高工绿氢大会专场一:将创新提质、降本增效贯穿始终

如蓉氢燃料 2024-09-26 02:29:19

随着能源变革的深入推进,绿氢行业正处在快速成长与转型的关键时期,“以创新驱动变革”正在成为氢能领域的重要使命,创新驱动高质量发展给产业链企业提供了新机遇。在当前如火如荼的市场竞争中,绿氢核心装备企业如何通过创新进一步助力产业降本增效?

9月24日,以“创心破万卷 深耕赴远大”为主题的2024高工氢电绿氢产业大会在上海虹桥新华联索菲特大酒店成功举办。在这次大会上,来自绿氢产业的企业领袖、行业专家们分析产业发展难点、痛点,分享各自在技术研发、产品进步和市场推广探索情况。绿氢核心装备专场一共6位企业代表分享了他们在产业新形势下的所思所想与战略布局。

中集海洋工程助理总裁、中集集电副总经理陈有孝

中集海洋工程助理总裁、中集集电副总经理陈有孝发表了“适应可再生能源宽功率范围波动的碱性电解水制氢技术和产品“的主题演讲。他分享道,相较传统工业碱性电解水制氢,可再生能源具有波动性和间歇性,要求:1、负荷范围宽:制氢系统由50%-100%扩大到30%-100%,甚至更低;2、响应速度快:要求产能爬升和下降响应速度快,冷启动快。不管是风电还是光伏,波动是很大的,电解槽、制氢装备能不能跟得上这件事情非常重要。低负荷运行的关键就是“氧中氢”的治理,氧中氢的解决是两个方案,一是几台电解槽之间的配合;二是单台电解槽的低负荷运行,本次着重分析这点。影响氧中氢含量主要有负荷、压力、电解液循环量、氢氧压差四个外部操作参数,主要是寄生电解、溶解混合、压扯渗漏、隔膜穿透四种内在影响来源。

中集集电做了详细的分析和数据测算,分别对这几项做治理,通过氧中氢的治理能力才能提高电解槽对于清洁能源场景下的响应速度。如分析寄生电解最容易出现影响的是在管路电解槽的气管部分发生的电解,通过充分清洗清洁,保持最低程度;压扯渗漏主要通过极框结构优化,减少隔膜边缘变形,并通过复合电极技术,减少隔膜接触点挤压;溶解混合,通过SS-WAC后处理工艺,减少氢氧混合;通过隔膜材料改善、减少隔膜用量等方式解决隔膜穿透的问题等。目前中集集电积累出三套稳定成熟高效的膜电极体系,传统的一代雷尼镍电极+PPS隔膜、二代雷尼镍电极+复合电极、纯镍海螺电极+复合电极,能够有效地提升电流密度,同时可以降低负载的情况,电解槽实槽测试显示可以在隔膜穿透上得到非常有效的治理,同时电密也能得到增加。

蓝拓氢能总经理张浩

蓝拓氢能总经理张浩发表了“方形碱性电解槽机遇与挑战”的主题演讲,她表示可再生能源大规模制氢是绿色、低碳能源转型和应对气候变化的希望,更是实现经济结构性转型和后疫情时代发展动能的重要路径。但是当前制氢环节电解槽主流产品在发展方向、核心零部件、性能等方面同质化较为严重,并且在低功率下的效率和安全性较差,对新能源波动性适应能力不强。

这给方形电解槽提供了发展机遇,方形电解槽在风光耦合性及大规模制氢领域具有价格、设备重量和体积、综合能耗、寿命、安全等多方面优势。当然,要实现大规模低成本生产,方形槽还需要从系统设计、多电解槽运行管理、材料可靠性等方面进行优化,进一步降低绿氢制备系统总成本,提高生产效率。蓝拓氢能希望与产业链企业同仁密切合作,为方形电解槽降本增效。

蓝拓氢能方形电解槽采用模块化设计便于安装、经工程验证的模块化常压电解槽实测电耗4.14kWh/Nm³,制氢效率高达82%以上,分离器出口氢气纯度99.9%以上,工作压力0.2-0.3bar,所用复合隔膜泡点大于1.5bar,氧中氢含量低于0.3%,负荷范围可达5~120%,系统加/减负荷速率达到5.6%/s。在安全性、不稳定电源负荷宽适应性、运维便捷性、制氢高效性等方面具备显著优势。

质子动力董事、总经理吕大伟

质子动力董事、总经理吕大伟发表以“SOEC电解水和二氧化碳技术研究”为主题的演讲。他指出,灰氢成本低,但是排放大量CO₂,被绿氢替代是必然趋势;而绿氢的痛点是比灰氢成本高2-3倍;电解水电费占绿氢成本的70-85%,因此降低电耗是降低绿氢成本的主要途径。SOEC电解效率可提高20~30%,节电20~30%,更容易获得低成本的绿氢,并且主要材料是稀土氧化物,成本下降空间大,前景广阔。商业化后SOEC降低LCOH优势明显,目前国外SOEC已经开始产业化。

质子动力基于在SOEC方面的研究今年正式已启动了SOEC电解二氧化碳技术,该技术兼具新能源消纳、储能和CO₂资源化利用三项功能。吕大伟预计2030年SOEC国内市场预计235亿元,场景包括通用场景(用氢或绿电消纳场景)和专用场景(热电耦合制氢及与CO₂共电解)。质子动力是国内第一家布局SOEC产业链的公司,并在国内率先具备了SOEC初步产业化的基础和能力,现在在国内已经打造多个代表性项目。2024期间,公司承担了2024年度江苏省科技项目项目《SOEC共电解核心技术研究及系统研发》和2024年度安徽省科技项目《应用于煤矿瓦斯发电的SOFC热电联供系统》。

淳华氢能首席科学家李威宏教授

淳华氢能首席科学家李威宏教授发表了“PEM电解水制氢的发展和应用”的主题演讲。他系统梳理了PEM电解槽项目背景、发展历程和市场应用情况,介绍了国产PEM制氢的发展进程。

PEM水电解制氢可广泛应用于氢储能、氢工业、氢化工、氢交通、氢健康、氢医美氢食品、氢农业等多个领域。从PEM水电解制氢技术的起源与发展来看,国际上最领先的PEM水电解技术公司基本都源于前期航天和军工等应用研究背景。PEM水电解制氢技术历经三十年航天技术基础研究测试论证,稳定性和可靠性强。从技术路线的变迁来看,PEM水电解槽形态经历了有圆形槽到方形槽的变化,在功率上,在由小功率向大功率进阶;性能上则是由低压到高压,等压到差压转变;系统的组成上开始由单堆到多堆并联转变。

淳华氢能是国内最早专注于PEM水电解制氢高端设备研发、制造、与应用的国家级高新技术企业之一。公司拥有完整的自主知识产权体系,参与了国家标准的制定,荣获了多项PEM水电解制氢领域的国家发明专利。公司产品涵盖全型号、全领域的PEM水电解槽及系统设备,覆盖0.01标方到300标方多种类型。2023年公司发布了国内首套自主研发生产的大型PEM制氢、储氢、用氢一体化系统设备,目前正在湖南株洲打造年产1GW先进的PEM水电解制氢高端装备制造产业化生产基地。

佛燃天高联合创始人兼副总经理陈如意

佛燃天高联合创始人兼副总经理陈如意发表以“隔膜压缩机在绿氢领域的应用”为主题的演讲。佛燃天高是一家专业从事隔膜压缩机研发设计、生产、维修、培训、技术咨询和设备升级的综合服务商,掌握超高压隔膜压缩机核心技术。公司擅长高难度技术项目研发(连续三届承担国家科技部氢能领域课题)、创新能力强(累计拥有近60件知识产权,多项创新技术影响中国隔膜压缩机技术的发展)、定制化设计经验丰富。目前公司有26个产品系列,产品型号1000+,性能需求覆盖全面。

在氢能压缩机的应用方面,她指出500kg/d 站用隔膜压缩机的商业化程度不高,假如要做到商业化,500kg/d的加氢量是不够的,因此佛燃天高开发了1000kg/d的站用隔膜压缩机。另外,公司还实现了90MPa国产隔膜压缩机从无到有,可应用于50Nm³/h-70MPa 、300Nm³/h-70MPa 、500Nm³/h-70MPa 等加氢站示范项目。由于目前的制氢量越来越大,所以隔膜压缩机越做越大,不过她认为后面应该不会更大,最大可能就做到2000Nm³/h。此外,公司还可提供大压缩比高压氢气隔膜压缩机、小型超高压隔膜压缩机等,现已实现应用。

郑州立佳副总经理王凯

郑州立佳副总经理王凯发表了“智能化氢能电极喷涂生产线的发展趋势”的主题演讲。他指出,碱性电解槽ALK因其发展优势明显,主流趋势若干年内不会改变,镍网电极等离子喷涂模式会是近几年内最主要的催化电极的生产模式。随着碱性槽朝着大标方,高电密、低能耗、宽负荷、轻量化的趋势不断发展,头部企业发布3000Nm³/h电解槽,镍网电极的尺寸朝着更大的方向迈进,未来会有直径3000mm的镍网电极越来越多的出现,使得镍网催化电极喷涂生产线的尺寸增加到可容纳3米以上。随着碱性槽的订单和装机量的加速提升,镍网催化电极的生产量被迫大力提高生产效率,目前传统的手动搬运喷涂工序流转的模式会渐渐跟不上产能的提升,将逐步被淘汰,而自动化智能化的喷涂产线将成为主流。

等离子喷涂设备正在朝着大功率模式发展,喷枪的功率在逐步提升,催化电极的等离子喷枪单位时间的加工效率也会在明年获得50%以上的增长,进一步降低了生产成本,并随着功率的提高,催化性能会得以继续提升。催化电极的喷涂材料也在不断研发和优化,从二元材料到多元粉材料的进阶是必然的规律,喷涂产线的涂层性能也会不断的提升。随着多数拥有核心技术能力的电解槽厂家的出货量的增加,电解槽厂家除了向电极制造厂家采购催化电极,自己也会购置喷涂生产线。

立佳技术团队长期致力于热喷涂增材制造技术的研发和应用,公司掌握热喷涂材料加工的核心工艺,拥有国内最多最成熟的制氢电极喷涂自动化生产线客户案例,目前通过生产工艺、涂层控制、安全联锁、自动化控制、工序流转、车间管理各种系统赋能叠加,使生产线做到了智能化,立佳镍网电极等离子喷涂生产线积累氢能领域多家头部企业多年的使用经验和技术迭代,是行业的放心之选。

0 阅读:1

如蓉氢燃料

简介:感谢大家的关注