2024第二届国际电解槽技术创新大会圆满结束

2024-06-25 10:56 氢能前沿 作者:海宇


6月13日-6月14日,由氢能前沿主办的2024第二届国际电解槽技术创新大会圆满落幕。




会议关注制氢板块,聚焦电解槽环节,包含电解槽趋势、市场、出口、项目,碱性电解槽专场,AEM&SOEC专场,PEM专场四个方面对电解槽多方面展开阐述和讨论。
图片
图片
图片
共计包括专家、学者、企事业单位代表、金融行业代表、行业从业者700余人参与此次活动,50余位嘉宾进行了40余场主题演讲和主题对话,对电解槽产业链各环节进行了详尽的剖析和讲解。

图片

氢能前沿总经理徐海洋在致辞中表示,现阶段,我国氢能行业虽然成绩显著,但是相比世界最先进水平,依旧面临诸多的掣肘因素。氢能是拥有着万亿前景的蓝海市场,其广阔的前景被诸多企业所看好,跨界、扩产更是成为行业普遍现象,进而衍生出阶段性产能过剩、同质化竞争、未到蓝海已进入红海等现象和言论,产业链的未完全打通也成为氢能行业快速发展的桎梏,如何合理规划、科学发展已经成为摆在了氢能行业前亟须解决的问题。氢能前沿期待各位嘉宾更多的建议和意见,一起携手共同促进中国氢能行业发展,从而走向世界,打造中国氢能名片!

图片

中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士、加拿大工程研究院院士、国际电化学学会会士、英国皇家化学会会士、福州大学材料科学与工程学院院长张久俊做了主题为《新能源储存下氢能发展与电解水制氢:现状、挑战、展望》。

张久俊指出现今的电解水制氢的挑战主要体现在催化剂的低活性和稳定性;能量效率低(<50%);产生的氢成本高;对水的纯度要求高;电能消耗高;产生的氢气需要高压储存,耗能高等方面。

氢能利用面临着多个挑战。 氢生产过程成本高,能量效率低,导致高氢能价格;高压和超低温的氢存储过程复杂,耗能高;氢气性质限制了其安全性,加大了使用的复杂性及范围;输运困难,带来普及应用的困难;虽然普及氢能应用方兴未艾,但要适时施地稳妥推进。

张久俊总结:以化石燃料为能源的世界是不可持续的,发展清洁可持续能源势在必行。以氢气/液氢为主要能源载体的氢能经济是可持续发展的必然,尽管氢能利用存在很多挑战,但是未来能源的必然趋势,必须大力发展。目前氢能可以助推可再生能源的发展,解决氢的经济性制备储存及大规模输运是关键。氢能的安全使用不仅要从技术上保障,还要提高大众对氢能安全性的认识。利用水和太阳和风能产生的电为原料的电化学电解水制氢是可行的,也是未来制氢的主要方法。发展高效电解水催化剂是提高电解水制氢能量效率降低成本的主要方向。氢能利用主要是靠燃料电池技术将氢转变成电。氢能燃料电池是电动车的终极动力电源之一。目前降低燃料电池的成本及发展加氢站是氢能利用的主要努力方向。


图片

中国国际经济交流中心科研信息部(能源政策研究部)部长、研究员景春梅做了题为《厚植氢能产业绿色发展底色 加快形成新质生产力》。

景春梅从氢能产业是新质生产力的典型代表、全球氢能产业绿色发展态势 、中国氢能产业绿色发展态势及挑战、思考与建议四个方面进行了阐述。在思考与建议方面,其提出了内循环与外循环相结合的路径。在内循环方面,落政策、强技术、通储运、降成本,即加快落实氢能产业相关政策措施、持续推动关键核心技术攻关、加快氢储运发展支撑绿氢供应体系建设、支持以工业为核心的氢能综合示范;在外循环方面,引进来、走出去、接标准、促交流,即持续引进来、鼓励走出去、对接及合作制定国际标准、促进政策对话和多 层次沟通交流。

图片

法国国家技术科学院院士、香港城市大学工学院院长、国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心主任吕坚做了题为《可再生能源制绿氢催化剂新进展:路线图,新突破,挑战与产业化》的主题报告。

吕坚率先从绿氢基本趋势分析 、新型纳米催化剂的发展、未来发展与案例分析对主题进行了阐述和讲解。在对催化剂未来的展望中,吕坚表示:持续升级新型非贵金属及低价贵金属催化剂的活性和稳定性,同时提高集成产品的电解水效 率,达到更纯更快更稳的制氢目标;提升并优化太阳能制氢技术,提高太阳能利用 率和能量转化效率,实现高效制氢,能源转换;提高催化剂效率和耐久性,降低成本,同时利用过剩再生能源进一步降低绿氢成本, 早日实现 1$ / 1kg 氢气目标,让绿氢进入主流能源行列。

图片

国核电力规划设计研究院有限公司绿电转化产业分公司工程技术部副主任杜逸云做了题为《绿电转化产业的探索与实践》的演讲。

杜逸云从绿电转化产业发展逻辑和绿电转化技术总成工作两方面展开阐述。

在绿电转化产业发展逻辑板块,杜逸云从储能逻辑、碳税逻辑、提质逻辑、能源安全逻辑四方面进行讲解。在储能逻辑方面,杜逸云表示:绿电转化有助于以新能源为主体的新型电力系统建设。

突破电网消纳限制。通过大规模就地消纳,将间歇性、波动性的风光资源转化为可存储、可转移的氨醇等氢基燃料,突破了电网消纳限制,实现了风光更加灵活高效的应用,可大幅度提高新能源比例。

提升电力系统稳定性。通过“弱”连接与电网相联,绿电转化系统中的制氢功率随风光出力同步变化,系统中的储能、智能控制系统进一步平滑风光曲线,从而大大减少了新能源对电力系统的冲击降低全社会用电成本。通过就地消纳和平滑风光曲线,减少了电网安全稳定运行所需的辅助服务,目前辅助服务费用一般纳入电网调节性费用由用户侧分摊。


图片
中国石油工程建设公司华北分公司氢能研究中心主任杜廷召演讲主题为《风光氢X一体化技术及工程实践》。

杜廷召着重剖析了风光氢X一体化技术。在讲解中,杜廷召指出,绿氢生产系统面临着一定的安全挑战。在技术挑战方面主要表现为:电解槽本质安全水平不高,大型电解槽长周期运行安全可靠性不明确,多厂家、多类型电解水制氢装置集成的系统平稳适配,集群式电解水制氢装置安全边界条件与联锁控制,可再生能源系统与传统供电网络并联耦合风险失控。

同时,杜廷召强调,针对风光氢X一体化系统,变量繁多、组合多样、优化目标多等问题,开发一体化优化系统,综合分析风光发电特性、电解槽系统特性,系统运行策略,用氢特性等因素,模拟系统逐时运行情况、多方案技术经济对比分析,确定最佳配置方案。从设计方案开始考虑全过程安全稳定、经济高效。

图片

国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监邢伟,法国国家技术科学院院士、香港城市大学工学院院长、国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心主任吕坚,中航证券有限公司新能源首席分析师曾帅,江苏双良氢能源科技有限公司总经理王法根,霍尼韦尔(天津)有限公司可再生能源业务中国负责人朱政宇五位嘉宾参与了主题为“全球电解槽产业市场趋势,出口机遇与投融资走向”的圆桌对话。

吕坚在对话中表示,在未来的应用场景中,几种不同技术路线的电解槽产品混合式使用会成为一种趋势,中国氢能行业现今处于发展初期,在未来的发展中,中国电解槽企业将与世界接轨,但中国氢能行业市场较大,并且技术水平相对更高,具有一定优势。未来,中国或将涌现出更优秀的企业,最终可能会出现少数企业胜出的局面。对于现今氢能行业投资速度的放缓、政策支持力度降低的现象,吕坚依旧对投资前景保持乐观。

曾帅对中国的氢能企业表示看好,其认为伴随着行业的发展,中国氢能行业将会有越来越多的环节实现国产化,中美欧作为未来氢能的主要赛道,越早与中国企业形成合作将拥有更大的利润空间。现阶段,全球经济承压,但部分赛道依旧保持热度,中国氢能行业前景看好,将呈现螺旋上升趋势,行业会呈现越来越卷的现象。同时,曾帅强调,资金并不是行业的最大的问题,企业应该掌握渠道,避免盲目内卷。

王法根认为中国电解槽企业海外市场的开拓需要更深入实地进行详尽的了解,电解槽出口面临着在充分保证安全性的前提下如何满足客户对产品的模块化需求、大型应用的集控使用场景将会成为趋势。对于国际市场,王法根认为国际市场足够大,针对欧美电解槽市场本土化的保护策略,中国企业可以提供物美价廉具有竞争力的产品,双良氢能在深耕国内市场、拥有多家用户的同时,先后成功中标中东、欧洲项目。对于当前的经济形势,王法根强调装备制造业更多关注下游应用场景,国内外氢能投融资的走向需要具体问题具体分析。

朱政宇认为未来一段时间绿色甲醇、绿氢合成氨,依旧是趋势。中国电解槽企业在出海之前,需要从法规、认证、标准等方面做好准备,为后续的出口扫清障碍。同时朱政宇强调,全球氢能行业蓬勃发展,要做到更好地发展,企业需要做到电解槽的稳定运行,让项目少停车,安全高效生产是关键。

图片

国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监邢伟、国核电力规划设计研究院有限公司绿电转化产业分公司工程技术部副主任杜逸云、中能建氢能公司副总经理刘大为、中国石油工程建设有限公司华北分公司氢能研究中心主任杜廷召、北京明阳氢能科技有限公司副总裁兼总工程师杨成玉五位嘉宾参与了主题为“电解槽设备在绿氢项目中的应用实践与挑战”的圆桌对话。

杜逸云认为现阶段绿氢项目中,精细化与粗放化有效融合依旧有很长的路要走,部分项目在建成的后续时间中,绿色化、大型化存在不可控风险。现今虽然存在着优质的电解槽、电力设备,但较少的试错空间依旧是核心问题。作为业主方在设备方面更希望电解槽企业可以提供自身实测数据等方面的信息,从而更为了解设备性能等多方面信息。对于碱性与PEM电解槽的耦合,杜逸云认为各种技术之间并不冲突,每种技术在实现了技术目标之后,都拥有各自的应用场景和使用空间。

刘大为认为现阶段合成氨、甲醇与新能源结合依旧有一定的难点有待解决,风光电力的间歇性与氢相结合,现阶段依旧有较高的成本。甲方需要实用性、稳定性、可靠性更高的电解槽。对于碱性电解槽与PEM电解槽的耦合,刘大为认为在未来,经济性会决定氢能的发展。

杜廷召讲到,现阶段电解槽依旧面临着产品真正消纳规模小、经济性、有效可持续发展三大挑战。安全性与经济性是甲方对电解槽企业的诉求。在未来,杜廷召更为看好常压电解槽。

杨成玉认为现阶段绿氢的消纳仍是问题,设备长久稳定运行、成本低廉是企业的追求。同时,杨成玉认为安全稳定是电解槽企业需要关注的问题,希望能够拥有更多的项目试错空间,诸如分为小试、中试、大试等阶段,进而最终提供更优质的产品。

图片

江苏双良氢能源科技有限公司总经理王法根做了主题为《绿电场景下碱性水电解槽的新突破》的演讲。
王法根与现场专家学者共同探讨绿电制氢的特点和难点,就双良电解水制氢解决方案进行经验交流:双良电解水制氢5年长跑,不断开展基础理论研究,拥有完备的基础实验室,积累了大量的基础数据;优先在业内建设绿电智能制氢系统全性能测试中心;选择高电密技术路径,从根本上提升碱性水电解槽的性能指标;有高精设备、严格标准、创新技术、精益求精的工匠精神加持;完全自主研发设计的制氢装备,执行更为严格的ASME/U/U2压力容器制造标准。

图片

三一氢能有限公司总经理饶洪宇做了题为《制氢装备高质量发展之路 》的主题演讲。

饶洪宇认为现今氢能行业存在着绿氢成本突破、大规模绿电制氢成熟应用、基础设施体系完善、标准法规健全四大挑战。绿氢成本高,为灰氢的2-3倍,预计2030年,绿氢与灰氢成本持平;大型绿电制氢项目,预计2025年,实现首批项目成熟运行;基础设施建设缓慢,制约应用发展,预计2030年,基础设施体系建设完善;标准法规缺失,导致市场碎片,预计2030年,形成较为完善的标准法规体系。同时,饶洪宇指出,当前,大型碱性制氢装备则存在槽体漏液、性能衰减快、核心零部件寿命短、氢氧互串、运行负荷带宽窄等典型行业痛点。

对于氢能装备行业的发展,饶洪宇分析2025-2026年双碳目标驱动下有望实现化工场景市场化,迎来增长拐点;2030年市场需求爆发。

图片

COMSOL中国技术总监王刚做了题为《COMSOL Multiphysics®多物理场仿真赋能绿氢技术发展》的主题演讲。

王刚全面介绍了COMSOL Multiphysics®,并指出其在氢能行业中的应用。

在氢气生产中涉及到水电解槽制氢,化石燃料制氢 & 碳封存,生物质、光催化制氢;存储输送中涉及压力容器、固态储氢、输气管道;氢气应用中涉及燃料电池、氢基燃料、化工原料与保护气。

图片

北京明阳氢能科技有限公司副总裁兼总工程师杨成玉做了主题为《碱性电解槽动态制氢模式的 挑战暨明阳氢能的应对之策》的主题演讲。

杨成玉详细阐述了动态制氢模式下碱性电解槽面临的主要挑战——规模化与容量挑战、可再生能源波动性的挑战、效率与稳定性及成本问题剖析、设备耐久性及寿命预测难题、安全性与可靠性问题突出。

针对动态制氢模式下碱性电解槽的主要挑战,明阳氢能提出了有效应对措施与效果评估。特别是在如何优化设计提高效率与稳定性、强化设备维护管理以延长使用寿命、提升系统安全防护等级确保安全可靠方面,明阳氢能就自身产品特性进行了重点介绍。

杨成玉还进行了电解槽产品的系列介绍,对不同电流密度、不同产品结构的性能进行重点讲解。
图片
北京大学教授、博士生导师,中石化氢能产业链咨询委氢能交通应用分委委员范星河做了主题为《绿氢与第三代复合隔膜研究进展》的主题演讲。

范星河从绿氢发展现状、碱性电解水制氢、复合隔膜研究进展三方面对主题进行了阐述。对于隔膜市场,范星河讲到2023年碱性隔膜14.5万平方米,2025年碱性隔膜30万平方米,未来碱性水电解槽用隔膜市场庞大。

范星河指出高性能隔膜需要从四个层面努力:
聚合反应(PPS树脂):选择合适工艺,提高聚合物分子量,尽可能实现分子量均匀分布、高分子量;

纺丝工艺:保证纺丝均匀性,寻求新纺丝方法,保证原丝结构均匀,性能优异;

编织工艺优化编织,控制多孔结构与尺寸,构建微观结构模型等;

涂层工艺:配制合适氧化锆等浆料,选择合适工艺,保证三明治结构膜均匀,性能优异。

图片

保时来新材料科技(苏州)有限公司总工程师王博做了主题为《碱性电解水制氢商用电极开发及应用现状》的主题演讲。

在ALK电极现状板块,王博详解了伪合金、Ni-AI合金相、多元合金三者的优劣。其指出,伪合金具有镍和铝主要以各自金属相分布于催化涂层,仅在接触界面形成少量合金相的特点。优势为:易于活化,铝残留低于1wt%或完全去铝;涂层结合强度高,塑性强,弯折不易脱落;极高的稳定性;劣势则为性能一般。

Ni-AI合金相具有大部分镍和铝形成真正的Ni-Al合金相的特点。其优势为性能好,劣势为合金相中铝难以活化,铝残留通常为5~30 wt%,电解槽运行过程铝会完全析出,吸附污染隔膜,堵塞管道;活化后多孔为纳米孔,稳定性较差。

多元合金的优势为催化性能好,能耗低。 劣势为学术界未解决第二相金属消溶问题,工业界尚未有长时间运行案例,长时间稳定性存疑;多元合金相易溶解析出,且存在 相间电位腐蚀,会加速镍或多元合金相溶解。

同时,王博指出保时来是国内唯一具备制粉、设备研发、电极研发制造(编织+喷涂+活化+裁切+检测)的全产业链优质电极网供应商。

图片

碳能科技(北京)有限公司创始人、董事长做了题为《新一代电解水制氢关键材料的研究》的主题演讲。

康鹏简述了隔膜的发展历程,其指出隔膜的本土配置的现状——复合膜开始适应本土电解槽结构;国内电解槽装机增多;多家可以生产,价格趋于平民化;新隔膜材料持续涌现。对于隔膜的未来发展,康鹏认为将具备隔膜更薄、活性更高,隔气性、安全性更好,寿命更长等特点。

碳能科技是一家研究型“碳中和”技术公司,其以电化学为聚焦攻关方向,开发了“二氧化碳电化学捕集-利用一体化技术”、“碱性电解水制氢核心材料”、“高盐废水电化学脱氨氮技术”等新能源技术。

图片

奥德源新材料(石家庄)有限公司运营总监张光业做了题为《制氢电解槽结构创新与发展》的主题报告。

张光业在电解槽行业现状板块中指出电极存在的问题、结构问题、安全隐患问题三大问题。在电极存在的问题中,张光业认为主要体现在基材及工艺生产问题和电极中残留的铝在运行过程中脱落问题。结构问题则主要体现在目前采用刚性支撑结构(乳突结构、板网支撑结构),在生产、运输、安装过程中出现形变的问题,以及结构带来的气阻大、电阻高、电密低等问题。安全隐患问题主要体现在电极与极框的焊接有破坏镀层的风险,引起极框腐蚀,不但影响槽体使用寿命,而且存在安全隐患。

张光业亦对奥德源产品和未来的规划进行了讲解。

图片

深圳通微新能源科技有限公司副总经理郑欣乐做了题为《碱性水电解制氢设备核心部件复合隔膜的发展现状》的主题演讲。

郑欣乐指出复合隔膜存在着价格贵、市场份额小、技术验证周期长、稳定性、技术水平略低的痛点。

郑欣乐分析到,复合隔膜成本高于PPS隔膜,碱性电解槽对价格非常敏感,复合隔膜的昂贵价格限制其竞争力。因此,市场迫切需要成本可以持平PPS隔膜,但是性能优异的新型隔膜出现。并且目前市场主流隔膜是PPS,大标方设备中PPS隔膜几乎处于垄断地位。同时,复合隔膜在长期运营中的稳定性仍需时间验证。成熟可靠稳定的复合隔膜为客户所需。国产复合隔膜和AGFA对比,仍有一定差距,需要不断的技术升级、产品迭代。

图片

天津凯瑞科技有限公司创始人单明景做了题为《新能源场景下的PPS隔膜》的主题演讲。

单明景着重从新能源场景下的隔膜问题及研发方向、高气密隔膜是否新能源场景下的解决方案、电解槽运行参数的影响三方面进行了讲解。

单明景指出新能源场景对隔膜提出了更高的要求,传统的PPS膜能用、不好用;隔膜气密性达到400mm水柱即可满足要求,过高气密性带来能耗上升;电解槽压力、电解电流、碱液循环速度、电解槽温度都可以对气体纯度和小室电压带来影响,合理利用有助于提升电解槽的性能。

图片

国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监邢伟、北京化工大学教授周俊波、三一氢能有限公司总经理饶洪宇、深圳市瑞麟科技有限公司总裁助理马震、中国能建北京电力设备总厂有限公司尤清华、天津凯瑞科技有限公司创始人单明景、奥德源新材料(石家庄)有限公司研发生产部总监李冲参与了碱性电解槽技术专场圆桌论坛。

周俊波指出现阶段,碱性电解槽缺乏创新的动力和精神,进入了比大的怪圈,大不应该是目的,应该追求创新和性能提高。同时,氢能在后续产业链循环方面需要进一步完善,需要想好氨的用处。周俊波亦强调,市场是最公正的裁判,市场应该是百花齐放,最后是优胜劣汰。并且伴随着产业发展和应用场景的多样化,会出现不同的需求,企业需要追求创新和个性化。

饶洪宇同样认为电解槽企业不应该盲目追求大,应在在电密提高的前提下进行制氢,电解槽首先需要解决的是安全问题。从长远看来,饶洪宇认为带压方形槽是更好的解决方案,但是其面临着压力及成本问题,但是并非无径可循,其更适应风光耦合项目。

在碱性电解槽在实际应用的瓶颈问题中,马震强调了电解槽的适配性。其认为适配性对项目后续的稳定高效运行具有重要影响。

尤清华指出在实际工程项目更大型的电解槽对项目的稳定运行未必具有更大作用,更大型化不利于风光氢调节,项目将电解槽的安全放在首要位置,并要系统考虑能耗问题。

在如何服务好电解槽企业,进而共同打造出更有电解槽产品,单明景认为双方需要进行积极沟通,将行业需求反馈,进而根据需求,解决研发和问题,合力打造更有产品。

对于优化电解槽性能的具体方向,李冲指出柔性连接膜极距弹性支撑结构、优异性能的电极、隔膜的发展趋势。对于对标世界同类企业,李冲认为在一定程度上,我国企业还相对缺少经验的沉淀。

图片

清华大学教授王保国做了题为《阴离子交换膜(AEM)电解水制氢关键材料》的主题演讲。

王保国指出,现阶段,风光装机保持高速增长,但利用率有所下降。数据显示,全国发电设备累计平均利用1097小时,比上年同期减少49小时。其中,风电789小时,比上年同期减少77小时;太阳能发电373小时,比上年同期减少42小时。新能源“靠天吃饭”的特性下,电源侧可控性变差,传统“电源随用电负荷调节”的模式实施难度加大。亟需发展高效率、低成本电解水制氢技术,提升新能源消纳能力。

对于AEM电解水技术优势,王保国讲到,电解水过程可快速启停,适应可再生能源发电的波动性;不使用贵金属催化剂,突破资源制约,降低造价;提高电流密度,降低造价同时减少能耗。

关键技术“瓶颈”与挑战,王保国指出,高导电率、高阻气性、高稳定性碱性离子膜;碱性环境中,高效率、高稳定性催化电极;高效率电解槽设备研究开发与批量化制造工艺。

图片

惠州亿纬氢能有限公司电解制氢技术中心总监尹征磊做了题为《亿纬氢能AEM:从隔膜材料到系统产品》的主题演讲。

尹征磊从亿纬氢能简介、技术来源、AEM隔膜材料、AEM制氢产品、总结展望等五个方面对主题进行了阐述。其介绍到,亿纬氢能是国内唯一的一家具有自主知识产权,并且打通研发到量产应用全过程的高性能AEM隔膜生产商,同时,从隔膜材料出发,逐步向下游的终端产品形式集成,在整合过程中同外部资源建立联系和扩大合作。

对于未来,尹征磊表示,作为一家年轻的氢能企业,亿纬氢能正致力于从纯技术研发型企业,向市场和客户对接型企业升级蜕变。产品技术路线图还有MW级AEM电解槽(V4.0)及相关系统产品构想,目前在进行内部论证和预研中;未来亿纬氢能会继续完善从隔膜到电解槽的全面测试体系,而在制氢系统和工程上继续同外界建立联系和扩大合作。

图片

湖北英特利电气有限公司总经理李欢做了主题为《新能源制氢整流电源解决方案》的主题演讲。

李欢指出新能源制氢整流电源关键因素主要为安全性、可靠性、稳定性高,满足新能源波动性,电能质量好(谐波低、功率因数高),与电解槽的适配性(尤其与大电解槽的适配性), 耗电低(高效率),设备成本低(设备价格低),建设成本低(占地面积小),维护成本低(使用寿命长、维护少)。

李欢向与会者介绍了英特利制氢产品方案,包含EMS系统,整流电源系统(晶闸管整流方案、二极管整流+IGBT斩波方案、IGBT整流+IGBT斩波方案、高频开关电源带隔离整流方案、DC/DC直流电源方案、纯离网电源方案),撬装集装箱方案。

图片

江苏亨通智能装备有限公司制氢装备技术总监郑钦臻与大家分享了亨通绿电智氢应用经验。

郑钦臻介绍到,亨通智能成立于2006年,系亨通集团全资子公司。主导产品有不同系列的碱性水制氢电解成套系统及BOP模块,光纤预制棒、光纤、光电缆生产装备,桁架机器人,输送设备,堆垛机、自动化立库,WMS、WCS、MES、SCADA软件系统等。

同时,郑钦臻介绍了亨通智氢系统解决方案——基于亨通自主知识产权的亨通智氢云平台,绿电制氢系统方案可实现制氢设备与当地离网绿电(光伏、风电)及客户用氢终端负荷的自适应调节。制氢由系统平台、核心部件、安全诊断和可视化管理组成,做到整体管控,部件可靠和性能卓越。

郑钦臻讲到亨通智氢具有系统安全可靠、节能高效、负荷范围广、智能化程度高、适配绿电耦合。

图片

深圳市博辉特科技有限公司则向与会者详细介绍了公司。

深圳市博辉特科技有限公司专注于自动化、智能化、智慧工厂的设计、生产、施工、销售、服务等一整套软硬件解决方案,主要适用于氢能行业、电气行业、汽车制造行业、半导体行业。博辉特科技拥有超过3万平米的现代化生产基地,总部位于广东省深圳市龙华区,在华东苏州、西南成都均有分公司或办事处,在美国、越南、印度、马来西亚、墨西哥建立服务网点。博辉特研发团队由声、光、电、软件、机械规划等领域的专业人员组成,人员占比超过30%,具备机器人应用、视觉算法、软硬件研发等能力,是企业创新发展的核心力量。公司通过不断的技术积累和创新,已经形成了包括上位机软件、PLC控制、视觉开发、标准模块等在内的基础技术平台。经过10余年发展,博辉特获得国家高新技术企业,深圳市高新技术企业,商标专利6件,外观专利100多项,发明专利80多项,实用新型专利300多项。

图片

卧龙英耐德(浙江)氢能科技有限公司总经理周祖平做了题为《卧龙英耐德AEM 制氢技术,助力绿氢行业发展!》的演讲。

周祖平详细比较了ALK、PEM、AEM三种技术路线的优劣,其认为ALK响应慢、难维护、有污染、耦合差;PEM贵金属、有污染、量产难、空间小;AEM高效率、无污染、体积小、响应快。

卧龙英耐德AEM产品具有标准化产品、可灵活叠加、分组控制;动态响应快、风光强耦合、制氢效率高;智能监控系统,设置简单,可远程控制和管理等特点。可适用风光联动多槽耦合、离网制加一体加氢站、氢冶金(炼钢等)、热电联供、分布式制氢等应用场景。

图片

北京英博新能源有限公司产品总监李琦带来了《新型电力系统背景下制氢供电电源系统发展趋势》的主题演讲。

李琦介绍了公司构网型变流器产品、IGBT制氢电源产品特点。

构网型变流器产品具有电网友好(网侧电压/谐波含量≤3%,功率因数0.99;±10%电网电压和频率波动耐受范围,适应弱电网环境;具备PQ、VF、黑启动功能;300%,10S过载能力)、智能可靠(多种工作模式,满足不同电网需求,一键切换,灵活调整;完善的保护系统,使系统安全可靠;一次调频、 VSG、高低电压穿越、并/离网切换)的特点。

IGBT制氢电源产品具有电网友好(网侧电流谐波含量<3%,网侧功率因数>0.99;±15%电网电压和频率波动耐受范围,适应弱电网环境;具备无功支撑,高低电压穿越,谐振抑制技术,故障联锁控制;无需额外配置消谐及功因调整装置,降低投资运维成本)、智能支撑(功率调节响应速度≤100ms,完美匹配可再生能源波动性;支持室外安装方式,IP55防护等级;电压、电流和功率多种控制方式;模块化设计,故障模块可快速退出不影响整个系统工作)的特点。

图片

北京科技大学特聘副教授胡松做了题为《规模化绿氢系统安全高效运营关键难题及解决方案》的演讲。

胡松从电制氢产业现状及趋势分析、碱液制氢系统安全问题梳理、碱液制氢系统稳/动态特性分析、规模化制氢系统安全高效运行方案四方面对主题进行了阐述。其总结为:

碱性制氢技术系统构型复杂,热质传输路径长,动态控制难度大,系统层级问题更为突出。

碱性制氢系统电/热/质响应速度差异是系统控制困难的重要原因,改善热/质调控效果是系统控制关键。

压力和碱液流量的协同调控方法可显著改善HTO限制下的系统能效。

碱性电解槽多槽混联可以通过不同功率等级容量匹配和调度策略改善经济性和调度灵活性。

多槽系统可以通过功率-碱液-温度协同调控,有效抑制氢氧交叉和温度不均匀性问题。

图片

青岛质子动力科技有限公司行政科技部经理李雪带来了《“碳”索SOEC电解槽产业发展蓝图》的演讲。

李雪对质子动力进行了全面介绍:质子动力聚焦高温固体氧化物燃料电池领域,同时布局SOEC(制氢)/SOFC(发电)电池片、电堆、系统全产业链的研发及产业化,在优先推进SOEC的基础上协同发展SOFC。质子动力采用双轮驱动战略,在聚焦SOC的同时,围绕绿氢项目进行系统集成,为碱性电解槽提供配套电源(离网/并网),为风光氢储(P-H-X)提供整体解决方案,助力我国双碳目标的早日实现。

据李雪介绍,质子动力为国内第一家布局SOEC产业链的公司——

020~2023年,SOEC累计项目数量、装机容量、合同额等市场占有率超过20%,是国内SOEC企业中的第一。

SOEC专用电池片面积15*15c㎡ ,国内第一台SOEC专用3.5kW电堆已下线。

承担的国家电网公司“双创项目”——高效氢储能ReSOC可逆电堆已启动,将是国内首台具有自主知识产权的ReSOC电堆。

已经组建了老、中、青结合,50余人的员工队伍,其中研发人员占公司总人数的60%。

已经同时建成了专门研究院和SOEC电池片、电堆生产基地。

海归团队加持,与法国电力、欧洲能源集团等潜在客户,与Gilbert、SMK等潜在合作伙伴建立了紧密的联系,为国际化奠定了一定基础。

图片

中石化石油化工科学研究院首席专家荣峻峰做了题为《PEM电解水制氢技术进展与应用前景》。

荣峻峰讲到,2023年看起来国外以PEM为主,国内以碱性为主, 传统技术适应新的应用,电解槽并不成熟:无论碱性,还是PEM,现有技术都不是未来的样子。荣峻峰分析,PEM电解水制氢技术的发展趋势:降贵金属+提电流密度—— 大幅降低贵金属的用量不仅是成本的因素,更有资源支撑的因素 ;提升膜电极与催化剂的性能,大幅提高电流密度是降低成本的途径;质子交换膜的成本需大幅下降;抗腐蚀镀层的突破,摆脱贵金属依赖。

荣峻峰同时指出:PEM电解水阳极方面,Ir短期内难以被完全替代,稀缺的资源量驱动向低Ir含量、高活 性、高稳定性催化剂的发展。解决方案为负载化、掺杂。
PEM电解水阴极方面,提高Pt的原子利用率以提高活性与稳定性。解决方案为合金化、单原子化。

图片

霍尼韦尔(天津)有限公司可再生能源业务中国负责人朱政宇做了题为《霍尼韦尔 可再生能源和绿氢解决方案》的演讲。

朱政宇指出,绿氢耦合太阳能/风能面临的三大挑战:如何提高电源侧的稳定和平滑供电;负荷(制氢)侧如何尽量适应供电波动,多产氢气获得经济性;如何协同发电和电解获得全流程优化。

面对三大挑战,朱政宇提出了能源控制系统平滑供电、电解槽稳定和优化控制、微网控制技术来平衡电源波动和负荷波动 三大应对方案。

图片

中国石油 石油化工研究院 氢能研究所龙川做了题为《可再生能源PEM电解水制氢技术现状与展望》。

在演讲中,对于PEM电解槽降本路径,龙川提出了电流密度提高(相同情况下,提高电流密度可以增加单位体积内电解槽产氢效率,减少所需的电解槽体积和材料使用量,降低设备成本)、关键材料替换(研发和应用新型低贵金属催化剂、质子交换膜材料、双极板材料,实现国产化替代,以降低关键材料成本)、生产应用规模(生产规模的扩大促进供应链的优化,通过批量采购原材料和自动智能化生产线提高生产效率,减少制造成本)三条路径。

图片

中国科学院广州能源研究所制氢与利用研究室主任闫常峰做了题为《低载量 Ir 催化剂高性能膜电极表达与制备技术》。

闫常峰指出,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。对于规划性能强化策略,闫常峰从双层阳极/阴极、薄层催化层、IrNiOx单层电极、空心球导电网络、负载型催化层、GDL负载型催化层等方面进行了详解。

图片

北京航宇高科氢能源科技有限公司首席科学家周抗寒博士做了题为《PEM水电解制绿氢的问题、 解决途径与实践》的主题演讲。

周抗寒分析了未来可再生能源耦合制绿氢的技术经济性影响因素:

CAPEX:固定资产(制氢及上下游相关边界设备,如制氢分离和纯化、 供电系统、控制系统、冷却水系统、以及下游的气体压缩等)等投入 。

OPEX:电费(能耗、电能利用率),人工成本,维护成本等 ➢ 系统对间歇性、波动性可再生能源输入的适应性、鲁棒性、安全性?

大规模应用情况下,PEM路线是否有贵金属依赖的风险?

国内PEM制氢技术基础和成熟度?

同时,周抗寒介绍了航宇氢能核心技术突破情况——

自主掌握了PEM水电解制氢电解槽核心材料、部件和系统的核心关键技术: 系列化的高效膜电极制备和生产技术; 低成本耐腐蚀性集电器制备和生产技术;低成本双极板设计技术和加工工艺; 高效高压密封结构设计技术和生产工艺;系列化PEM电解电堆设计和集成测试技术;PEM水电解制氢系统设计和系统集成技术。

实现了大规模、商业化、低成本的生产体系:核心部件和模块的生产工艺和加工体系;原材料供应体系;系统集成测试体系;系统应用开发和服务体系。

图片

重庆海王星智能装备集团有限公司产品总监王翼做了题为《制氢APC智能控制与氢能智慧工厂解决方案》的解决方案。

王翼介绍,APC智能控制中心为通过SCADA、DCS或物联网云平台、数字孪生、BIM等技术,绘制制氢厂工艺图,描述各设备部署位置,再通过数据采集,将工艺设备等相关数据采集至系统中,进行监测和控制;同时搭建相关数据分析模型,为管理人员提供各种可靠的运营方案。

氢能智慧工厂解决方案包含EMS-D能量管理与智能调度控制系统、iot-EMS设备管理系统、H-SMS氢能安全管理系统、H-MES氢能生产管理系统、智慧氢能一体化管控中心。

图片

上海氢锐科技有限公司副总经理胡大麟做了题为《国内外PEM制氢技术发展现状与趋势》的主题演讲。

胡大麟深入探讨了PEM制氢装备的发展历程、PEM发展的阶段、市场的现状、创新方向、行业所面临的挑战。

胡大麟介绍了氢锐科技,其核心技术及团队自于中国科学院上海高等研究院与全球500强公司氢能领域专业人才组成。通过多年的科研探索技术沉淀,2022年氢锐科技完成了“卷对卷”自动化批量制备大尺寸高一致性膜电极,同时完成了双极板、涂层、堆栈密封等核心部件的批量生产、检测验证,最终形成自主的电堆可靠密封与高一致性制造及装配工艺,单体电解槽可以达到250Nm³/h。

胡大麟亦指出,所有的企业都在考虑降本,降低产品的价格,这是无容置疑的,这也是市场经济的基本规律。另外,绿电转化是为保障国家能源安全和推动实现“双碳”目标而布局的重要战略性新兴产业,政府如何推动新兴产业发展,推动“绿氢的消纳”是现阶段的重点。

图片

国氢科技先进制氢BG区域市场总监张伟佳做了题为《一体化解决方案 助力氢能产业高质量发展》的主题演讲。

张伟佳详细讲解了“氢涌智氢岛”一体化解决方案,包含为什么打造氢涌智氢岛、氢涌智氢岛的定义、氢涌智氢岛的特点、氢涌智氢岛的应用、项目案例等。对于氢涌智氢岛的优势,张伟佳概括为更经济、更高效、更安全、更可靠。

演讲最后,张伟佳总结:

氢能产业是前沿新兴产业,是发展新质生产力的重要着力点。绿氢将成为我国终端能源体系重要组成部分,绿色氢基能源应用是氢能产业的重点发展方向。

国氢科技以“创零碳经济,享清洁生活”为战略目标,引领氢能技术,奉献高精产品,将持续协同产业链上下游企业推动建设我国氢能产业创新体系。

”氢涌智氢岛”一体化解决方案,通过全场景制氢业务解决方案的综合实施,推动绿色氢基能源规模化应用,助力氢能产业高质量发展。

图片

山东赛克赛斯氢能源有限公司王一伟做了主题为《PEM电解槽降本和发展展望》的主题演讲。

王一伟讲解了PEM纯水电解制氢技术六大优势——

风光耦合性好。对风电、光电波动性适应能力强,负载范围0%-130% ,减少风光0功率下储能配备。

效能领先。整机能耗低,电流密度高。

系统快速启停。系统操作简单,可以实现随启随停。

设备集成度高,占地面积小。采用模块化设计,布局紧凑,场地适应性强。

维护成本低。日常维护简单,维护成本很低,与碱液制氢设备高维护频率和成本对比明显。

使用寿命长。设备可靠性高,能满足全天段长时效运转要求。

对于PEM电解槽降本与优化,王一伟则从五方面进行了讲解,分别为:

低贵金属电催化剂的开发与应用、低贵金属电催化剂的开发与应用、质子交换膜结构优化改进、浆料成分优化与物理性能提升、MEA加工工艺措施的改良与优化。

图片

国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监邢伟则向大家全面介绍了《标准化撬装式 PEM 电解水制氢系统集成》。

邢伟率先介绍了中国电力国际发展有限公司,是中国境内首家香港红筹上市的电力央企,是国电投集团常规能源业务的核心子企业和旗舰上市公司;业务涉及燃煤发电、水电、风电、光伏发电、垃圾环保发电、综合智慧能源、氢能及配售电等方面。截至2024年4月底,中国电力持有并管理发电装机容量7741万千瓦,资产总额5029亿元,分布在中国、巴基斯坦、越南、哈萨克斯坦、德国等10个国家。

此后,邢伟从项目背景、氢能项目政策突破、项目建设—制氢项目简介、建设依据及国家标准、Silyzer200电解槽设备参数、PEM撬装式制氢系统集成介绍等方面进行了分享。

图片

国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监邢伟、北京航宇高科氢能源科技有限公司首席科学家周抗寒、山海氢(上海)新能源科技董事长张波、上海氢锐科技有限公司副总经理胡大麟、北京中电丰业技术开发有限公司副总经理王子豪 、中国科学院广州能源研究所制氢与利用研究室主任闫常峰参与了主题为“PEM电解槽发展现状,技术发展方向,瓶颈问题以及发展机遇”的圆桌对话。

周抗寒表示,PEM在小标放的系统上具有优势和经济性,在电力消纳方面与碱性搭配,绿电制绿氢方面能够更好融合。对于大槽化的趋势,周抗寒认为做大不是难点,保证设备的长寿命、稳定性是难点。

张波认为PEM从实验室走到工业化没有困难,5-10年会有很大的想象空间。设备大型化需要涂覆技术更为先进,现阶段PEM与碱性有的处于被动耦合。

胡大麟与张波的观点一致,认为现阶段PEM与碱性搭配是被动耦合,当PEM成本与碱性成本相同时,PEM或取代碱性,两者之间竞争大与互补。

王子豪指出现阶段单纯从项目来看,PEM+碱性的项目数量增多,体量变大。单槽更大化对零部件等提出更高要求,测试标注需要更为完善。但其认为PEM+碱性是一个长期方向。

闫常峰认为PEM在快速反应方向具有优势,离网运行对PEM需求更为强烈,PEM大电流体积小的特点在海上示范项目中将具有更大机会。闫常峰强调不会有一种技术独霸市场,各种技术路线最终会找到各自的定位,分分合合往前进步。


昵称:
内容:
验证码:
提交评论
评论一下