材料。如果使用可再生能源，产生的绿色氢是一种零碳产品，可以作为直接清洁的燃料来源，或作为其他化学品的原料，包括合成的，对现有燃料如天然气的绿色替代品。随着令人瞠目的天然气价格引发全球能源危机，更不用说乌克兰持续的地缘政治不确定性，按需生产替代燃料的能力最近变得更具吸引力。Cooley说:“绿色氢气是唯一的零碳燃料，唯一的零碳能源天然气，唯一的天然气零碳替代品。”

用清洁、绿色的氢气直接替代天然气或作为其他燃料的原料是ITM计划的重要组成部分。然而，目前全球最大的氢市场——绿色或其他——是氨精炼。据库利称，这些工业氢每年约占7000万吨，相当于6亿吉瓦的电解产能。

2022年初，ITM Power宣布与挪威化工巨头Yara达成一项协议，购买一台24兆瓦的电解器，这将有助于其减少氨生产中对灰氢的依赖。在ITM看来，这个巨大的现有市场是最容易摘到的果实，特别是考虑到氨目前对天然气的依赖以及随之而来的螺旋式上涨的价格。“他们的原料是天然气，”首席执行官说。“我们的原料是可再生能源。可再生能源的价格下降了，而天然气的价格大幅上涨。”

除了原始的供需经济因素，Cooley认为还有其他因素将推动绿色氢气市场的发展。将电解器与可再生能源和电力购买协议(PPA)连接起来，使运营商在协议期间锁定氢的价格，消除了我们目前在天然气市场看到的波动类型，并通过回流供应链提高了能源安全。再加上这是一个零碳过程的事实，这个提议开始看起来更有吸引力。“所有的箭头都指向正确的方向，”库利继续说道。“政策制定者和能源公司都看到了这一点，它正在推动整个行业向前发展。”

显然，与可再生能源的共生关系是关键。绿色氢可以长期储存多余的能量，在合适的条件下，将电子转化为分子的效率达到80%。这些分子也代表了一个全新的可再生能源市场，使风能和太阳能运营商多样化，不再只是简单地向电网输送电力，还可以防止需求波动导致负定价或运营商在发电高峰时让涡轮机脱机。“电子很难长时间储存，”库利说。“如果你把电子变成分子，我们就知道如何储存它们，并且可以长时间储存它们。如果你做一个海上风力发电计划，你可以得到一部分电力，你可以制造绿色氢气，并供应给氨生产商或炼油厂。一个从电子转向分子的新市场。”

再过十年，你不会再谈论可再生能源公司，也不会再谈论石油和天然气公司，你只会看到能源公司，它们看起来都一样

Graham Cooley - ITM Power首席执行官

根据库利的说法，未来会有更多的可再生能源，其中大部分可以在供应电网和生产氢气之间切换。或者更准确地说，是电力需求的下降。“如果电网突然不需要你的电力，或者电价下降，你该怎么办?””厄尔问道。“你们继续供应吗?”他们甚至可能会变成零或消极的。你所做的就是将电力从电网转向电解槽，为不同的行业制造分子……在这种多样性中，你能够降低风险，提高回报率。这意味着你可以拥有更多的可再生能源，所以如果你携手建设这两个行业，这意味着你可以向网络中添加大量的可再生能源，而你最终不会要求越来越多的削减，越来越多的存储。”

当然，当我们谈论“分子”行业时——至少就能源而言——我们谈论的是石油和天然气行业。化石燃料游说团体对于气候变化问题上的含糊不清和行动迟缓负有很大责任，但摆脱碳基分子的成功能源转型无疑需要化石燃料游说团体的专业知识和动力来建立一个零碳分子体系。

Cooley说:“石油和天然气行业知道如何运输(分子)，销售它们，以及分销网络。他说:“我的预测是，十年后，人们谈论的不会是可再生能源公司，也不会是石油和天然气公司，你只会看到能源公司，它们看起来都一样。能源转型中一个非常重要的部分就是油气行业朝着这个方向发展。整个能源行业，尤其是石油和天然气行业，因为它们拥有如此庞大的资本，如此庞大的资产负债表，它们控制着我们试图消除的东西。”

迄今为止，最大的ITM部署——也是欧洲最大的正在运行的电解槽——在壳牌位于科隆的莱茵兰炼油厂。在欧盟的支持下，REFHYNE项目目前涉及10MW的公司机器，每年生产约1300吨绿色氢。这将用于一系列的应用，包括发电、家庭供暖和合成燃料的生产。2021年10月，该项目宣布将增加10倍，达到100兆瓦。

虽然ITM最初的目标是用绿色氢气替代氨水，并作为天然气的替代品，但它也在密切关注移动市场。对电池电气化有抵制作用的重型车辆——特别是那些返回基地加油的重型车辆——使用氢燃料电池的时机已经成熟，而脱碳的船舶和航空可能分别依赖于氨和可持续航空燃料(SAF)。Cooley说:“当你用绿色氢气取代灰色氢气时，你将在炼油厂生产可持续航空燃料(SAF)，这就是我们与壳牌在莱茵兰炼油厂所做的。”“船用燃料很可能是可再生的氨。”

作为2004年在伦敦证券交易所上市的第一家氢能公司，ITM的经验应该可以让它很好地利用能源转型和对氢能需求的增加。到目前为止，该公司的发展道路有些曲折，股价也随之波动，但库利认为未来的道路更加清晰，超级工厂是氢能源光明未来的证据。

该工厂正在提高其铭牌上的每年1GW的产能，并有一个新的英国工厂的先进计划，将进一步增加1.5GW。据这位首席执行官表示，该公司还为一座250吉瓦的海外工厂筹集了资金，工厂的选址尚未敲定，但将受到需求和强大合作伙伴关系潜力的推动。到2024年，这一总数将达到5GW。

“增长呈对数增长，”库利说。“我们曾经是100千瓦，1兆瓦，100兆瓦，我们正在准备兆瓦。这是每两年10倍的规模。这有两个原因。一个是我们把技术模块化，另一个是我们和林德工程公司合作，他们和我们一起平衡工厂和部署。他们负责部署，我们负责制造。随着规模的扩大，成本就会降低。”

再加上ITM Power在研发方面的投资，预计在未来两年内，规模的增加将使电解槽的成本降低40%，进一步加强氢的应用。这与炼钢的全盛时期相去甚远，但它是能源转型的一项基本技术，可能会以更深刻的方式重塑工业格局。