Евтиният водород най-накрая е реалност: Южнокорейският пробив съперничи на природния газ и демонстрира рекордна ефективност
Евтин водород
© KIMM / iStock
Южна Корея демонстрира, че надеждният и евтин водород не е мечта. Новата система произвежда с рекордна ефективност, работи повече от 3000 часа непрекъснато и е значително по-достъпна от съществуващите методи.
Южнокорейският институт по машини и материали (KIMM), част от Националния изследователски съвет за наука и технологии (NST), разработи и тества за първи път в Южна Корея система за електролиза на твърд оксид (SOEC) с мощност 20 kW с анодна опора.
Системата работи повече от 3000 часа непрекъснато и постигна електрическа ефективност над 83%, рекорд за системна SOEC технология в Южна Корея. Тези постижения бележат значителна стъпка към нискобюджетно, мащабно и надеждно производство на водород, ключова връзка в прехода към водородна икономика и постигане на въглероден неутралитет.
Интелигентно използване на отпадната топлина
Екипът на KIMM, ръководен от д-р Йънг Санг Ким от Изследователската група за енергия с нулева въглеродна активност, подобри ефективността чрез използване на външна отпадна топлина с температура приблизително 200°C. Чрез преобразуването на тази топлина в пара, системата изисква по-малко електричество за електролиза.
Екипът, ръководен от д-р Йънг Санг Ким (вляво), разработи революционната система SOEC. © KIMM
По-висока ефективност, по-ниски разходи
Резултатите са впечатляващи:
>10% по-висока електрическа ефективност в сравнение със системи, които генерират собствена пара
25% по-ниски разходи за производство на водород при използване на евтина електроенергия от възобновяеми или ядрени източници
Системата произвежда 6 Nm³ водород на час, консумирайки значително по-малко електроенергия от конвенционалната алкална или PEM електролиза, приблизително 15% по-малко за същата мощност.
Промишлена надеждност вече е доказана
По време на 3000 часа непрекъсната работа в промишлени условия системата остана стабилна, дори по време на неочаквани прекъсвания, като прекъсвания в подаването на пара и колебания в мощността. Това потвърждава, че технологията е практически приложима и търговски надеждна.
Благодарение на интегрирането на отпадната топлина, технологията е особено подходяща за стоманодобивната, химическата и други енергоемки индустрии. В тези индустрии има излишна топлина и икономиите на енергия са от решаващо значение. С тази SOEC технология, производството на водород може да бъде ефективно и достъпно интегрирано в съществуващите промишлени процеси.
Конкуренция с изкопаемите горива
Крайната цел на изследователите е да произвеждат водород с цена от 3000 KRW на килограм (приблизително 2,20 евро). Това би направило водорода конкурентен на изкопаемите горива – важен етап за енергийния преход.
KIMM сега работи върху следващото поколение SOEC системи с ефективност над 85%, комбинирани с диагностика, базирана на изкуствен интелект, и прогнозиране на жизнения цикъл, за да оптимизира допълнително производителността и надеждността в индустриален мащаб.
Вече не е мечта
С този пробив Южна Корея демонстрира, че евтиното и надеждно производство на водород вече не е мечта.
Чрез интелигентно комбиниране на остатъчна топлина, възобновяема енергия и усъвършенствана технология за електролиза, водородът може да се превърне в истински конкурент на изкопаемите горива, с голямо въздействие върху промишлеността и енергийния преход в световен мащаб.
Goedkope waterstof is eindelijk realiteit: Koreaanse doorbraak concurreert met aardgas en toont recordefficiëntie
goedkope waterstof
© KIMM / iStock
Korea laat zien dat betrouwbare, goedkope waterstof geen toekomstmuziek is. Het nieuwe systeem produceert met recordefficiëntie, draait meer dan 3.000 uur non-stop en is aanzienlijk betaalbaarder dan bestaande methoden.
Het Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM), onderdeel van het National Research Council of Science and Technology (NST), heeft voor het eerst in Zuid-Korea een anode-ondersteund solid oxide electrolysis cell (SOEC)-systeem van 20 kW ontwikkeld en getest.
Het systeem draait meer dan 3.000 uur non-stop en behaalde een elektrische efficiëntie van meer dan 83%, een record voor SOEC-technologie op systeemniveau in Korea. Deze prestaties markeren een belangrijke stap richting goedkope, grootschalige en betrouwbare waterstofproductie, een cruciale schakel in de transitie naar een waterstofeconomie en het behalen van CO2-neutraliteit.
Slim gebruik van restwarmte
Het KIMM-team, onder leiding van Dr. Young Sang Kim van de Zero-Carbon Power Research Group, verbeterde de efficiëntie door gebruik te maken van externe restwarmte van circa 200°C. Door deze warmte om te zetten in stoom, hoeft het systeem minder elektriciteit te verbruiken voor elektrolyse.
Het team onder leiding van Dr. Young Sang Kim (links) ontwikkelde het revolutionaire SOEC-systeem. © KIMM
Hogere efficiëntie, lagere kosten
Het resultaat is dan ook indrukwekkend:
>10% hogere elektrische efficiëntie vergeleken met systemen die hun eigen stoom moeten genereren
25% lagere waterstofproductiekosten bij gebruik van goedkope elektriciteit uit hernieuwbare of nucleaire bronnen
Het systeem produceert 6 Nm³ waterstof per uur, en verbruikt daarbij aanzienlijk minder elektriciteit dan conventionele alkaline- of PEM-elektrolyse, ongeveer 15% minder voor dezelfde output.
Industriële betrouwbaarheid reeds bewezen
Tijdens de 3.000 uur durende continue werking onder industriële condities bleef het systeem stabiel, zelfs bij onverwachte verstoringen zoals onderbrekingen in stoomtoevoer en stroomfluctuaties. Dit bevestigt dat de technologie praktisch toepasbaar en commercieel betrouwbaar is.
Dankzij de integratie van restwarmte is de technologie bijzonder geschikt voor staal-, chemische en andere energie-intensieve bedrijven. Hier is warmteoverschot aanwezig en energiebesparing cruciaal. Met deze SOEC-technologie kan waterstofproductie efficiënt en betaalbaar worden geïntegreerd in bestaande industriële processen.
Het systeem werkte 3.000 uur non-stop en bleef zelfs stabiel bij onverwachte verstoringen. © KIMM
Concurreren met fossiele brandstoffen
Het uiteindelijke doel van de onderzoekers is waterstofproductie tegen 3.000 KRW per kilogram (ca. €2,20). Daarmee zou waterstof concurrerend worden met fossiele brandstoffen – een mijlpaal voor de energietransitie.
KIMM werkt nu aan de volgende generatie SOEC-systemen met een efficiëntie van meer dan 85%, gecombineerd met AI-gestuurde diagnostiek en levensduurvoorspelling, om prestaties en betrouwbaarheid op industriële schaal verder te optimaliseren.
Geen toekomstmuziek meer
Met deze doorbraak laat Zuid-Korea zien dat goedkope en betrouwbare waterstofproductie geen toekomstmuziek meer is.
Door slimme koppeling van restwarmte, hernieuwbare stroom en geavanceerde elektrolysetechnologie kan waterstof een echte concurrent van fossiele brandstoffen worden, met grote impact voor industrie en energietransitie wereldwijd.