到2050年，可再生氫可能占全球能源的20%左右?？稍偕茉吹纳a將主要通過水力發電、風力發電和太陽能發電。特種氣體和高純度工業氣體在實現太陽能發電的太陽能電池生產方面發揮著核心作用。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“示范項目”引起了熱議。千兆瓦比這個大兩個數量級。在審查建議的前10個可再生氫電解槽方案時，其中8個方案將混合使用風能和太陽能。只有北歐的兩個項目完全是風力發電，那里的風很大，但太陽并不總是照耀著。
排名前十的項目中有六個位于亞太地區。其中5個在澳大利亞，第六個在中國。這些項目將位于風力和太陽能強度相結合的地區，為可再生能源發電創造最佳條件。這是經濟上有吸引力的可再生氫項目的關鍵。將電力投入成本降到最低的好處遠遠超過了氫的分配成本。
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加高效；正在實施更大的項目以利用規模經濟；光伏電池板和風力渦輪機產量的增加正在壓低單位成本。然而，全球平均單位成本下降的主要原因是，世界上一些天氣理想的地區正在安裝大型項目。
所有的目光都投向中國
正如我們上面提到的，世界上最大的太陽能、風能和可再生氫項目中有五個在澳大利亞。不過，太陽能電池生產的地域整合更為激烈。
全球十大太陽能電池板生產商中有九家在中國生產。排名前十的太陽能電池板生產商中有七家是中國公司。2019年全球前四大光伏生產商都是中國企業：晶科能源、晶澳、天合光能和隆基綠能。2019年他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的增長潛力一樣， 所有人都在關注中國市場。除了中國這個市場的規模，它的增長速度也是驚人的。2019年與2018年相比，中國所有生產商的太陽能電池板出貨量平均增長了20%。高純度和特種氣體的消耗量幾乎與工廠產量成正比。當我們將這一增長率與美洲或歐洲成熟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里。
晶科能源從2006年開始生產晶圓。在14年內，其年營業額增長了近40億美元。由于技術領先，該公司可能會繼續增長。它運營著業內最大的研發中心之一和經過認證的太陽能電池板測試設施。因此，它生產出效率最高的P型Poly PERC和Mono PERC太陽能電池，紫外光到電能的轉換效率超過22%。
專線連接價值高
太陽能發電場與氫氣電解槽的直接耦合可避免傳輸功率損失，并將電網擁堵降至最低。太陽能產生直流電，而氫電解器消耗直流電。電解槽與太陽能發電場的直接耦合還意味著，可以避免與逆變器上的直流電向交流電轉換(為電網供電)相關的損耗，以及與整流器上的直流電向交流電轉換(為電解槽供電)相關的額外損耗。逆變器和整流器的資本成本也從項目預算中剔除。
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電網供電的電解槽高出約10%，輸電網輸送的交流電力，如風力發電場或水力發電項目產生的電能。
當太陽能發電廠直接生產氫氣時，不需要電力傳輸。然而，有必要將氫氣分配到運輸、供暖或工業用途的應用中心。這可以使用從高壓壓縮氣體到液化氫和純氫管道的各種機制來實現，或者通過摻入天然氣網絡管道來實現。
更多太陽能…...意味著更多的氣體
光伏太陽能項目的加速正在拉動太陽能電池板的大規模生產。這些工廠消耗大量的高純度工業氣體和特種氣體。
與許多制造流程一樣，最大的工廠已從高成本的西方國家遷往亞太地區的低成本地區，如印度和中國。由于最大的太陽能項目也在這些地區，這里也很適合生產和需求地點，以最大限度地減少運輸成本和距離。
光伏制造中使用的氣體因制造光伏電池所采用的技術而異。銅、銦、鎵、二硒化鎵和碲化鎘技術所需的氣體主要是氮氣或氬氣等散裝空氣氣體。晶硅或薄膜硅需要更廣泛的空氣氣體、氫氣和特殊氣體(如硅烷和氨氣)的組合。對于某些技術，砷和二硼烷的電子特種氣體混合物也在購物清單上。
作為天然氣采購的替代，現場發電也被使用。在大規模情況下，可以使用低溫氮氣發生器來代替大量的液氮輸送。小型空分設備可以生產范圍更廣的高純度空氣氣體，包括氧氣和氬氣。通過純水電解、氣體凈化、干燥可制得高純度氫氣。出于安全原因，特種氣體氟也在現場生產。
現場氟的電解處理
在光伏電池板制造過程中， 氟被用作熱風爐的清潔氣體，并用于等離子體增強和熱CVD工具干燥室的清潔。在這些應用中，氟是含氟氣體(如三氟氯甲烷、三氟化氮和六氟化硫)的理想替代品。
氟正在取代的這些化學物質中的每一種都具有極高的全球變暖潛力?？紤]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，在陽極產生氟氣。這個過程就像電解水生產氫氣一樣。然而，在電解過程中必須不斷地添加氟化氫氣體。氟化氫也是有毒的，但以液化氣的形式在自身蒸汽壓力下用鎳或鍍鎳鋼瓶和不銹鋼閥門運輸是很常見的。
