弗劳恩霍夫联合项目：HySecunda——氢能对全球能源安全的贡献——南非绿色氢气生产

Konrad Wolfenstein

2年前

南非绿色氢气生产的可扩展解决方案 – 图片：Xpert.Digital

🌿🔋 HySecunda 合作项目——绿色氢气生产的可扩展解决方案

🎯🌍 摘要和目标 – 可扩展的绿色氢气生产解决方案

HySecunda合作项目旨在优化绿色氢气（H2）的生产、储存、能力建设和认证。南非有望成为绿色氢气的主要供应国，包括向德国供应。目前面临的挑战在于这种能源载体的储存和分配。九个弗劳恩霍夫研究所和弗劳恩霍夫学院已联合开展HySecunda项目，共同开发绿色氢气的生产、储存和认证解决方案。此外，该联盟还支持南非的能力建设以及与氢基航空燃料相关的项目。.

🌞🤝 南非的潜力与国际合作

南非拥有丰富的可再生能源，例如太阳能和风能，因此有潜力成为清洁可持续氢气的主要生产国，这对于德国和欧洲来说都极具吸引力。如果南非能够成功发展氢气储存和输送的基础设施，并降低生产成本，那么它将在氢气领域发挥关键作用。.

💡🔬 专业技术和研究重点

HySecunda项目由弗劳恩霍夫研究所联合开展，旨在三年内为南非开发切实可行且可扩展的绿色氢气生产解决方案。这些研究所拥有材料与系统微观结构、能源经济与系统工程、能源基础设施、地热能、陶瓷、硅酸盐研究、涂层技术、风能、系统与创新研究以及太阳能等领域的专业知识。此外，该项目还将实施一项专门针对南部非洲发展共同体（SADC）16个成员国需求的教育计划。.

🛡️🌱 认证和市场准备

该项目的一个重点是开发符合市场和体系要求的绿色氢及其衍生物认证解决方案。能源系统分析和经济可行性研究有助于及早识别风险和必要的框架条件，这对于成功实现商业化以及随后进口到德国和欧洲至关重要。.

🌐✨ 全球背景与可持续性

要全面了解HySecunda项目，还应考虑绿色氢能的全球背景。国际能源署（IEA）预测，随着全球努力减少二氧化碳排放并实现气候目标，对绿色氢能的需求将不断增长。氢能可用作交通运输、工业和发电等多个领域的能源载体。尤其值得一提的是，氢能能够长期储存能量并远距离输送，使其成为能源转型的重要支柱。.

🤝🌏 国际合作与本地发展

德国与南非在氢能领域的合作也体现了能源领域国际伙伴关系日益增长的重要性。此类合作能够促进技术转让、经济发展和应对气候变化三者齐头并进。此外，这些项目通过创造就业机会和增强南非在可再生能源领域的本地专业技术，促进了当地经济发展。.

🚀⚙️挑战与未来之路

氢能技术仍面临技术和经济方面的挑战。这些挑战包括氢气生产效率（特别是电解制氢的效率）、可再生能源成本，以及开发安全高效的氢气运输和储存基础设施的必要性。像HySecunda这样的项目对于克服这些挑战、加速向低碳未来转型至关重要。.

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🌱 通过氢能技术支持当地经济发展

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🔬🇩🇪 德国弗劳恩霍夫研究所的开创性研究

🌟 技术创新的主要领域

德国弗劳恩霍夫研究所因其在应用研究领域的开拓性工作而闻名，并在创新技术的发展中发挥着至关重要的作用。为了推动科学突破，它们重点关注技术领域的四个主要方向，这些方向对工业和环境都至关重要。.

🔍传感器技术的扩展

首先，这些研究所致力于开发最先进的传感器技术。突破性的研究方法包括设计灵敏度更高的传感器，从而能够更早、更可靠地检测储罐和管道的泄漏。这项传感器技术还旨在更快地检测腐蚀和材料疲劳的迹象，这对于各行业的维护和安全至关重要。例如，在石油和天然气行业使用这些传感器可以防止环境破坏并提高运营效率。.

🛡️ 阻隔层创新

在第二个领域，各研究所正致力于研发创新的氧气和氢气阻隔涂层。此类涂层对于电解槽的完整性至关重要，因为它们可以防止氧气和氢气渗入相邻部件。改进的阻隔涂层不仅可以延长电解槽的使用寿命，还能显著提高其安全性。这对于能源领域尤为重要，因为电解槽是储存可再生能源（以氢气形式）的关键技术。.

💰 双极板的成本效益

第三项战略目标侧重于开发更具成本效益的双极板（BPP）涂层。双极板是燃料电池和电解槽的关键部件，它们作为导电隔膜，同时分配反应气体。传统上，这些板由钛或石墨等昂贵材料制成，并且通常镀有金或铂等贵金属以延长使用寿命。弗劳恩霍夫研究所致力于开发成本更低但性能卓越的涂层，使其能够承受严苛的运行条件——温度、压力、电压和腐蚀性环境。.

🌬️ 运输层的改进

第四个也是最后一个优化目标是开发多孔传输层（PTL）。这些层对于输送反应物（例如气体和液体）以及在电解池内进行离子传输至关重要。改进这些PTL可以显著提高反应速率和能量转换的整体效率。更高的效率意味着在相同的输入下产生更多的可用能量，从而降低成本并提高可持续性。.

🌍 为可持续的未来贡献力量

弗劳恩霍夫研究所致力于研发关键技术，这些技术不仅能够提升系统的性能和安全性，而且从长远来看，还有助于降低成本和保护环境。这些研发成果有望彻底改变包括储能、汽车、工厂工程和化工等在内的多个工业领域。除了追求效率和经济效益之外，弗劳恩霍夫研究所的创新工作也为全球构建可持续发展和环境友好型未来做出了重要贡献。.

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⚡弗劳恩霍夫研究所在全球能源转型中的作用

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🌍🔋 为德国和欧洲的能源安全做出贡献

🔬🤝 能源转型所需的研发

能源安全是德国和欧洲的核心关切，尤其是在近年来地缘政治发展已清晰表明独立和可持续能源供应的重要性之后。在此背景下，像HySecunda这样的研发项目不仅具有开创性意义，而且对于成功实现能源转型和达成《巴黎协定》的气候目标至关重要。.

🏢💪 弗劳恩霍夫协会：关键参与者

弗劳恩霍夫协会在德国和欧洲的能源安全领域发挥着举足轻重的作用。作为欧洲最大的应用型研究机构，它通过多学科项目贡献其全面的专业知识，开发创新解决方案。马里奥·拉格维茨教授提到的对氢能技术这一战略研究领域的投入，便充分体现了这一点。.

💼🌟 HySecunda 项目：一个闪耀的典范

HySecunda项目于2023年11月29日至30日在哈勒（萨勒河畔）举行的启动会议上正式启动，是此类举措的杰出范例。该项目获得德国联邦教育与研究部第七能源研究计划约1500万欧元的资助，体现了德国政府对该领域的高度重视。其目标是在南非等南部非洲发展共同体（SADC）地区推广绿色氢能及其衍生物，同时建立长期合作关系。.

🤲🏽🔄 联盟内部的合作

由九个不同的弗劳恩霍夫研究所组成的HySecunda联盟的合作伙伴对于实现该项目宏伟目标至关重要。通过汇集各自独特的专业知识，他们将能够开发用于生产和利用绿色氢和合成能源载体的创新技术。弗劳恩霍夫IMWS材料诊断与系统研究所H2技术研究组负责人、该项目负责人克莱门斯·伊尔斯博士表示，该项目是绿色氢及其衍生物市场化进程中的关键一步。.