寫稿
投稿
6月13至14日，2024第二屆國際電解槽技術創(chuàng)新大會在蘇州舉辦。此屆會議聚集了氫能產(chǎn)業(yè)鏈的多位專家學者、企事業(yè)高級決策者、院所、金融機構等，共同探討電解槽技術、制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢、技術創(chuàng)新、降本路徑、瓶頸挑戰(zhàn)以及未來展望。本次大會分為四個專題： 最新的氫能政策解讀，堿性電解槽技術創(chuàng)新，AEM和SOEC技術創(chuàng)新和PEM電解槽技術創(chuàng)新。
上海氫銳科技副總經(jīng)理胡大麟先生發(fā)表了題為《國內外PEM電解水制氫技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢》的主旨演講，深入探討了PEM制氫裝備的發(fā)展歷程、PEM發(fā)展的階段、市場的現(xiàn)狀、創(chuàng)新方向、行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。
堅定自主創(chuàng)新發(fā)展路線：造出滿足市場需求的好產(chǎn)品
他介紹到：回望電解水技術商業(yè)發(fā)展可以從1800年開始，由Nichoson和Carlisle首先以電解法提取了氫氣和氧氣。 直到1927年，世界第一臺大型壓濾式電解槽裝置在挪威的諾托登(Notodden)安裝，由海德魯公司(Norsk Hydro)制造，當時的產(chǎn)氫量規(guī)模也達到了10000m3/h，這是NEL Hydrogen的前身，當時生產(chǎn)的氫主要用于合成氨， 1945年前后，世界上已經(jīng)有近十家電解水企業(yè)，而且全部是堿性電解水工藝。
1960年，電解水的電力基本上來至于水利發(fā)電，合成氨的需求旺盛，制氫需要大規(guī)模生產(chǎn)，電解槽著重在安全、可靠性和操作維護方面進行改進。堿性電解槽發(fā)展主要經(jīng)歷了從常壓到加壓，從石棉隔膜到非石棉隔膜電解槽，從小規(guī)模到大規(guī)模，1970年左右，加壓非石棉隔膜的兆瓦級產(chǎn)品成為堿性電解槽的主流產(chǎn)品。中船718所于上世紀60年代中期開始研究壓力型電解槽的企業(yè)，并在70年代的時候開始產(chǎn)業(yè)化，開啟了我國堿性電解槽技術的自主之路。
同時，PEM制氫技術也在隨著科技的進步孕育而生，Grubb在50年代初第一次將PEM水電解方案化，1966年，美國GE公司推出PEM電解水制氧系統(tǒng)用在航天器的生命維持系統(tǒng)，其體積小，重量輕、安全可靠等優(yōu)勢迅速得到了制氫行業(yè)的關注。由于PEM電解水設備中最重要的膜一直無法穩(wěn)定生產(chǎn)，直到1962年杜邦公司改良了質子膜，于20世紀80年代推出民用PEM氫氣發(fā)生器的質子膜。
1996年以來，美國的Proton OnSite公司開始與聯(lián)合技術航空航天系統(tǒng)合作，為航空航天和海軍開發(fā)和制造質子交換膜電解槽，成為全球PEM電解槽行業(yè)的龍頭。
自1975年以來，世界對氫氣的需求增長了三倍多，并繼續(xù)增長，但是由于大型化工的迅速發(fā)展，天然氣制氫、煤制氫等大型裝置逐步將氫氣的制取成本降到非常低廉的程度，直到現(xiàn)在幾乎99%的氫氣都是由化石燃料供應，全球6%的天然氣和2%的煤炭用于氫氣生產(chǎn)。同時，由于電解水制氫氧的發(fā)生器設備需要大量電力供應一度被視為高耗能裝置且制氫的經(jīng)濟性也比不上化石燃料制氫而沒有得到重視，其主流產(chǎn)品和設備僅僅應用于軍工、航天或需要高純度氣體的電子行業(yè)。
20世紀90年代，由于氫被視為風能和太陽能等可再生能源的綠色能源載體，并為燃料電池（如汽車應用）提供動力，人們對水電解產(chǎn)生了新的興趣。隨著“巴黎協(xié)定”的簽署，直到最近10年，各國都推出了雄心勃勃的國家氣候保護計劃，并加速對溫室氣體排放的限制，我們看到了全球對水電解制氫的興趣顯著增加。水電解被視為能源轉型和耦合可再生能源的核心要素，并將為到2050年將溫室氣體排放量減少到接近凈零做出重要貢獻。歐美市場需求明顯，2017年，挪威Nel收購美國Proton OnSite獲取領先的PEM電解技術，成為世界上最大的電解槽公司；同年，康明斯完成收購Hydrogenics水吉能。
國內PEM制氫發(fā)展并非一帆風順，濟南市化工院的劉青藍教授自1988年開始研究PEM電解水技術，并在濟南設立了公司探索產(chǎn)業(yè)化，不過，直到劉教授夫婦到退休年齡他們經(jīng)營的PEM電解設備也沒有盈利。2007年在地方政府的推薦下，當?shù)蒯t(yī)藥器械公司接手該項技術， 2019年前后，賽克賽斯PEM氫氣發(fā)生器才得到了國內的關注。于此同時，2021年大連物化所與陽光電源合作聯(lián)合開發(fā)250kW（50標方）PEM電解槽，目前，該項目已經(jīng)開始在鄂爾多斯市伊金霍洛旗展開示范應用。
上海氫銳科技有限公司核心技術及團隊自于中國科學院上海高等研究院與全球500強公司氫能領域專業(yè)人才組成。通過多年的科研探索技術沉淀，2022年氫銳科技完成了“卷對卷”自動化批量制備大尺寸高一致性膜電極，同時完成了雙極板、涂層、堆棧密封等核心部件的批量生產(chǎn)、檢測驗證，最終形成自主的電堆可靠密封與高一致性制造及裝配工藝，單體電解槽可以達到250NM3/h。
氫銳科技胡大麟介紹：PEM電解槽作為是能源轉換核心設備，就是要充分利用其特點將電網(wǎng)無法接受的“垃圾電”高效的轉為了氫氣，然后在輸送到各種工業(yè)用戶那里，最終達到消納可再生能源和工業(yè)領域去碳的目的，他說到：氫銳科技的電解槽在額定工況下，能耗可以達到4.1度電生產(chǎn)1Nm3的氫氣，這已經(jīng)達到了國際一流的水平。
氫銳科技公司自主研發(fā)了撬裝一體化PEM系統(tǒng)“Ryzer?”系列PEM產(chǎn)品可以適用于任何工業(yè)環(huán)境，并兼顧長周期運行的經(jīng)濟性及可靠性、高效率節(jié)能、低維護成本、等諸多方面優(yōu)勢逐步得到了國內和國際市場的認可。
最后，他提到目前對于電解水發(fā)展最大的障礙是綠色屬性問題，在歐美發(fā)達國家，綠色環(huán)境友好的產(chǎn)品會被推廣。例如“歐盟委員會公布了其綠色交易工業(yè)計劃，旨在為綠氫生產(chǎn)商提供補貼計劃。采用競爭性投標，每公斤綠氫提供“固定溢價”，并提供10年的補貼推動制氫行業(yè)的快速發(fā)展，最終達到“綠氫”能與“藍氫”競爭的結果。
但是目前國內并沒有把綠色的氫氣和傳統(tǒng)化石能源制氫做區(qū)分，所有的項目中，都是采用直接把“綠氫”與“灰氫”價格進行對比，這種對比在上世紀70年代已經(jīng)做過，當時的大化工和副產(chǎn)氫就已經(jīng)擊敗了電解水制氫，正是由于這種情況的發(fā)生，才導致目前溫室氣體的大量排放，全球升溫和極端氣候災難頻發(fā)。半個世紀過去了，如果還是無法從“碳排放量或污染量上”區(qū)別對待不同的制氫方式，從相應的價格機制來引導氫氣消納方重新考慮如何選擇“綠色的氫氣”還是“高碳排的氫氣”，那么我們今天做的都是將是徒勞。他的觀點得到了在場多位專家學者，企業(yè)代表的認可。
另外，他說：所有的企業(yè)都在考慮降本，降低產(chǎn)品的價格，這是無容置疑的，這也是市場經(jīng)濟的基本規(guī)律。另外，綠電轉化是為保障國家能源安全和推動實現(xiàn)“雙碳”目標而布局的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，政府如何推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動“綠氫的消納”是現(xiàn)階段的重點。
氫能前沿作為全球領先的氫能源全媒體平臺對2023年度國內氫能發(fā)展做出了總結，并為杰出企業(yè)頒獎。祝賀上海氫銳科技有限公司榮獲年度PEM電解槽領軍企業(yè)“金氫獎”。
這是氫能行業(yè)協(xié)會對該公司在PEM電解槽領域的技術創(chuàng)新和行業(yè)貢獻的認可。這一獎項的獲得，不僅是對氫銳科技在電解槽技術方面的高度肯定，同時展示了其在推動PEM制氫電解水國內快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)協(xié)同進步方面的積極貢獻。該獎項是對他們未來發(fā)展的有力鞭策，并預祝氫銳科技能為氫能行業(yè)創(chuàng)造更多的輝煌。
