【SMM วิเคราะห์】ธาตุหายากและแมกนีเซียม - เทคโนโลยีการเก็บไฮโดรเจนแบบของแข็งในสถานการณ์ต่าง ๆ : การวิเคราะห์ลึกซึ้งทางเลือกการใช้งานและการปฏิบัติของบริษัทในประเทศ

บทนำ เทคโนโลยีการจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของแข็งเป็นหนึ่งในทิศทางหลักในการแก้ปัญหาคอขวดของการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจน วัสดุที่ใช้ธาตุหายาก (เช่น โลหะผสมจัดเก็บไฮโดรเจนชนิด AB₅) และวัสดุที่ใช้แมกนีเซียม (เช่น MgH₂) มีคุณสมบัติเสริมกันในด้านความหนาแน่นพลังงาน ต้นทุน และความปลอดภัย เนื่องจากความแตกต่างของคุณสมบัติวัสดุ ในเดือนเมษายน 2025 มีความก้าวหน้าระดับโลกในด้านการพัฒนาอุตสาหกรรมของวัสดุทั้งสองประเภทในสาขาพลังงานไฮโดรเจน: มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนประกาศว่าความหนาแน่นการจัดเก็บไฮโดรเจนในถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากที่ความดันปกติถึง 7.2wt% และ ThyssenKrupp จากเยอรมนีเปิดตัวระบบจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมซึ่งมีอายุการใช้งานเกิน 500 รอบ บทความนี้รวมข้อมูลอุตสาหกรรมในสัปดาห์นี้เพื่อจัดระเบียบเส้นทางเทคโนโลยี ความเหมาะสมของสถานการณ์ และการปฏิบัติด้านอุตสาหกรรมของบริษัทในประเทศสำหรับวัสดุทั้งสองประเภท และอภิปรายเส้นทางการพัฒนาร่วมกันของพวกเขา I. การจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของแข็งที่ใช้ธาตุหายาก: "เทคโนโลยีพื้นฐาน" สำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความหนาแน่นพลังงานสูง 1. ลักษณะทางเทคนิคและความก้าวหน้าหลัก วัสดุจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้ธาตุหายาก ซึ่งมีตัวแทนคือ LaNi₅ และ MmNi₅ (โลหะผสมนิกเกิลที่ใช้ธาตุหายากผสม) จัดเก็บไฮโดรเจนผ่านปฏิกิริยาโลหะไฮไดรด์ ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของพวกเขารวมถึง: ความหนาแน่นการจัดเก็บไฮโดรเจนเชิงปริมาตรสูง: ที่ความดันปกติสามารถถึง 30-35กก./ม³ (มากกว่าการจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของเหลวสองเท่า) เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีพื้นที่จำกัด เช่น รถยนต์โดยสารและโดรน ความเสถียรในช่วงอุณหภูมิกว้าง: ช่วงอุณหภูมิการทำงาน -30℃~100℃ พร้อมประสิทธิภาพการเริ่มต้นเย็นที่อุณหภูมิต่ำยอดเยี่ยม (การดูดซับไฮโดรเจนเสร็จสิ้นภายใน 5 นาที) อายุการใช้งานรอบ: ระดับห้องปฏิบัติการเกิน 10,000 รอบ (ได้รับการยืนยันโดยรถบรรทุกหนักไฮโดรเจนของ Toyota) ความก้าวหน้าหลักในเดือนเมษายน 2025: โลหะผสมใหม่ของ USTC ที่ใช้ธาตุหายาก-โลหะทรานซิชัน: ใช้ระบบผสม CeCo₀.8Ni₀.2 ความหนาแน่นการจัดเก็บไฮโดรเจนที่ความดันปกติ 1MPa ถึง 7.2wt% พร้อมอายุการใช้งานรอบเกิน 12,000 ครั้ง วางแผนใช้ในโครงการสาธิตรถบัสไฮโดรเจนที่เซี่ยงไฮ้หลิงกัง สายการผลิตต้นทุนต่ำของ China Northern Rare Earth: สายการผลิตถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายาก 50,000 ชุดต่อปีเปิดตัวในเป่าถู มองโกเลียใน โดยใช้โลหะผสม Pr-Nd (มีปริมาณแลนทานัมและซีเรียม >60%) ลดต้นทุนต่อถังลง 40% เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์นำเข้า วัสดุผสมธาตุหายาก-วานาเดียมของ GRINM Group: พัฒนาโลหะผสมใหม่ (V₀.3Ce₀.7) ความหนาแน่นการจัดเก็บไฮโดรเจน 35กก./ม³ ที่ความดัน 5MPa เหมาะสำหรับระบบขับเคลื่อนเรือพลังงานไฮโดรเจน 2. สถานการณ์การใช้งานหลักและการปฏิบัติในประเทศ (1) การจัดหาไฮโดรเจนแบบไดนามิกสำหรับยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิง ความเหมาะสมทางเทคนิค: ถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากสามารถตอบสนองความต้องการเริ่ม-หยุดความถี่สูงของยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิง ตัวอย่างเช่น รถบรรทุกหนักไฮโดรเจนของจีน "HydrogenTeng 3.0" ที่ติดตั้งโมดูลจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากสามารถวิ่งได้ระยะทาง 800 กม. บนเส้นทางขนส่งถ่านหินในเออร์โดส โดยการบริโภคไฮโดรเจนต่อ 100 กม. ลดลง 12% เมื่อเทียบกับระบบไฮโดรเจนบริสุทธิ์ กรณีล่าสุด: Shanghai Jieqing Technology และ China Northern Rare Earth ร่วมมือกันรวมถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากเข้ากับระบบจัดเก็บสถานีเติมไฮโดรเจนที่เข้ากันได้กับสถานีเติมไฮโดรเจน 35MPa โดยตั้งเป้าหมายการผลิตในประเทศเกิน 90% ภายในปี 2026 (2) การผลิตพลังงานแบบกระจายสำหรับการปรับสมดุลพลังงาน โซลูชันการรวมระบบ: ถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากที่รวมกับเซลล์เชื้อเพลิงสามารถแปลงพลังงาน "ไฮโดรเจน-ไฟฟ้า" ได้สองทิศทาง Hyzon Motors ของเยอรมนีเปิดตัวระบบผลิตพลังงานแบบกระจายขนาด 50kW ที่สามารถจ่ายพลังงานได้อย่างเสถียรในช่วงที่โหลดกริดสูงสุด โดยมีประสิทธิภาพรอบ 45% การใช้งานในประเทศ: Weishi Energy เปิดตัวระบบผลิตพลังงานแบบกระจายที่ใช้ถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายาก-เซลล์เชื้อเพลิง เหมาะสำหรับสถานการณ์พลังงานสำรองของศูนย์ข้อมูล โดยลดเวลาตอบสนองลงเหลือ 10 วินาที (3) พลังงานฉุกเฉินและอุปกรณ์ระดับสูง โซลูชัน Toshiba: ถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากที่รวมกับเซลล์เชื้อเพลิงขนาด 5kW เป็นแหล่งพลังงานสำรองที่ใช้งานในศูนย์ข้อมูลโตเกียวแล้ว ความก้าวหน้าในประเทศ: Zihuan Environmental พัฒนาเทคโนโลยีรีไซเคิลตัวเร่งปฏิกิริยาธาตุหายาก โดยมีอัตราการกู้คืนแลนทานัมและซีเรียม >95% ผ่านกระบวนการไฮโดรเมทัลลูร์จี โดยมีต้นทุนต่ำกว่าวัสดุธาตุหายากใหม่ 60% II. การจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของแข็งที่ใช้แมกนีเซียม: "ผู้เปลี่ยนเกม" สำหรับการจัดเก็บพลังงานต้นทุนต่ำระยะยาว 1. ลักษณะทางเทคนิคและความก้าวหน้าในประเทศ วัสดุจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียม (เช่น MgH₂) จัดเก็บไฮโดรเจนผ่านปฏิกิริยากลับได้ของแมกนีเซียมและไฮโดรเจน โดยมีความหนาแน่นการจัดเก็บไฮโดรเจนทางทฤษฎี 7.6wt% แต่มีการเคลื่อนที่ช้า (ต้องการการกระตุ้นที่อุณหภูมิสูง) ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปี 2025 มุ่งเน้นที่: การปรับโครงสร้างนาโน: ผ่านการบดลูกบอล อนุภาคแมกนีเซียมถูกปรับให้เล็กกว่า 50nm ลดอุณหภูมิการดูดซับไฮโดรเจนจาก 300℃ เป็น 150℃ และเพิ่มอัตราการดูดซับไฮโดรเจนสามเท่า การปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยา: ตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียม/เหล็กสองโลหะของ ThyssenKrupp เพิ่มอายุการใช้งานรอบของ MgH₂ จาก 300 เป็น 500 รอบ ความก้าวหน้าหลักในเดือนเมษายน 2025: โครงการไฮโดรเจนสีเขียวของ China Energy Engineering ในตะวันออกกลาง: ใช้ถังจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมในการจัดเก็บพลังงานลมและแสงอาทิตย์ที่ผันผวน โดยมีระยะเวลาการจัดเก็บไฮโดรเจน 72 ชั่วโมง และต้นทุนระบบต่ำกว่าการจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของเหลว 40% สายการผลิตประจำปี 200MWh ของ Yunhai Metal: สายการผลิตถังจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมถูกจัดตั้งขึ้นในฉือโจว อันฮุย โดยใช้กระบวนการบดลูกบอล-เผาแบบรวมกัน โดยมีผลผลิตเพิ่มขึ้นถึง 75% ใช้ในโครงการบูรณาการพลังงานแสงอาทิตย์-ไฮโดรเจนในชิงไห่ โซลูชันการจัดเก็บและขนส่งข้ามพรมแดนของ Shanghai Magnesium Power: ร่วมมือกับ Mitsui ทดสอบโครงการนำร่อง "การปฏิรูปไอน้ำมีเทนเพื่อไฮโดรเจน-การจัดเก็บที่ใช้แมกนีเซียม" ในดูไบ โดยมีความจุถังจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียม 10MWh ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าถังไฮโดรเจนในสถานะของเหลว 60% 2. สถานการณ์การใช้งานหลักและการปฏิบัติในประเทศ (1) การจัดเก็บพลังงานระยะยาวระดับอุตสาหกรรม โครงการเมืองใหม่ NEOM: China Energy Engineering จัดหาถังจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมขนาด 50MWh เพื่อปรับความผันผวนของพลังงานลมและแสงอาทิตย์ โดยมีต้นทุนตลอดอายุการใช้งานต่ำกว่าการจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของเหลว 40% วัสดุจัดเก็บไฮโดรเจนผสมธาตุหายาก-แมกนีเซียมของ CATL: พัฒนา Mg₂NiH₄/CeO₂ วัสดุผสม ลดอุณหภูมิการดูดซับไฮโดรเจนลงเหลือ 150℃ เหมาะสำหรับรถบรรทุกหนักบนเส้นทางขนส่งถ่านหินในเออร์โดส โดยมีระยะทางการขับขี่เพิ่มขึ้นถึง 1,000 กม. (2) การจัดหาไฮโดรเจนสำหรับเกาะและพื้นที่นอกกริด โครงการคาโกชิมะ ประเทศญี่ปุ่น: Toray ติดตั้งระบบอิเล็กโทรไลเซอร์ขนาด 5MW + ระบบจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมขนาด 20MWh เพื่อจัดหาพลังงานให้กับชุมชนนอกกริด โดยมีต้นทุนตลอดอายุการใช้งานต่ำกว่าการผลิตพลังงานดีเซล 25% สถานการณ์ที่เหมาะสมในประเทศ: Yunhai Metal จัดหาระบบที่ใช้แมกนีเซียมสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์-ไฮโดรเจนในชิงไห่ โดยจัดเก็บพลังงานที่ผันผวนได้ 48 ชั่วโมง โดยมีต้นทุนต่ำกว่าการจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของเหลว 50% (3) การค้าขายไฮโดรเจนข้ามพรมแดน โครงการนำร่อง LNG สู่ไฮโดรเจนในตะวันออกกลาง-เอเชียตะวันออก: Shanghai Magnesium Power และ Mitsui ร่วมมือกันขนส่งไฮโดรเจนในรูปแบบของแข็งทางทะเลไปยังเอเชียตะวันออก หลีกเลี่ยงต้นทุนสูงและความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของการจัดเก็บและขนส่งในสถานะของเหลว III. การเปรียบเทียบเส้นทางเทคนิคและกลยุทธ์การพัฒนาร่วมกัน 1. การเปรียบเทียบพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ 2. สถานการณ์การใช้งานร่วมกันและการปฏิบัติในประเทศ (1) ระบบจัดเก็บไฮโดรเจนแบบผสม สถานการณ์สถานีเติมไฮโดรเจน: สถานีเติมไฮโดรเจน Anting ในเซี่ยงไฮ้ใช้ถังจัดเก็บไฮโดรเจนธาตุหายากเพื่อจัดการการเติมเชื้อเพลิงยานพาหนะบ่อยครั้ง ในขณะที่ถังจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมจัดเก็บไฮโดรเจนสีเขียวต้นทุนต่ำ ลดต้นทุนระบบลง 20% สถานการณ์ไมโครกริด: วัสดุธาตุหายากตอบสนองความต้องการพลังงานสูงในทันที (เช่น ความผันผวนของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์) ในขณะที่วัสดุที่ใช้แมกนีเซียมจัดเก็บไฮโดรเจนที่ผลิตจากไฟฟ้าราคาถูกในเวลากลางคืน (2) เทคโนโลยีการปรับปรุงวัสดุ การพัฒนาโลหะผสมธาตุหายาก-แมกนีเซียม: เช่น วัสดุผสม Mg₂NiH₄ ที่มีความหนาแน่นการจัดเก็บไฮโดรเจน 3.5wt% และอุณหภูมิการดูดซับไฮโดรเจนลดลงเหลือ 100℃ ซึ่งอยู่ในขั้นตอนนำร่อง กระบวนการเคลือบนาโน: การเคลือบอนุภาคแมกนีเซียมด้วยออกไซด์ธาตุหายาก (เช่น CeO₂) ยับยั้งการสลายตัวของไฮไดรด์ เพิ่มอายุการใช้งานรอบถึง 800 รอบ IV. ความท้าทายในการพัฒนาอุตสาหกรรมและโอกาสด้านนโยบาย 1. คอขวดทางเทคโนโลยีและทิศทางความก้าวหน้า วัสดุที่ใช้ธาตุหายาก: ความผันผวนของอุปทานธาตุหายากเบา (เช่น แลนทานัมและซีเรียม) เพิ่มต้นทุน จำเป็นต้องพัฒนาระบบที่ปราศจากโคบอลต์/นิกเกิล (เช่น โลหะผสมจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้เหล็ก) วัสดุที่ใช้แมกนีเซียม: สายการผลิตระดับพันตันมีผลผลิตน้อยกว่า 60% จำเป็นต้องมีความก้าวหน้าในกระบวนการบดลูกบอลอัตโนมัติและเทคโนโลยีการจัดการความร้อน 2. การประสานงานด้านนโยบายและทุน นโยบายในประเทศ: กระทรวงการคลังรวมการวิจัยและพัฒนาวัสดุจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้ธาตุหายากไว้ในขอบเขตเงินอุดหนุน โดยมีเงินอุดหนุนสูงสุด 5 ล้านหยวนต่อยานพาหนะ; ระบบจัดเก็บไฮโดรเจนที่ใช้แมกนีเซียมได้รับเงินอุดหนุน 0.3 หยวน/Wh ตามความจุการจัดเก็บ การจัดสรรทุน: ในไตรมาสที่ 1 ปี 2025 การจัดหาเงินทุนในภาคพลังงานไฮโดรเจนในประเทศเกิน 20 พันล้านหยวน โดย 35% ถูกจัดสรรให้กับเส้นทางการจัดเก็บไฮโดรเจนในสถานะของแข็ง โดยมุ่งเน้นไปที่วัสดุที่ใช้แมกนีเซียม (Yunhai Metal, Magnesium Power) และตัวเร่งปฏิกิริยาธาตุหายาก (Zihuan Environmental) V. มุมมองในอนาคต: จากการขับเคลื่อนสองทางสู่การแข่งขันและความร่วมมือระดับโลก ระยะสั้น (2025-2030): วัสดุที่ใช้ธาตุหายากจะครองสถานการณ์การขนส่งและแบบกระจาย ในขณะที่วัสดุที่ใช้แมกนีเซียมจะมุ่งเน้นไปที่การจัดเก็บพลังงานอุตสาหกรรมและการค้าข้ามพรมแดนระยะกลาง (2030-2035): วัสดุอัลลอยด์แร่ธาตุหายาก-แมกนีเซียมจะถูกพาณิชย์และระบบเก็บไฮโดรเจนผสมจะกลายเป็นหลัก ระยะยาว (หลังปี 2035): การเก็บไฮโดรเจนแบบของแข็ง พร้อมกับการเก็บไฮโดรเจนเหลวและการเก็บไฮโดรเจนในของเหลวอินทรีย์ จะสร้างการแข่งขันทางเทคโนโลยีหลายรูปแบบ ผลักดันให้ต้นทุนเต็มวงจรของพลังงานไฮโดรเจนใกล้เคียงกับพลังงานแบบดั้งเดิม สรุปหลัก: บริษัทภายในประเทศผ่านกลยุทธ์สองทางคือ "แร่ธาตุหายากสำหรับการขนส่ง แมกนีเซียมสำหรับการเก็บพลังงาน" ได้สร้างความสามารถเต็มวงจรในวัสดุ การรวมระบบ และการค้าข้ามพรมแดน ในอนาคตจำเป็นต้องมีการพัฒนาทางการจัดการความร้อนและการผลิตขนาดใหญ่เพื่อเปลี่ยนเทคโนโลยีการเก็บไฮโดรเจนแบบของแข็งจากห้องทดลองไปสู่การใช้งานอย่างกว้างขวาง มอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่าจากจีนให้กับอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนทั่วโลก

SMM

สรุปราคาซื้อขายแร่เหล็กนำเข้าวันที่ 24 เมษายน

SMM สรุปสัปดาห์ต้นทุนไฮโดรเจนจากน้ำไฟฟ้า: 24 เมษายน 2528