習近平總書記近年來多次講話強調,“高質量發展是全面建設社會主義現代化國家的首要任務”“實現高質量發展是‘十四五’乃至更長時期我國經濟社會發展的主題,關系我國社會主義現代化建設全局”。連日來,中國工業報社持續開展高質量發展調研行活動。近日,中國工業報社記者在中國國際貿易促進委員會電力行業委員會組織的“中國氫能品牌萬里行”活動帶領下走進天合氫元、蘇州青騏驥科技(集團)有限公司、雙良集團等頭部氫能企業,這些企業也是中國工業報社高質量發展調研行活動重點探訪的企業。調研期間,記者實地探訪中國氫能新生力量,了解氫能前沿技術開發和應用以及智能制造裝備的先進性,深入了解氫能產業的創新性發展,開啟了一場關于氫能產業沉浸式體驗之旅。
“氫”風破浪會有時氫能未來皆可期
氫能作為一種清潔、高效的二次能源,為各行業脫碳提供了重要途徑,氫能應用遍布工業、交通、電力、建筑等領域。氫能熱水器、氫能灶具等家用設備已逐漸普及,不僅滿足了日常生活需求,更大大降低了碳排放,為環境保護貢獻了一份力量。同時,氫能公交、氫能物流車等公共交通領域的示范應用,進一步拓寬了氫能的應用場景。其中揚州作為氫能產業起步較早的城市,這座歷史悠久的文化名城,在新時代的科技浪潮中正積極探索綠色發展的新路徑。揚州經濟技術開發區黨工委書記張利曾在天合元氫揚州生產基地投產儀式上說道:“揚州氫能產業起步較早,已經形成較為完整的產業鏈。天合元氫作為行業內領先企業入駐揚州,是揚州氫能產業的升級、引領氫能技術發展,為全球環境、能源問題貢獻中國智慧和多維方案?!?/p>
在揚州政府的支持和引導下,天合元氫積極參與氫能基礎設施建設,推動了多個氫能示范項目的落地實施。采訪團走進天合元氫揚州生產研發基地,機械臂有條不紊地抓起極板半成品放入自動焊接生產線內,桁架式高速機器人自動開展上下料,觸感式水平檢測技術自動開展表面處理、平整度檢測。天合元氫戰略生態部負責人呂宏強向中國工業報社記者詳細介紹了公司的研發成果和生產能力。
談到生產線的亮點與優勢時,天合元氫戰略生態部負責人呂宏強介紹:“產線由極板自動焊接線、流道自動加工線、板網電極自動焊接線、電解槽組裝線四部分組成,融合了自動控制、聲光電檢測、VI算法、大數據、云平臺等技術,實現了全球領先的‘4個100%’,即100%自動化、100%質量自判定、100%產品數字化、100%信息共享化,這條智能產線確保了產品的一致性、質量可靠性、履歷可追溯性和全生命周期可視性?!?/p>
站在電解槽設備前,天合元氫戰略生態負責人呂宏強向中國工業報記者科普電解槽電解水制氫流程,他介紹道:“電解槽是電解水制氫的核心設備,經過處理的水通過管道送進電解槽內,內部的電極通電后,水分子在電解質的作用下被分解成氫離子和氧離子。這些離子在電場的作用下移動到相應的電極上,氫離子在陰極得到電子生成氫氣,氧離子在陽極失去電子生成氧氣。為了保持電解槽的穩定運行,需要循環電解液,以補充電解過程中消耗的水并帶走產生的熱量。天合元氫的電解槽采用的是氫氧化鉀作為電解質,這些電解質能增加水的電導率,使電解過程更為高效。生成的氫氣和氧氣在電解槽后分別進入氫側和氧側的處理系統。這些系統包括換熱器、氣液分離器、洗滌器等設備,用于冷卻、分離和凈化氣體。氫氣在純化階段會經過進一步的提純,以去除其中的氧氣和水分,得到99.999%純度的氫氣。經過提純后的氫氣被送入氫氣儲罐,用于后續的氫能應用,如燃料電池等。同時,氧氣則作為副產品被放空或收集利用。”
調研現場,呂宏強向中國工業報社記者介紹,以電解水制氫為主,以空分制氮、生物質氣化制甲醇為輔的綠色燃料生產行業,正面臨高能耗需求和行業碳排限定的困境。針對制氫場景下電力供應長時穩定需求,天合元氫提出穩定組件+安全儲能+高效制氫的多能互補解決方案,同時,通過數字孿生技術的運用,實現了對系統狀態和性能的實時監控和優化,有效預防潛在故障,使系統適應電網需求波動,提升整個電網的穩定性和抗干擾力。再通過能源管理平臺的統一調度和智慧管控,利用大數據模型預測分鐘級光照強度和發電潛力,同步調整電解槽運行功率,確保光-儲-氫效益最大化。
值得一提的是,天合元氫還提出了“光儲氫一體化”解決方案,這一方案可通過調節光伏、儲能、制氫三個模塊的設備功率,進行多組數據模擬和系統整體計算分析,篩選出平準化電力成本(LCOE)與制氫設備小時數之間的最佳平衡點,得出最優的綠氫平準化成本(LCOH)設備配比方案。利用高效的光伏組件、快速響應的儲能系統和安全穩定的制氫裝備,可降低度電成本、提高設備運行小時數、節約設備能耗,從而有效解決新能源的波動性、間歇性等問題,實現新能源的高效消納。
作為行業內為數不多的全面布局“光、儲、氫”三大業務板塊的新能源企業,天合元氫在2023年發布了首款堿性電解槽產品天擎系列,該系列產品具備高能效、低能耗、長壽命和寬功率波動范圍等特點是目前全球最大的堿槽生產線,不僅搭建了自動化程度全球領先,還包括10MW裝備測試平臺、電化學/防腐產研基地、氫能領域CNAS實驗室等配置,是集產、學、研、檢為一體的綜合氫能裝備制造基地。
在總投資7.2億人民幣,占地面積近150畝,建筑面積超6萬平方的項目一期建設1GW堿性電解水制氫裝備產線廠房內。每一處細節都透露著高效與安全的雙重追求,“事故出于麻痹,安全來于警惕”的標語,如同警鐘長鳴。這座廠房不僅是企業實力的象征,更是國家制造業轉型升級的重要一環。項目一期建設1GW堿性電解水制氫裝備產線,未來規劃產能可達4GW。是目前全球范圍內自動化程度最高、綜合功能最全的現代化、智能化生產基地。
作為氫能戰線上的生力軍,天合氫元不僅持續在材料、工藝等硬科技領域加大研發,更在氫能“制儲輸用”全產業鏈上展開生態合作,推動行業創新發展。氫能時代已經到來,未來皆可期!
電解槽能耗正式進入3.0時代推動工業綠色轉型
在當今全球能源結構轉型與環境保護的雙重壓力下,工業領域的綠色發展已成為不可逆轉的趨勢。作為工業生產中的重要環節,電解槽技術的革新與能耗的降低,無疑是推動這一轉型的關鍵力量。11月初,中國工業報社記者走訪了位于江蘇蘇州工業園區納米城的青騏驥科技集團有限公司。青騏驥專注于電化學高精尖技術的研發與應用,以先進催化劑技術為引領,圍繞氫能和環保兩個領域,取得了顯著成果。其氫能領域的研發成果在可再生能源制氫項目化應用上取得了重大突破,率先帶動電解槽能耗正式進入3.0時代。
走進青騏驥的研發中心,被其先進的研發設備所吸引。在研發人員的陪同下,記者參觀了青騏驥集團研發實驗室,這里高精尖的實驗設備、創新的技術解決方案以及正在進行的研發項目,均展現了青騏驥在氫能裝備研發方面的卓越實力和深厚積淀。青騏驥的研發團隊由行業頂尖專家組成,他們正夜以繼日地探索堿性電解槽性能的優化與提升。據研發人員介紹,青騏驥最新研發的電解槽技術,通過優化電極材料、改進電解槽結構以及提高電流密度等手段,成功將電解槽的直流能耗降低,并使電解槽能夠長期穩定運行。
青騏驥的電解槽技術在多個項目中得到了成功應用。其中,應用于中石油玉門油田可再生能源制氫項目的1000Nm3/h電解槽,根據現場檢驗數據,電解槽直流能耗3.92kWh/Nm3H?@2500A/㎡,在大型制氫項目中技術指標達到國內最優,通過中國氫能聯盟“領跑者行動”以及國際權威認證機構認證,是投運項目中綜合能耗最低,評分最高的堿性電解槽。此外,應用于中國華能集團張掖光伏制氫項目的1300Nm3/h電解槽,設計遵循輕量化、減量化的技術路線,相較于1000Nm3/h電解槽,最大產氫量提升30%的同時,物料減少了20%,技術指標要求目前已達國內同類最高。
青騏驥的技術創新不僅體現在產品性能的提升上,更在于其對整個行業生態的積極影響。通過技術創新,青騏驥不僅降低了電解槽的生產成本,還提高了電解槽的可靠性和耐用性,為氫能的大規模應用奠定了堅實的基礎。
青騏驥董事長閆巍博士
青騏驥董事長閆巍博士表示:“在技術上我們有自己的獨特性。青騏驥不僅自主研發電解槽核心材料催化劑與雙極板,還針對電解槽進行系統的優化設計,形成了完整的產業鏈;我們的催化劑產品線非常豐富,使用非貴金屬材料,涵蓋不同電流密度需求,既有適應波動性強的型號,也有適用于穩定電源的型號,確保了全套產品的技術領先;在雙極板技術方面,我們掌握了提高復合鍍的關鍵技術,顯著增強了其耐腐蝕性和電流承受能力,從而在核心部件及電解槽總裝上展現出深厚的技術積淀。第二,從供貨速度來講,我們在行業中是名列前茅的,青騏驥電解槽核心部件的自給率達到68%,使我們能夠在短時間內保質保量地完成電解槽系統的交付,確保客戶獲得可靠的產品。第三,也是最重要的一點,團隊實力是青騏驥最寶貴的財富。我們擁有一支年輕、充滿活力、戰斗力強且凝聚力高的團隊,這是支撐青騏驥未來持續壯大、走向輝煌的關鍵?!?/p>
青騏驥電解槽在氫能項目上的成功實踐為整個行業樹立了榜樣。青騏驥通過不斷優化電解槽技術,成功將電解槽的直流能耗降低至4.0以下,率先帶動了整個行業進入電解槽能耗3.0時代。這一變革不僅有助于降低綠氫的生產成本,提高綠氫的競爭力,還為氫能的大規模應用提供了有力的技術支撐。
氫能領域的革新者和引領者
走進雙良是此次“中國氫能企業品牌行”的最后一站。作為此次調研行活動的重點探訪企業,雙良集團全方位展示了氫能企業在科技創新、智能制造、綠色可持續發展以及氫能領域所取得的成果。
11月8日,“中國氫能品牌萬里行”采訪團走進雙良集團,對雙良在氫能制、儲、輸、運、加、用一體化的制氫設備、制氫系統等有了更深的認識。雙良集團已有四十余年歷史,深耕節能環保高端裝備制造領域,近年來,雙良也在推動產業向“新”發展,逐步形成了涵蓋多個領域的清潔能源產業結構,包括光伏、氫能、儲能、地熱等。
走進雙良綠電智能制氫系統測試中心,一臺臺精密的制造設備,每一道工序都凝聚著科技的力量與工匠的精神。“自主研發的新一代綠電智能制氫系統,采用完全自主設計制造的壓力容器、BOP裝置和催化劑等核心部件,有效提升產品的專業性和安全性,通過引入智能化一體化控制系統與遠程監控技術,實現了制氫過程的自動化與精細化管理,確保生產的安全性與可靠性?!彪p良集團品牌部總經理陸潔現場解說時說道。
在氫能產業鏈中,制、儲、輸、運、加、用一體化發展成為關鍵路徑,傳統的電解槽直流電耗是衡量其能源利用效率的重要指標。傳統的電解槽在制氫過程中,直流電耗是衡量其效率高低的關鍵。雙良全新一代自主研發的5000Nm3/h堿性水電解槽,具備高性能、高質量、高電密、調節范圍大等特點很好地解決了這一問題。
調研現場,記者親眼見證了雙良氫能產業的創新成果——世界最大標方高性能堿性電解槽。這款由雙良自主研發的制氫設備不僅達到了5000Nm3/h的產氫量,還在自主研發的基礎上取得了多項關鍵性能指標的重大突破。在90攝氏度工況運行時,雙良電解槽最高電流密度可達10600A/㎡,能耗僅為4.7kW·h/Nm3H?;在3000A/㎡電流密度下,能耗更是低至3.875kW·h/Nm3H?。這一里程碑式的成就不僅彰顯了雙良在技術創新上的強大實力,還極大地推動了整個行業的技術革新與發展。
接受采訪時,雙良節能系統股份有限公司戰略發展部總經理王法根表示:“雙良堿性水電解槽不僅達到了5000Nm3/h的產氫量,而且在自主研發的基礎上,率先取得了多項關鍵性能指標的重大突破,成為目前全球范圍內單體產氫量最大、電流密度最高的堿性水電解裝置,且在同等電流密度下能耗最低。高安全性、高可靠性、低能耗及寬負荷調節等指標是當下堿性電解槽市場用戶的核心訴求。針對用戶需求,雙良持續攻克技術壁壘,積極進行技術創新,在電極、極板、隔膜、墊片等關鍵部件領域形成突破,建立領先優勢?!贝穗娊獠壑绷麟姾娘@著降低,熱啟動時間迅速,更加適應綠電應用場景,為氫能的高效制備提供了有力支持,展現了雙良綠氫創新實力。
記者手記:
氫能不僅是中國的氫能,更是世界的氫能,現在中東、歐洲的許多國家對氫能都有明確的發展規劃,國內、國際兩個市場將齊頭并進。在與多位氫能領域專家的交流中,記者了解到,當前氫能產業正處于快速發展階段,技術突破和產業鏈構建取得了顯著進展。氫能作為零碳排放的能源載體,在交通、工業、建筑等領域的應用前景廣闊,是實現綠色低碳發展的重要途徑。
展望未來,氫能產業的發展將呈現多元化、規?;⑸虡I化趨勢。隨著技術進步和成本降低,氫能將在能源體系中發揮越來越重要的作用。同時,氫能產業的發展也將帶動相關產業鏈的協同發展,形成新的經濟增長點。然而,氫能產業的發展仍面臨諸多挑戰,如技術瓶頸、基礎設施建設滯后、政策體系不完善等。此次調研,深刻感受到氫能發展的巨大潛力和廣闊前景。相信,在各方共同努力下,氫能將成為推動全球能源轉型和實現可持續發展的重要力量。本報也將繼續關注氫能產業的高質量發展,為讀者帶來更多深入、客觀的報道。
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