3.98千瓦時/立方米海德氫能源刷新中國制氫新高度

中國電力報(bào) · 2023-07-10 09:50:57

3.98千瓦時/立方米，標(biāo)注中國制氫新高度！......

“從具體運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，在2500安/平方米的運(yùn)行工況下，氫舟實(shí)現(xiàn)了3.98千瓦時/立方米的實(shí)測電耗，制氫效率可達(dá)80%以上。從綜合水平來看，氫舟的額定直流電耗在4.0~4.3千瓦時/立方米范圍內(nèi)。”7月7日，中國科學(xué)院院士、海德氫能首席科學(xué)家歐陽明高在上海氫能與燃料電池大會上披露了氫舟系統(tǒng)落地實(shí)測數(shù)據(jù)。根據(jù)3.98千瓦時/立方米的實(shí)測電耗數(shù)據(jù)，若綠電價(jià)格在0.2元/千瓦時，氫舟制綠氫的成本與灰氫在同一水平，遠(yuǎn)低于4.3~4.8千瓦時/立方米的行業(yè)平均指標(biāo)。

2022年8月，海德氫能源（江蘇）科技有限公司（簡稱“海德氫能”）推出了顛覆行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化帶壓堿性電解制氫系統(tǒng)——?dú)渲??；凇熬G電+綠氫”能源模式特性而造，氫舟作為海德氫能首創(chuàng)的標(biāo)準(zhǔn)化帶壓電解水制氫系統(tǒng)，以其出色的產(chǎn)品和技術(shù)革新，適配綠氫行業(yè)新場景。實(shí)測數(shù)據(jù)證明，氫舟系統(tǒng)的產(chǎn)氫效率和綠電適應(yīng)性等關(guān)鍵指標(biāo)均遠(yuǎn)高于目前行業(yè)平均水平，為行業(yè)的蓬勃發(fā)展打了一針“強(qiáng)心劑”。

刷新行業(yè)制氫效率新紀(jì)錄

“雙碳”背景下，氫能作為清潔能源，正逐步成為用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。由清潔能源制造的綠氫，具有其他能源產(chǎn)品無法替代的獨(dú)特作用，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中，綠氫既可提供季度級別的長時儲能，又可解決可再生能源消納難題，“綠氫+綠電”構(gòu)成了一種極為符合需求和期待的能源體系。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一步，就是實(shí)現(xiàn)制氫技術(shù)的成熟應(yīng)用。全新的綠氫需求場景，正在呼喚電解制氫設(shè)備變革新生。海德氫能自成立之初，即致力于為客戶提供基于綠氫場景下的氫能解決方案。

電解水制氫系統(tǒng)有兩大核心指標(biāo)：制氫效率、綠電適應(yīng)性。在制氫效率方面，氫舟3.98千瓦時/立方米的實(shí)測數(shù)據(jù)，將行業(yè)制氫效率提到了新的高度。

目前電解水制氫商業(yè)化的制約主要集中在成本端，而電耗費(fèi)用又是電解水制氫的主要成本項(xiàng)。因此，如何提升制氫效率，以降低單位用電，是整個行業(yè)追求的最核心目標(biāo)。氫舟遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平的極低電耗，無疑為電解水制氫的商業(yè)化進(jìn)程按下了快捷鍵，并有望引領(lǐng)整個制氫行業(yè)的發(fā)展。

在綠電適應(yīng)性方面，氫舟表現(xiàn)同樣不俗。風(fēng)力和光伏出力的不穩(wěn)定性，需要制氫系統(tǒng)能夠擁有高電堆動態(tài)性能，以及系統(tǒng)級的控制能力，從而有效跟蹤綠電的出力變化。因此，綠電適應(yīng)性也是電解水制氫系統(tǒng)能否滿足客戶多樣化需求，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。氫舟實(shí)測性能實(shí)現(xiàn)20%~110%的負(fù)荷范圍，系統(tǒng)加/減負(fù)荷速率可達(dá)5%/秒，具備更強(qiáng)的綠電適應(yīng)性。

“超級制氫系統(tǒng)”是如何煉成的

氫舟能夠突破傳統(tǒng)電解技術(shù)路線面臨的性能瓶頸，是海德氫能通過正向研發(fā)設(shè)計(jì)的方形插片式帶壓堿性電堆，從系統(tǒng)層面上進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化的先進(jìn)性能結(jié)果。落實(shí)到產(chǎn)品上，海德氫能在標(biāo)準(zhǔn)化單片、電堆和系統(tǒng)控制等三個重要模塊的共同發(fā)力，首創(chuàng)插片式帶壓電解制氫系統(tǒng)，最終鑄就了“超級制氫系統(tǒng)”氫舟。

在單片有效反應(yīng)面積趨于增大的行業(yè)趨勢下，單片內(nèi)的多物理場一致性是提升制氫效率的關(guān)鍵所在。海德氫能使用了30多種隔膜與電極做匹配組合，并對測試結(jié)果的各類過電勢進(jìn)行拆解分析，經(jīng)過10000+小時的優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)行驗(yàn)證，終于找到了目前主流商業(yè)化隔膜與電極的最優(yōu)組合，并開發(fā)出了方形標(biāo)準(zhǔn)化云帆單片。“相比傳統(tǒng)的圓形電解單片，方形標(biāo)準(zhǔn)化云帆單片可以在單片層面提升多物理場的均勻性和一致性，電解反應(yīng)更加均勻高效?！焙５職淠茉矗ńK）科技有限公司副總經(jīng)理胡駿明博士如此解說。

基于標(biāo)準(zhǔn)化的方形制氫單片，氫舟通過更加先進(jìn)的整堆成組工藝，實(shí)現(xiàn)了帶壓電解槽的近零極距和超過300多個制氫單片的整堆一致性，并抑制寄生電流，最大限度地還原實(shí)驗(yàn)室可實(shí)現(xiàn)的極高制氫效率。

海德氫能的插片式結(jié)構(gòu)帶壓電堆設(shè)計(jì)，可以在12小時內(nèi)便實(shí)現(xiàn)對單片的原地更換，大大降低了運(yùn)維成本這一項(xiàng)隱性支出。這種電堆技術(shù)架構(gòu)不僅大幅提高了制氫效率，還有效降低了后期的運(yùn)維成本。

在系統(tǒng)控制層面，基于“氫舟”產(chǎn)品插片式的設(shè)計(jì)，海德氫能集成了自主研發(fā)的智能單片巡檢技術(shù)。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)每個單片性能的實(shí)時性能監(jiān)控和優(yōu)化反饋，實(shí)現(xiàn)制氫過程中每個單片的實(shí)時監(jiān)測與狀態(tài)管理。

面向綠電制氫工況，海德氫能還引入了先進(jìn)的智能傳感和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速變負(fù)載工況下的溫度穩(wěn)定和壓力穩(wěn)定，在保障制氫系統(tǒng)安全性的同時，實(shí)時優(yōu)化工作參數(shù)，提升綠電制氫綜合效率。

基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制氫效率和綠電適應(yīng)性，海德氫能構(gòu)建起了完善的產(chǎn)品線和服務(wù)體系，覆蓋分布式電站和中大型集中式電站客戶的需求，并具備制氫系統(tǒng)研發(fā)、測試、生產(chǎn)、運(yùn)維的全體系能力。

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