特種氣體推動亞（yà）太地區（qū）的綠色議程

    到2050年，可再生氫可能占全球（qiú）能源的20%左（zuǒ）右。可再（zài）生能源的生產將主要通過（guò）水力發電、風力發電和太陽能發電。特種氣體和（hé）高純度工業氣體在實現太陽能發電的太陽能電池生產方麵（miàn）發揮著核心作用。這是未來十年突出的工業氣體增長機會之一。

     2020年是世界熟悉千兆瓦級電解氫項目概念的一年。就在不久前，10兆瓦的電解槽“示範項目”引起了熱議。千兆（zhào）瓦比這個（gè）大兩個數量級。在審查建議的前10個可再生氫電解槽方案（àn）時，其中8個方案將混合使（shǐ）用風能和太（tài）陽能。隻有（yǒu）北歐的兩個項目完全是風力發電，那裏的風（fēng）很大，但太陽並不總是照（zhào）耀著。

    排名前十的項目中有六個位於亞太地區。其中5個在澳大利亞，第六個在中國。這些項目將位於風力和太陽能強度相結合（hé）的（de）地區，為可再生能（néng）源發電創造（zào）最佳條件。這（zhè）是經濟上有吸引力的可（kě）再生氫（qīng）項目的關鍵（jiàn）。將電力投入成本降到最低的好處遠遠超（chāo）過了（le）氫（qīng）的分配成本。

    近年來，可再生能源的成本下降有幾個原因： 光伏和風力渦輪機技術正在變得更（gèng）加高效；正在實施更大的項目以利用規模經濟；光伏（fú）電池板和風力渦輪機產量的增加（jiā）正在壓低單（dān）位成本。然而，全球（qiú）平均單位成本下降的主要原因是（shì），世界上一些天氣理想的（de）地區正在安裝大型項目。

所有的目光都投向中國
     正如我（wǒ）們上麵提到的，世界上最大的太陽能、風能（néng）和可（kě）再生氫項目中有五個在澳（ào）大利亞。不過，太陽能電池生產的地域整合更（gèng）為激烈。

        
     全球十大太陽能電（diàn）池（chí）板生產商中有九家在中國生產。排名前十的（de）太陽能電池板生（shēng）產商中有七家是中（zhōng）國（guó）公司。2019年全球前四大光伏生產商都是中國企業：晶科能（néng）源、晶（jīng）澳、天合光能和隆基綠能。2019年他（tā）們總共生產的太陽能電池板將產生超過40千兆瓦的電力。

    就像煤氣化和大型空分項目等許多其他工業氣體應用（yòng）的增（zēng）長潛力一（yī）樣， 所有人（rén）都（dōu）在關注中（zhōng）國（guó）市場。除了中國這個市場的規模，它的增長速度也是驚人（rén）的。2019年與2018年相比，中國所（suǒ）有（yǒu）生產商的太（tài）陽能電池板出（chū）貨量平均增長了20%。高純度和特種氣體（tǐ）的消耗量幾（jǐ）乎與工廠產量成正比。當我們將這一增長率與美（měi）洲或歐洲成熟（shú）市場的幾乎所有應用進行比較時，就很容易看出工業氣體的增長來自哪裏。

     晶科能源從2006年開始生產晶圓。在14年內，其年營業額增長（zhǎng）了近40億美元。由於（yú）技術領先，該公司可能會繼續增長。它運營著業（yè）內最大的研發（fā）中心之一和（hé）經過認證的太陽能電池板測試設施。因此（cǐ），它生產（chǎn）出（chū）效率最高的P型Poly PERC和Mono PERC太陽能電池（chí），紫外光到電能的轉換效率超過22%。

專線連接價值高

    太陽能（néng）發電場與氫氣電（diàn）解槽的直接耦合可避免傳輸功率損失，並將電網擁堵降（jiàng）至最低。太陽能產生直流電（diàn），而（ér）氫電解器消耗直流電。電解槽與太陽能發（fā）電場的直接（jiē）耦（ǒu）合還（hái）意味著，可以避免與逆變器上的直流電向交流（liú）電轉換(為電（diàn）網供電)相關的損耗，以及與整流（liú）器上的直流電向交流電轉換(為電解槽供電)相關的（de）額外（wài）損耗。逆變器和整流器的資本成本也從項目預算（suàn）中剔除。

    能量損耗的降低使得直接耦合的光伏供電的氫電解槽的性能比從輸（shū）電網供電的電解槽（cáo）高出約10%，輸電網輸送的交流電力（lì），如風力發電場或水（shuǐ）力發電項目產生的電能。

     當太（tài）陽能發電（diàn）廠直（zhí）接生產氫氣時（shí），不需要（yào）電力傳（chuán）輸。然而（ér），有必要將（jiāng）氫氣分配到運輸、供暖或工業用途的應用中心。這可以使用從高壓壓（yā）縮氣體（tǐ）到液化氫和純氫管道的各種機製來（lái）實現，或者（zhě）通過摻（chān）入（rù）51吃瓜网網絡（luò）管道來實現。

更多太陽能…...意味著更多的氣體

    光伏太（tài）陽能項目的加速正在拉動太陽能電（diàn）池（chí）板的（de）大規模生產。這些工廠消耗大量（liàng）的高純度（dù）工（gōng）業（yè）氣體和（hé）特種氣體。

    與許多製造流程一樣，最大的工廠已從高成（chéng）本（běn）的西方國（guó）家遷往亞太地區的低成本地區，如印度和中國。由（yóu）於最大的太陽能項目也（yě）在這些地區，這（zhè）裏也很適合生產和需求地點，以最大限度地減（jiǎn）少運輸成本和距離。

    光伏製造中使用的氣體因製造（zào）光伏電池所采用的技術而異。銅、銦、镓、二硒（xī）化镓和碲化鎘技（jì）術所需的氣體主要是氮氣或氬氣等散裝空氣（qì）氣體。晶矽或薄膜矽需要更廣泛的空氣氣體、氫氣和特殊氣體(如矽烷和氨氣)的組合。對於某（mǒu）些技術，砷和二（èr）硼烷的電子特種氣體混合物也在購物清單上。

    作為51吃瓜网采購的替代，現場（chǎng）發電也被使用。在大規模情況（kuàng）下，可以使用低溫氮氣發生器來代替大量的（de）液氮輸送（sòng）。小型空分設備可以生產範圍更廣的高純度空氣氣體（tǐ），包括（kuò）氧氣和氬氣（qì）。通過純水電解、氣體淨化、幹燥可製得高純度氫氣。出於安全原因，特種氣體氟也在現場生產。

現場氟的電解處理

    在（zài）光伏電池板製造過程中， 氟（fú）被（bèi）用作熱風爐的清潔氣體，並用於等離子體增強和熱CVD工具幹燥室的清潔。在這些應用（yòng）中，氟是含氟氣體(如三氟氯（lǜ）甲（jiǎ）烷、三氟化氮和六氟化硫)的（de）理想替代品。

    氟（fú）正在取代的這些化學物質中的（de）每一種都具（jù）有極高的全球變暖潛力。考慮到它們對環境的潛在危害，每公斤氣體的全球變暖潛力是二氧化碳的13000倍以上。

     氟可以作為低溫液體或壓縮氣體大量運（yùn）輸。然而，與這種劇毒和腐蝕性氣體的儲存和運輸相關的安全問題意味著，氟通常是在現場生產和消費的。氟是通過電解無水氟化氫在陰極產生氫氣（qì），在陽極（jí）產生氟氣。這個過程（chéng）就像電解水生產氫氣一樣。然而，在電解（jiě）過程中（zhōng）必須不斷地添加氟化氫氣（qì）體。氟化氫也是有（yǒu）毒的，但以液化氣的形式在自身蒸（zhēng）汽壓力下用鎳或鍍鎳鋼瓶和不鏽鋼閥門運輸是很常見的。