习近平总书记近年来多次讲话强调,“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”“实现高质量发展是‘十四五’乃至更长时期我国经济社会发展的主题,关系我国社会主义现代化建设全局”。连日来,中国工业报社持续开展高质量发展调研行活动。近日,中国工业报社记者在中国国际贸易促进委员会电力行业委员会组织的“中国氢能品牌万里行”活动带领下走进天合氢元、苏州青骐骥科技(集团)有限公司、双良集团等头部氢能企业,这些企业也是中国工业报社高质量发展调研行活动重点探访的企业。调研期间,记者实地探访中国氢能新生力量,了解氢能前沿技术开发和应用以及智能制造装备的先进性,深入了解氢能产业的创新性发展,开启了一场关于氢能产业沉浸式体验之旅。
“氢”风破浪会有时氢能未来皆可期
氢能作为一种清洁、高效的二次能源,为各行业脱碳提供了重要途径,氢能应用遍布工业、交通、电力、建筑等领域。氢能热水器、氢能灶具等家用设备已逐渐普及,不仅满足了日常生活需求,更大大降低了碳排放,为环境保护贡献了一份力量。同时,氢能公交、氢能物流车等公共交通领域的示范应用,进一步拓宽了氢能的应用场景。其中扬州作为氢能产业起步较早的城市,这座历史悠久的文化名城,在新时代的科技浪潮中正积极探索绿色发展的新路径。扬州经济技术开发区党工委书记张利曾在天合元氢扬州生产基地投产仪式上说道:“扬州氢能产业起步较早,已经形成较为完整的产业链。天合元氢作为行业内领先企业入驻扬州,是扬州氢能产业的升级、引领氢能技术发展,为全球环境、能源问题贡献中国智慧和多维方案。”
在扬州政府的支持和引导下,天合元氢积极参与氢能基础设施建设,推动了多个氢能示范项目的落地实施。采访团走进天合元氢扬州生产研发基地,机械臂有条不紊地抓起极板半成品放入自动焊接生产线内,桁架式高速机器人自动开展上下料,触感式水平检测技术自动开展表面处理、平整度检测。天合元氢战略生态部负责人吕宏强向中国工业报社记者详细介绍了公司的研发成果和生产能力。
谈到生产线的亮点与优势时,天合元氢战略生态部负责人吕宏强介绍:“产线由极板自动焊接线、流道自动加工线、板网电极自动焊接线、电解槽组装线四部分组成,融合了自动控制、声光电检测、VI算法、大数据、云平台等技术,实现了全球领先的‘4个100%’,即100%自动化、100%质量自判定、100%产品数字化、100%信息共享化,这条智能产线确保了产品的一致性、质量可靠性、履历可追溯性和全生命周期可视性。”
站在电解槽设备前,天合元氢战略生态负责人吕宏强向中国工业报记者科普电解槽电解水制氢流程,他介绍道:“电解槽是电解水制氢的核心设备,经过处理的水通过管道送进电解槽内,内部的电极通电后,水分子在电解质的作用下被分解成氢离子和氧离子。这些离子在电场的作用下移动到相应的电极上,氢离子在阴极得到电子生成氢气,氧离子在阳极失去电子生成氧气。为了保持电解槽的稳定运行,需要循环电解液,以补充电解过程中消耗的水并带走产生的热量。天合元氢的电解槽采用的是氢氧化钾作为电解质,这些电解质能增加水的电导率,使电解过程更为高效。生成的氢气和氧气在电解槽后分别进入氢侧和氧侧的处理系统。这些系统包括换热器、气液分离器、洗涤器等设备,用于冷却、分离和净化气体。氢气在纯化阶段会经过进一步的提纯,以去除其中的氧气和水分,得到99.999%纯度的氢气。经过提纯后的氢气被送入氢气储罐,用于后续的氢能应用,如燃料电池等。同时,氧气则作为副产品被放空或收集利用。”
调研现场,吕宏强向中国工业报社记者介绍,以电解水制氢为主,以空分制氮、生物质气化制甲醇为辅的绿色燃料生产行业,正面临高能耗需求和行业碳排限定的困境。针对制氢场景下电力供应长时稳定需求,天合元氢提出稳定组件+安全储能+高效制氢的多能互补解决方案,同时,通过数字孪生技术的运用,实现了对系统状态和性能的实时监控和优化,有效预防潜在故障,使系统适应电网需求波动,提升整个电网的稳定性和抗干扰力。再通过能源管理平台的统一调度和智慧管控,利用大数据模型预测分钟级光照强度和发电潜力,同步调整电解槽运行功率,确保光-储-氢效益最大化。
值得一提的是,天合元氢还提出了“光储氢一体化”解决方案,这一方案可通过调节光伏、储能、制氢三个模块的设备功率,进行多组数据模拟和系统整体计算分析,筛选出平准化电力成本(LCOE)与制氢设备小时数之间的最佳平衡点,得出最优的绿氢平准化成本(LCOH)设备配比方案。利用高效的光伏组件、快速响应的储能系统和安全稳定的制氢装备,可降低度电成本、提高设备运行小时数、节约设备能耗,从而有效解决新能源的波动性、间歇性等问题,实现新能源的高效消纳。
作为行业内为数不多的全面布局“光、储、氢”三大业务板块的新能源企业,天合元氢在2023年发布了首款碱性电解槽产品天擎系列,该系列产品具备高能效、低能耗、长寿命和宽功率波动范围等特点是目前全球最大的碱槽生产线,不仅搭建了自动化程度全球领先,还包括10MW装备测试平台、电化学/防腐产研基地、氢能领域CNAS实验室等配置,是集产、学、研、检为一体的综合氢能装备制造基地。
在总投资7.2亿人民币,占地面积近150亩,建筑面积超6万平方的项目一期建设1GW碱性电解水制氢装备产线厂房内。每一处细节都透露着高效与安全的双重追求,“事故出于麻痹,安全来于警惕”的标语,如同警钟长鸣。这座厂房不仅是企业实力的象征,更是国家制造业转型升级的重要一环。项目一期建设1GW碱性电解水制氢装备产线,未来规划产能可达4GW。是目前全球范围内自动化程度最高、综合功能最全的现代化、智能化生产基地。
作为氢能战线上的生力军,天合氢元不仅持续在材料、工艺等硬科技领域加大研发,更在氢能“制储输用”全产业链上展开生态合作,推动行业创新发展。氢能时代已经到来,未来皆可期!
电解槽能耗正式进入3.0时代推动工业绿色转型
在当今全球能源结构转型与环境保护的双重压力下,工业领域的绿色发展已成为不可逆转的趋势。作为工业生产中的重要环节,电解槽技术的革新与能耗的降低,无疑是推动这一转型的关键力量。11月初,中国工业报社记者走访了位于江苏苏州工业园区纳米城的青骐骥科技集团有限公司。青骐骥专注于电化学高精尖技术的研发与应用,以先进催化剂技术为引领,围绕氢能和环保两个领域,取得了显著成果。其氢能领域的研发成果在可再生能源制氢项目化应用上取得了重大突破,率先带动电解槽能耗正式进入3.0时代。
走进青骐骥的研发中心,被其先进的研发设备所吸引。在研发人员的陪同下,记者参观了青骐骥集团研发实验室,这里高精尖的实验设备、创新的技术解决方案以及正在进行的研发项目,均展现了青骐骥在氢能装备研发方面的卓越实力和深厚积淀。青骐骥的研发团队由行业顶尖专家组成,他们正夜以继日地探索碱性电解槽性能的优化与提升。据研发人员介绍,青骐骥最新研发的电解槽技术,通过优化电极材料、改进电解槽结构以及提高电流密度等手段,成功将电解槽的直流能耗降低,并使电解槽能够长期稳定运行。
青骐骥的电解槽技术在多个项目中得到了成功应用。其中,应用于中石油玉门油田可再生能源制氢项目的1000Nm³/h电解槽,根据现场检验数据,电解槽直流能耗3.92kWh/Nm³H₂@2500A/㎡,在大型制氢项目中技术指标达到国内最优,通过中国氢能联盟“领跑者行动”以及国际权威认证机构认证,是投运项目中综合能耗最低,评分最高的碱性电解槽。此外,应用于中国华能集团张掖光伏制氢项目的1300Nm³/h电解槽,设计遵循轻量化、减量化的技术路线,相较于1000Nm³/h电解槽,最大产氢量提升30%的同时,物料减少了20%,技术指标要求目前已达国内同类最高。
青骐骥的技术创新不仅体现在产品性能的提升上,更在于其对整个行业生态的积极影响。通过技术创新,青骐骥不仅降低了电解槽的生产成本,还提高了电解槽的可靠性和耐用性,为氢能的大规模应用奠定了坚实的基础。
青骐骥董事长闫巍博士
青骐骥董事长闫巍博士表示:“在技术上我们有自己的独特性。青骐骥不仅自主研发电解槽核心材料催化剂与双极板,还针对电解槽进行系统的优化设计,形成了完整的产业链;我们的催化剂产品线非常丰富,使用非贵金属材料,涵盖不同电流密度需求,既有适应波动性强的型号,也有适用于稳定电源的型号,确保了全套产品的技术领先;在双极板技术方面,我们掌握了提高复合镀的关键技术,显著增强了其耐腐蚀性和电流承受能力,从而在核心部件及电解槽总装上展现出深厚的技术积淀。第二,从供货速度来讲,我们在行业中是名列前茅的,青骐骥电解槽核心部件的自给率达到68%,使我们能够在短时间内保质保量地完成电解槽系统的交付,确保客户获得可靠的产品。第三,也是最重要的一点,团队实力是青骐骥最宝贵的财富。我们拥有一支年轻、充满活力、战斗力强且凝聚力高的团队,这是支撑青骐骥未来持续壮大、走向辉煌的关键。”
青骐骥电解槽在氢能项目上的成功实践为整个行业树立了榜样。青骐骥通过不断优化电解槽技术,成功将电解槽的直流能耗降低至4.0以下,率先带动了整个行业进入电解槽能耗3.0时代。这一变革不仅有助于降低绿氢的生产成本,提高绿氢的竞争力,还为氢能的大规模应用提供了有力的技术支撑。
氢能领域的革新者和引领者
走进双良是此次“中国氢能企业品牌行”的最后一站。作为此次调研行活动的重点探访企业,双良集团全方位展示了氢能企业在科技创新、智能制造、绿色可持续发展以及氢能领域所取得的成果。
11月8日,“中国氢能品牌万里行”采访团走进双良集团,对双良在氢能制、储、输、运、加、用一体化的制氢设备、制氢系统等有了更深的认识。双良集团已有四十余年历史,深耕节能环保高端装备制造领域,近年来,双良也在推动产业向“新”发展,逐步形成了涵盖多个领域的清洁能源产业结构,包括光伏、氢能、储能、地热等。
走进双良绿电智能制氢系统测试中心,一台台精密的制造设备,每一道工序都凝聚着科技的力量与工匠的精神。“自主研发的新一代绿电智能制氢系统,采用完全自主设计制造的压力容器、BOP装置和催化剂等核心部件,有效提升产品的专业性和安全性,通过引入智能化一体化控制系统与远程监控技术,实现了制氢过程的自动化与精细化管理,确保生产的安全性与可靠性。”双良集团品牌部总经理陆洁现场解说时说道。
在氢能产业链中,制、储、输、运、加、用一体化发展成为关键路径,传统的电解槽直流电耗是衡量其能源利用效率的重要指标。传统的电解槽在制氢过程中,直流电耗是衡量其效率高低的关键。双良全新一代自主研发的5000Nm³/h碱性水电解槽,具备高性能、高质量、高电密、调节范围大等特点很好地解决了这一问题。
调研现场,记者亲眼见证了双良氢能产业的创新成果——世界最大标方高性能碱性电解槽。这款由双良自主研发的制氢设备不仅达到了5000Nm³/h的产氢量,还在自主研发的基础上取得了多项关键性能指标的重大突破。在90摄氏度工况运行时,双良电解槽最高电流密度可达10600A/㎡,能耗仅为4.7kW·h/Nm³H₂;在3000A/㎡电流密度下,能耗更是低至3.875kW·h/Nm³H₂。这一里程碑式的成就不仅彰显了双良在技术创新上的强大实力,还极大地推动了整个行业的技术革新与发展。
接受采访时,双良节能系统股份有限公司战略发展部总经理王法根表示:“双良碱性水电解槽不仅达到了5000Nm³/h的产氢量,而且在自主研发的基础上,率先取得了多项关键性能指标的重大突破,成为目前全球范围内单体产氢量最大、电流密度最高的碱性水电解装置,且在同等电流密度下能耗最低。高安全性、高可靠性、低能耗及宽负荷调节等指标是当下碱性电解槽市场用户的核心诉求。针对用户需求,双良持续攻克技术壁垒,积极进行技术创新,在电极、极板、隔膜、垫片等关键部件领域形成突破,建立领先优势。”此电解槽直流电耗显著降低,热启动时间迅速,更加适应绿电应用场景,为氢能的高效制备提供了有力支持,展现了双良绿氢创新实力。
记者手记:
氢能不仅是中国的氢能,更是世界的氢能,现在中东、欧洲的许多国家对氢能都有明确的发展规划,国内、国际两个市场将齐头并进。在与多位氢能领域专家的交流中,记者了解到,当前氢能产业正处于快速发展阶段,技术突破和产业链构建取得了显著进展。氢能作为零碳排放的能源载体,在交通、工业、建筑等领域的应用前景广阔,是实现绿色低碳发展的重要途径。
展望未来,氢能产业的发展将呈现多元化、规模化、商业化趋势。随着技术进步和成本降低,氢能将在能源体系中发挥越来越重要的作用。同时,氢能产业的发展也将带动相关产业链的协同发展,形成新的经济增长点。然而,氢能产业的发展仍面临诸多挑战,如技术瓶颈、基础设施建设滞后、政策体系不完善等。此次调研,深刻感受到氢能发展的巨大潜力和广阔前景。相信,在各方共同努力下,氢能将成为推动全球能源转型和实现可持续发展的重要力量。本报也将继续关注氢能产业的高质量发展,为读者带来更多深入、客观的报道。
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