電解水制氫設(shè)備下線熱潮退去后,各家企業(yè)開始把重點放在技術(shù)提升上。
目前國內(nèi)最成熟的電解水制氫技術(shù)為堿性電解,整個制氫成本主要在于電費和設(shè)備折舊,其中電費占比70%-90%,折舊占比10%-30%。按照年生產(chǎn)時間2000小時,電耗5 kwh/標(biāo)方,電價0.3元/kwh, 1000標(biāo)方的電解槽制氫成本為25元/kg。堿性制氫設(shè)備的發(fā)展趨勢是大功率、低成本、長壽命、規(guī)?;?、集群化、自動化。2025年3000標(biāo)方的堿性電解槽應(yīng)用會得到普及,同時制氫設(shè)備的成本也將大幅降低。
目前PEM水電解制氫技術(shù)已在加氫站現(xiàn)場制氫、風(fēng)電等可再生能源電解水制氫、儲能等領(lǐng)域得到示范應(yīng)用并逐步推廣。過去5年電解槽成本已下降了40%,但是投資和運行成本高仍然是PEM水電解制氫亟待解決的主要問題,這與目前析氧、析氫電催化劑只能選用貴金屬材料密切相關(guān)。
AEM制氫設(shè)備是“熱點”,因其兼具ALK電解水制氫設(shè)備和PEM電解水制氫設(shè)備的優(yōu)勢,AEM電解槽成為“后起之秀”,國內(nèi)多家制氫設(shè)備廠商開始發(fā)力AEM制氫技術(shù)。
截至目前,今年國內(nèi)已下線共9款電解槽,其中兩款PEM電解槽、一款A(yù)EM電解槽——
雙良集團(tuán)
10月18日,“光氫儲電 智創(chuàng)未來”——雙良集團(tuán)首屆創(chuàng)新大會舉行。
會上,雙良集團(tuán)發(fā)布了當(dāng)前世界最大的5000Nm3/h堿性水電解槽。該電解槽具備高性能、高質(zhì)量、高電密、調(diào)節(jié)范圍大等特點,是世界目前產(chǎn)氫最大、電流密度最高、在同等電流密度下能耗最低的堿性水電解制氫裝置。
在90攝氏度工況運行時,雙良電解槽最高電流密度可達(dá)10600A/㎡,能耗4.7 kW h/Nm3 H?;在3000 A/㎡電流密度下,雙良電解槽能耗低至3.875 kW h/Nm3 H?;產(chǎn)品最低運行負(fù)荷可降至10%,并保持氧中氫含量<1.50%
國氫科技
近日,國氫科技自主研發(fā)的“500Nm3/h質(zhì)子交換膜電解水制氫電解槽”順利通過第三方認(rèn)證。該產(chǎn)品是目前國內(nèi)單槽規(guī)模最大的PEM電解槽,采用公司自主技術(shù)的高穩(wěn)定催化劑、高可靠性大型膜電極,標(biāo)志著國氫科技在PEM制氫技術(shù)領(lǐng)域取得又一重大突破,在我國制氫技術(shù)自主化進(jìn)程中具有里程碑意義。
國氫科技?xì)v經(jīng)多年持續(xù)技術(shù)攻關(guān),研發(fā)出多款自主化、高性能PEM制氫產(chǎn)品,其中兆瓦級電解槽獲評國家能源局2023年度能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果,已累計運行時間超萬小時。批量生產(chǎn)的50臺套兆瓦級電解槽全部一次性通過場內(nèi)測試,已按期交付大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項目?!?/p>
大型電解槽開發(fā)是國家電投參與承擔(dān)的中央企業(yè)綠色氫能制儲運創(chuàng)新聯(lián)合體重點任務(wù)。本次認(rèn)證通過的 500Nm3/h電解槽,額定電流密度1.8A/cm2,額定制氫電耗4.4 kWh/Nm3,標(biāo)志著創(chuàng)新聯(lián)合體重點任務(wù)取得了重要進(jìn)展。
臥龍英耐德
10月10日,臥龍英耐德(浙江)氫能科技有限公司在浙江·紹興上虞隆重發(fā)布了國產(chǎn)首臺兆瓦級AEM水電解制氫設(shè)備——AEM Nexus 1000。
該AEM制氫系統(tǒng)不僅具備設(shè)計緊湊、運行高效、維護(hù)簡潔,智能控制等優(yōu)勢,并且考慮到客戶實際使用情況,兼顧運輸與安裝的高效與快捷。靈活性高,疊加運行穩(wěn)定,系統(tǒng)壽命可達(dá)8萬小時,綜合實力引領(lǐng)全球同類產(chǎn)品。其制氫量為210Nm3/h,功率為1MW,采用了先進(jìn)的陰離子交換膜技術(shù)。相對于傳統(tǒng)的ALK堿性電解槽,Nexus1000電流密度高達(dá)8000A/㎡;電解槽直流效率為4.2kWh/ Nm3,全系統(tǒng)效率為4.8kWh/Nm3;動態(tài)響應(yīng)速度快,0-100%滿功率加減載時間僅需數(shù)十秒;運行功率范圍寬,可在0-100%全功率范圍內(nèi)安全運行;輸出氫氣純度高,直接輸出氫中氧含量小于5ppm,無需氫氧分離裝置;輸出壓力高達(dá)3.5Mpa,可有效降低后級壓縮機(jī)的能耗和成本。
中車株洲所
2024年10月12日,中車株洲所自主研發(fā)的2000標(biāo)方電解槽在湖南株洲成功下線,并推出大標(biāo)方柔性綠電制氫裝備解決方案。
該電解槽采用了多項先進(jìn)技術(shù),具備行業(yè)領(lǐng)先的高電流密度設(shè)計、超低的能量消耗水平、寬泛的工作調(diào)節(jié)范圍以及全自動化操作等優(yōu)勢:最高電流密度可達(dá)4000A/㎡,較傳統(tǒng)電解槽提升約40%。直流能耗≤4.3kWh/Nm3,達(dá)到國標(biāo)一級能效水平。匹配自研柔性綠電制氫智控系統(tǒng),調(diào)節(jié)范圍可達(dá)25%~110%,適應(yīng)各類可再生能源波動工況。配置小室電壓與溫度巡檢系統(tǒng)實時監(jiān)控電解槽工況,采用智能運維平臺實現(xiàn)一鍵啟停等全自動化運行,為客戶提供少人/無人值守制氫系統(tǒng)解決方案。
華秦新能源—陜西首臺2000標(biāo)方電解槽
2024年9月30日上午,陜西首臺2000Nm3/h高活性電極電解槽下線儀式,在華秦科技園隆重舉行。
本次下線的2000Nm3/h高活性電極電解槽,延用了1000Nm3/h電解槽的高活性、長壽命電解電極材料與工藝,采用仿真流場流道設(shè)計、柔性結(jié)構(gòu)、零接觸電阻電極、防腐電鍍工藝等多項自主創(chuàng)新成果,在額定運行電流密度4000A/m2條件下,實現(xiàn)高能效水平。
康明斯
2024年1月29日,康明斯Accelera全球首臺針對中國市場的本地化HyLYZER?-1000產(chǎn)品正式下線,實現(xiàn)了綠氫設(shè)備制造成本的大幅度降低,并以更短的交付周期滿足本地用戶的定制化綠氫能源解決方案需求。
該產(chǎn)品為單臺5MW的模塊化產(chǎn)品,制氫能力1000標(biāo)方/小時,目前產(chǎn)品已經(jīng)完成實驗室測試,可實現(xiàn)5%的超低負(fù)荷運行能力,直接輸出氫氣純度可實現(xiàn)99.99%(不含氫氣純化,不含水狀態(tài))。這樣的產(chǎn)品設(shè)計非常適用于便捷的現(xiàn)場室內(nèi)安裝需求,通過簡單的模塊互聯(lián)即可實現(xiàn)增容。其可靠性、低維護(hù)成本和優(yōu)秀的安全性能使其非常適合風(fēng)光電耦合,用于綠氫的生產(chǎn)。
該型號產(chǎn)品為康明斯PEM電解水制氫設(shè)備產(chǎn)品,以經(jīng)過全球驗證的模塊化電解水系統(tǒng)為基礎(chǔ),2021年下半年開啟產(chǎn)品本地化的導(dǎo)入,基于本地化供應(yīng)鏈體系,針對國內(nèi)市場的法律法規(guī)進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計。2023年4月底,該產(chǎn)品在位于廣東佛山的康明斯恩澤綠氫設(shè)備制造基地正式投產(chǎn),于同年9月完成組裝并進(jìn)入測試間的調(diào)試和研發(fā)驗證階段。
宏澤海槿
2024年7月26日,宏澤海槿Hz2500Nm3/h制氫電解槽下線儀式舉行。
宏澤海槿電解制氫裝備制造基地項目從開工到投產(chǎn)僅用14個月時間,本次宏澤海槿2500Nm3/h制氫電解槽產(chǎn)品成功下線,標(biāo)志著張掖市建設(shè)國家重要綜合能源基地開啟新篇章。
派瑞氫能
5月17日,國內(nèi)最大單體產(chǎn)氫量3000Nm3/h水電解制氫裝備下線儀式暨“氫動未來”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會在中國船舶集團(tuán)第七一八研究所成功舉辦。
該裝備由七一八所旗下中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司自主研發(fā),圍繞我國氫能高質(zhì)量發(fā)展重大需求,突破了大功率、高電密、寬負(fù)載、低電耗等多項前沿技術(shù),運行電流密度提升17%,槽體重量降低13%,制氫系統(tǒng)具備30%-110%的動態(tài)調(diào)節(jié)能力,能耗達(dá)到國標(biāo)一級能效標(biāo)準(zhǔn),可顯著提高單機(jī)產(chǎn)能、降低生產(chǎn)投入和運行成本。
隆基氫能
2024年3月12日,隆基氫能ALK G系列2臺3000Nm3/h堿性制氫裝備順利啟運發(fā)貨,該裝備是國內(nèi)目前單體產(chǎn)氫量最大的堿性電解槽,此示范項目即將展示隆基大標(biāo)方電解槽作為行業(yè)標(biāo)桿帶來的“新質(zhì)生產(chǎn)力”。
隆基G系列3000Nm3/h產(chǎn)品的成功下線和發(fā)運,標(biāo)志著中國堿水電解槽技術(shù)和工藝已處于國際領(lǐng)先水平,隆基氫能電解槽研發(fā)制造技術(shù)已達(dá)行業(yè)制高點。隆基氫能G系列產(chǎn)品自2023年9月面市以來,備受行業(yè)各界關(guān)注,已成功中標(biāo)興國鑄業(yè)富氫高爐技術(shù)示范項目、中廣核新能源寧東清潔能源制氫等項目。在氫冶金、氫交通等領(lǐng)域的項目中,為客戶降低CAPEX成本,節(jié)約占地面積,不斷下探LCOH(單位制氫成本)。