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技術(shù)革新引領(lǐng)綠氫應(yīng)用場景持續(xù)拓展
在湖北長江邊,陽光氫能為“三峽氫舟1”號注入綠色動力,開創(chuàng)內(nèi)河航運(yùn)零排放新模式;在新疆,海德氫能的一體化制加氫站已穩(wěn)定運(yùn)行超1年,日供綠氫400公斤,可滿足當(dāng)?shù)貧淠苤乜ㄟ\(yùn)輸?shù)母哳l加氫需求;2025國際氫能大會上,北化機(jī)展示的大規(guī)模風(fēng)光制氫裝置單臺氫氣產(chǎn)能最高可達(dá)3000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時,成套裝置產(chǎn)能最高可達(dá)20000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時,其運(yùn)行能效、適用范圍、應(yīng)答速度和精度均處于國際領(lǐng)先水平。這些場景,正在勾勒中國新型能源體系中氫能的關(guān)鍵支撐輪廓。
技術(shù)突破:綠氫降本提效的核心引擎
在“雙碳”目標(biāo)推動下,氫能作為連接可再生能源與工業(yè)、交通、儲能等領(lǐng)域的關(guān)鍵紐帶,已經(jīng)成為構(gòu)建新型能源體系的核心支撐。
氫能根據(jù)生產(chǎn)來源可分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三類。灰氫是指通過化石燃料制取氫氣,制氫成本較低但碳排放量大;藍(lán)氫是指利用化石燃料制氫,同時配合碳捕捉和碳封存技術(shù),碳排放強(qiáng)度相對較低但捕集成本較高;綠氫是指采用可再生能源電解制氫,制氫過程完全沒有碳排放,是最清潔的氫。
“綠氫是未來絕對的主流?!痹诤5職淠蹸EO姚昌晟看來,得益于風(fēng)電和光伏為代表的可再生能源的快速發(fā)展,以及中國強(qiáng)大的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和科技人才儲備,短短幾年時間,中國綠氫產(chǎn)業(yè)不僅在氫燃料電池車領(lǐng)域,包括在工業(yè)和儲能方面都得到了較快發(fā)展,在國際社會處于領(lǐng)先地位。
氫能產(chǎn)業(yè)的崛起,始于核心技術(shù)的突破。海德氫能以 “氫舟” 插片式方形電解槽為核心技術(shù)長板,首創(chuàng)的方形插片式電解水制氫系統(tǒng),位居國內(nèi)市場方形電解槽出貨量第一。該系統(tǒng)擁有制氫系統(tǒng)核心部件、綠電制氫控制與綠氫全生命周期管理等多項核心技術(shù),其搭載的綠氫智能管理系統(tǒng)HydoOS,可直連光伏、風(fēng)電等可再生能源,動態(tài)適配風(fēng)光電力的間歇性。據(jù)了解,在海德氫能某風(fēng)電直連標(biāo)桿項目中,以海德氫能高性能動態(tài)電解水系統(tǒng)為核心,可實(shí)現(xiàn)高動態(tài)響應(yīng),靈活匹配風(fēng)電間歇性特性,年產(chǎn)綠氫可達(dá)945噸,實(shí)現(xiàn)制-儲-混-加氫全鏈集成,該項目為當(dāng)?shù)氐木G甲醇合成和氫能交通提供支持。
陽光氫能是一家專注于可再生能源電解水制氫技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè),其緊抓數(shù)智化窗口期,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料及智能化上實(shí)現(xiàn)重大突破。
“陽光氫能自主研發(fā)的數(shù)智化大型電解槽,破解電解槽運(yùn)行‘黑盒’問題,實(shí)現(xiàn)全域防護(hù)、智能提效、精準(zhǔn)運(yùn)維,開啟綠電制氫的數(shù)智化新時代?!标柟鈿淠芨笨偛昧_宣國介紹,這些技術(shù)突破標(biāo)志著我國在綠氫制備領(lǐng)域已形成“材料-裝備-系統(tǒng)”全鏈條創(chuàng)新能力,推動氫能從示范走向經(jīng)濟(jì)性商業(yè)化拐點(diǎn)。
藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司(簡稱北化機(jī)),是中國中化旗下企業(yè)。依托自身深厚的電解技術(shù)底蘊(yùn),北化機(jī)從2018年開始涉足電解水制氫裝備市場。
今年全國“兩會”期間,全國政協(xié)委員,中國中化董事長、黨組書記李凡榮談到,在
北化機(jī)總經(jīng)理助理、海外事業(yè)部總經(jīng)理、氫能業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人潘維照介紹,北化機(jī)是全球3大電解成套設(shè)備供應(yīng)商之一,是中國唯一具有離子膜電解槽成套技術(shù)、核心設(shè)備生產(chǎn)制造和EPS解決方案的專業(yè)化公司,擁有的核心設(shè)備離子膜電解槽在中國市場占有率高達(dá)54%,全球市場占有率達(dá)21%。
據(jù)了解,這家擁有50年氯堿電解技術(shù)積淀的央企,生產(chǎn)制造氯堿裝備總量超過2400萬噸(按100%燒堿產(chǎn)能計),通過氯堿電解過程每年實(shí)際產(chǎn)氫氣約60萬噸,為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。
多場景應(yīng)用:工業(yè)脫碳與能源轉(zhuǎn)型主戰(zhàn)場
近年來,氫能的價值在工業(yè)深度脫碳、交通清潔替代及能源跨時空調(diào)節(jié)等多元化應(yīng)用場景中全面釋放。
工業(yè)脫碳領(lǐng)域是當(dāng)前氫能應(yīng)用的“突破口”。姚昌晟介紹,海德氫能與全球領(lǐng)先水泥企業(yè)合作的示范項目,開創(chuàng)性地將氫混天然氣燃燒技術(shù)引入水泥窯爐,通過精準(zhǔn)配比替代化石燃料,預(yù)計年產(chǎn)綠氫 579 噸,減少二氧化碳排放 15 萬噸,為高耗能行業(yè)提供可復(fù)制的脫碳范本。
在鄂爾多斯上海廟經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)光伏制氫項目中,陽光氫能獨(dú)家提供了9000Nm3/h大型堿性制氫系統(tǒng),通過智慧管理系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)度設(shè)備運(yùn)行,高效匹配光伏波動,順利實(shí)現(xiàn)綠氫生產(chǎn)。羅宣國表示,投運(yùn)后可顯著替代燃煤、減排二氧化碳39萬噸,為內(nèi)蒙古打造“雙碳實(shí)踐先行區(qū)”提供了強(qiáng)有力的工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型示范。
綠氫在交通與儲能領(lǐng)域的探索同樣亮眼。在湖北長江電力綠電綠氫示范項目中,陽光氫能提供了先進(jìn)的200Nm3/h PEM柔性制氫系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)了岸船系統(tǒng)統(tǒng)一管理與智能聯(lián)動,成功為“三峽氫舟1”號及壩區(qū)旅游巴士提供高純度綠氫動力,開創(chuàng)了“氫化長江”的內(nèi)河航運(yùn)零排放新模式,為船舶綠色轉(zhuǎn)型樹立了標(biāo)桿。
海德氫能則憑借 P2X 技術(shù)體系,將風(fēng)光電力通過電解水制氫變?yōu)榫G色燃料,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模長時儲能。在中國及歐洲、中東地區(qū)部分國家,海德氫能為業(yè)主將風(fēng)光電力轉(zhuǎn)化為氫氨醇油等多元化產(chǎn)物,為多日間長時儲能、煉化降碳、航運(yùn)航空等多種應(yīng)用提供了新動能。
氫氣作為分子量最小的物質(zhì),難以儲運(yùn),若其存儲和消納沒有解決,行業(yè)難以發(fā)展。因此,十分注重上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的北化機(jī)始終關(guān)注產(chǎn)業(yè)平衡問題。
“我們在進(jìn)入市場之初,便與兄弟企業(yè)中化西南化工研究設(shè)計院有限公司合作,為客戶提供綠氫氨醇一體化解決方案?!迸司S照認(rèn)為,只有幫客戶解決好下游消納問題,才能實(shí)現(xiàn)項目的長期安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行。北化機(jī)提供的解決方案涵蓋從制氫到氨醇生產(chǎn)的全流程設(shè)計,確保上下游協(xié)同運(yùn)行。
行業(yè)破局:從技術(shù)可行到商業(yè)可持續(xù)
盡管氫能前景廣闊,但其產(chǎn)業(yè)化仍面臨成本高、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等挑戰(zhàn)。
成本控制是核心突破口。在電解水制氫領(lǐng)域,北化機(jī)更注重設(shè)備的全生命周期成本最低,包括投資成本、電解槽的性能以及運(yùn)行成本等。潘維照介紹,北化機(jī)的高電密常壓方形電解槽,新能源波動適用范圍更寬、投資成本更少。在電極材料、電解槽結(jié)構(gòu)、墊片材料和電解槽鎖緊工藝上,北化機(jī)均做了精心設(shè)計,來保障電解槽安全平穩(wěn)長久運(yùn)行。與此同時,其將電解槽
完善的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的安全監(jiān)管是氫能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)安全、健康、可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要的基石。羅宣國建議,加快構(gòu)建統(tǒng)一、完善、前瞻的標(biāo)準(zhǔn)體系,優(yōu)先填補(bǔ)關(guān)鍵領(lǐng)域空白,并強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性、兼容性與靈活性。特別是在可再生能源制氫、新型儲運(yùn)技術(shù)、加氫站建設(shè)運(yùn)營規(guī)范,以及氫能在鋼鐵、化工等工業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面,亟需加快國家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和更新。(邢艷嬌)
編輯:錢子鈺