Глобальное стремление к получению зеленого водорода стало ключевым драйвером энергетического перехода, а выбор исходной воды для производства водорода — важнейшим фактором, ограничивающим масштабное применение технологий электролиза. Традиционные технологии получения водорода, такие как протонообменная мембрана (PEM), предъявляют строгие требования к высокочистой деионизированной воде, что не только повышает затраты на предварительную очистку воды, но и ограничивает размещение проектов по производству водорода в регионах, где отсутствуют ресурсы высокочистой воды, например, в удалённых вне-сетевых районах и промышленных парках с обилием сточных вод. Щелочные электролизёры, являясь наиболее зрелой и коммерциализированной технологией получения зелёного водорода, обладают уникальной адаптивностью к воде низкого качества, что становится решающим преимуществом для обеспечения недорогого и масштабного развития водородной энергетики. Компания Hyto Energy Limited, пионер в глобальной водородной энергетике, сосредоточена на интеграции технологий щелочного электролиза и водородного производства с использованием анионообменных мембран (AEM); её научно-исследовательская и опытно-конструкторская деятельность дополнительно подтвердила промышленную ценность щелочных электролизёров в сценариях применения воды низкого качества.

Щелочные электролизеры обладают тремя незаменимыми техническими преимуществами при использовании воды низкого качества, обусловленными их уникальным механизмом реакции и материалами системы. Во-первых, высокая устойчивость реакционной системы к примесям. В качестве электролита в щелочных электролизерах применяется щелочной водный раствор, например, KOH, а никелевые катализаторы, используемые на электродах, характеризуются высокой стойкостью к загрязнениям и способны противостоять воздействию распространённых примесей, таких как Cl⁻ и SO₄²⁻, содержащихся в воде низкого качества, что позволяет избежать отравления катализатора и загрязнения мембраны, характерных для PEM-электролизеров. Во-вторых, упрощённый процесс предварительной очистки воды. В отличие от PEM-электролизеров, требующих многоступенчатой фильтрации и очистки исходной воды, щелочные электролизеры нуждаются лишь в простой предварительной обработке воды низкого качества — например, промышленной вторичной воды или воды, полученной при помощи фотоэлектрических и ветровых установок, — такой как отстаивание и фильтрация; это снижает первоначальные капитальные затраты проекта на 30–50 % и ежедневные эксплуатационные и сервисные расходы более чем на 20 %. В-третьих, конструктивная совместимость с водой низкого качества. Пористая полимерная диафрагма щелочных электролизеров предъявляет невысокие требования к чистоте воды, а эффективность разделения газов не зависит от незначительных колебаний качества воды, что обеспечивает длительную стабильную работу оборудования в условиях использования воды низкого качества.

Как компания, специализирующаяся на технологии производства водорода с использованием анионообменных мембран (AEM) и технологии твёрдотельного хранения водорода, компания Hyto Energy Limited достигла органического синергетического эффекта между щелочными электролизёрами и водородными установками третьего поколения на основе AEM в сценариях применения воды низкого качества, создав более эффективную и гибкую систему производства водорода. Установки компании по производству водорода на основе AEM мощностью от 2 кВт до 5 МВт могут быть бесшовно интегрированы со щелочными электролизёрами, полностью используя адаптивность щелочных электролизёров к воде низкого качества и высокую эффективность технологии AEM при преобразовании энергии, что обеспечивает эффективное использование ресурсов воды низкого качества в процессе производства водорода. Одновременно твёрдотельные устройства хранения водорода компании Hyto Energy (на основе металлогидридов) согласованы с производительностью щелочных электролизёров по выработке водорода, решая тем самым проблему хранения и транспортировки водорода после его получения из воды низкого качества и формируя полный замкнутый цикл «производство водорода из воды низкого качества — твёрдотельное хранение — использование водорода». Научно-исследовательская команда компании, в состав которой входят 8 инженеров с учёной степенью доктора наук и 22 инженера с учёной степенью магистра, получила 8 патентов на изобретения и 16 патентов на полезные модели в области производства водорода из воды низкого качества, обеспечивая надёжную техническую поддержку промышленного применения щелочных электролизёров.

Адаптивность щелочных электролизеров к воде низкого качества сняла ограничения, связанные с ресурсами воды, для проектов по производству водорода, и открыла широкий спектр новых промышленных сценариев применения. В распределённых энергетических системах, таких как водородные микросети, щелочные электролизеры могут использовать воду низкого качества, полученную от фотоэлектрических и ветровых электростанций, для локального производства водорода, обеспечивая тем самым локальное преобразование и использование возобновляемой энергии; на промышленных площадках они могут использовать промышленные сточные воды для производства водорода, реализуя двойную пользу — ресурсное использование сточных вод и декарбонизацию промышленности. Компания Hyto Energy Company Limited первой в Китае завершила демонстрационный проект «Зелёная электроэнергия — зелёный водород — хранение водорода», в котором щелочные электролизеры используют воду низкого качества, полученную от генерации электроэнергии из возобновляемых источников, для производства водорода, подтвердив тем самым техническую осуществимость масштабного применения данной технологии. По мере постоянного технологического прогресса в области водородной энергетики щелочные электролизеры будут всё теснее интегрироваться с такими технологиями, как водородное производство на основе анионообменных мембран (AEM), твёрдотельное хранение водорода и др., при активном участии предприятий, включая Hyto Energy. Модель производства водорода из воды низкого качества станет важным путём ускорения глобального энергетического перехода и достижения цели нулевых выбросов углерода, а также внесёт дополнительный вклад в высококачественное развитие водородной энергетической отрасли.