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氢能制储运加全链“花开”
氢能产业 文章来源自:高工氢电网
2023-03-15 09:51:27 阅读:3798
摘要一大批企业正瞄准氢能产业各个环节。

两会期间超30位代表、委员为氢能发展建言献策,是氢能在我国能源价值链上的地位已被高度认可的佐证。在各种层面力量叠加共振下,氢能产业有望在今年由示范应用走向规模化发展。


为促进国内氢能产业快速健康发展,为业内提供客观真实的行业信息,以“造就中国跨度的力量”为主题的“2023年高工氢电(氢燃料电池&氢能)全产业链巡回调研(春季)”正在火热开展中,走访国内主流氢能产业链企业及氢燃料电池产业链企业。在此次走访中发现,在产业发展向上趋势下,一大批企业正瞄准氢能产业各个环节,开启把握机遇、聚力布局的新征程。


制氢链持续添力量


制氢层面,多家大型能源企业在布局国内制氢项目,国家电投集团就是其中的代表企业,且布局之深让人侧目。国家电投集团旗下二级子公司国氢科技,依托国家电投产业和创新优势,正围绕“能源线”和“产品线”展开布局。在“能源线”方面,国氢科技涉足制氢,选择的技术路线是PEM制氢,目前其已经全面掌握了PEM制氢关键核心技术,具体包括催化剂、膜电极、极板耐腐蚀涂层、小型电解槽集成等关键技术。


项目方面,国氢科技目前在长春、白城等地已经打造多个PEM制氢示范应用项目。未来,国氢科技以PEM为制氢端技术路线,将构建氢能交通生态,形成绿氢供给、加氢站基础设施、氢能车辆、车辆金融的应用闭环,为用户提供一体化解决方案,助力国内双碳目标的实现。


与制氢项目增多相应,入局氢气提纯、为氢源品质保驾护航的企业也显著增多。佳安氢源是其中一家。佳安氢源以氢气提纯业务为核心,以吸附催化材料与相关工艺为基础,面向清洁能源领域,自主开发了MDP工业氢气纯化、MDP燃料氢气定向除杂、MDP低能耗碳捕集、MDP气体精制与回收、HOGE消氢器等产品与技术,是国内在氢气提纯方面的专业性公司。


目前其MDP技术在氢能交通领域、加氢站领域、传统工业氢领域、氢能发电等方面均有项目应用。佳安氢源还根据可再生能源的特点和大规模电解水的特点,采用MDP技术,针对性的开发了适用于大规模电解水的纯化产品设备,该设备不仅可以生产绿色氢气,还可副产绿色氧气。在这方面其现在也已打造了多个应用项目。


除了佳安氢源,在氢气纯化、检测相关方面入局的企业还有贝士德仪器、德尔格、华宇博泰等。在国家推动氢能大发展的背景下,他们凭借自身的技术沉淀涉足氢能领域,为氢能用户提供氢气纯化、检测等相关服务与设备,助力国家双碳目标,同时为自己谋划新的业绩增长点。


贝士德仪器,一家吸附表征仪器研发制造领域的领军企业,在发展上紧跟国家战略发展需求,在氢能领域也已经展开布局,其吸附表征技术可广泛应用于氢能产业链的制氢、储氢、加氢、放氢,以及氢燃料电池核心原材料评价等各个环节。


比如在氢气注入环节,可提供氢气分离纯化效果评价、储氢材料储氢能力评价;在气体扩散层环节,可表征碳纸的孔径大小、孔径分布、孔隙率,以及气体在碳质横向及纵向的扩散速率;在质子交换膜领域,提供质子交换膜吸湿性能评价,在催化剂环节,可呈现催化剂比表面积,金属分散度、催化剂活性评价等。


德尔格,凭借在气体检测技术、风险管理和工厂安全概念方面积累的经验,可以为氢能领域用户提供全面的氢能安全解决方案,特别是针对制氢厂区、氢气加注站、燃料电池测试车间与厂区、重型卡车运输与维护等领域,德尔格可以提供一系列的安全产品,包括便携式气体检测设备、固定式火灾和气体检测系统等。


目前,其在氢能领域已经推出包括Polytron5200可燃气体探测器、Polytron5100氢气探测器等在内的多款气体检测器材产品。


华宇博泰在气体分析领域有多年沉淀,在氢气检测方面,能够提供专业气体分析仪器及系统解决方案。


其解决方案优点明显,只需配套2套等离子发射色谱仪完成燃料氢气中所有的气体杂质分析,包括硫化物,氨气,甲酸,甲醛,氦气,O2,AR,N2,CO,CO2,NMTHC等。最大程度的节约投资成本;并且该方案具有0.5ppb硫化物检测的检出线,优于其它气体分析方案;而且,O2,AR,NMTHC可以独立检测,不需要脱氧阱,脱氧柱,操作简便;同时能满足生产防爆区的要求,满足在线连续分析的要求。


华宇博泰还在寻找氢电产业链中的优势项目、优势企业以对其进行投资。基于国家从政策端推进氢电产业大发展的判断,华宇博泰看好氢电产业的发展前景。


就当前制氢环节而言,各细分领域入局的企业明显增多是所呈现出的一大显著特点,另一方面,结合巡回调研信息,从技术路线看,制氢企业正逐步从化石原料制氢向清洁能源电解水制氢发展,并且越来越多的企业在重点发展PEM制备技术。


“PEM制氢相比于传统碱性水电解制氢,具有纯度高、无污染、转换效率高、电解槽重量轻、体积小、适应可再生能源发电波动性的优点,我们认为PEM制氢是极具发展前景的电解水制氢技术之一。”一家制氢企业的相关负责人如是表示。


与之相应,越来越多的企业开始延伸涉足PEM,包括原来在燃料电池耕耘的企业。比如氢璞创能联合科研机构已经涉足PEM电解槽;上海福宜,最开始致力于燃料电池金属双极板复合碳涂层的研发与批量生产,现在也已经展开PEM电解槽钛板钛毡等低铂复合涂层的研发和供应;动力源新能源在PEM制氢领域已经向国内龙头客户提供产品。


SOEC技术“破冰”


固体氧化物电解水(SOEC)作为一种高效的电解水技术,是国际能源领域的研究热点。随着国家在钢铁、化工等领域推进氢能,SOEC因为应用场景在扩大,相应技术的研发进程也在加快,已有“破冰”迹象。


质子动力专注于氢能SOEC-SOFC及绿氢项目,在徐州、青岛、宁夏设有子公司。团队深度掌握20x20cm2单电池片技术,相关性能指标国内领先。公司2021-2022年成功交付千瓦级SOEC、SOFC系统,打造多个示范应用项目,包括国家电网公司双创项目,中广核、中石油集团科技项目等。目前其已在青岛落地电池片及单电堆生产线并已投产,项目一期产能1MW,二期产能10MW。


北京思伟特,已开发3kW的SOEC系统,10kWSOEC系统已经完成组装,且将在3月底完成测试。专利方面,公司在单电池、电堆、系统等层面已获得6项发明专利。公司在北京、张家口、内蒙古等城市,筹备建设了SOEC制氢及共电解二氧化碳示范应用项目。


这两家企业在SOEC方面的布局有一定代表性。他们涉足SOEC,一方面是认为SOEC在电解制氢效率具有明显的优势,在高温(700-850℃)下运行,电解效率可达75%-100%。;一方面是SOEC的核心部件为固体氧化物陶瓷材料和不锈钢材料,具有较强的机械稳定性和环境适应性,且不使用贵金属催化剂,材料成本低廉。


“从长期来说,高温SOEC技术有利于进一步提高制氢效率、降低制氢成本,该技术将成为未来市场主流技术之一。”一家SOEC企业相关负责人预测。


国内制氢市场正在“沸腾”,拥有完备可靠、经济安全的氢气供应体系或不再遥远。


用氢端的趋势与挑战


制氢环节热闹非凡,氢能的储运用环节也呈现出新特点。


储运层面,在各方企业的努力下我国正在逐步形成高密度、轻量化、低成本、多元化的储运体系。在各种技术路线中,液氢被广泛看好,输氢管道基础设施建设明显增多


加氢站层面,结合此次巡回调研压缩机供应商反馈的加氢站压缩机销售数量,以及加氢站承建商反馈的加氢站建设情况,国内加氢站整体正呈现出建设速度持续加快、建设省份趋于集中、分布城市多点开花、示范群外城市发展热情高涨、综合能源供应站是主要发展趋势、加氢站日加注能力提升明显、加氢站设备实现突破等7大趋势。


豪顿是隔膜压缩机的发明者,1916年由HowdenBC的创始人亨利·考布林发明金属隔膜压缩机。豪顿在压缩机领域已经有上百年的研发历史。该公司在2018年开始向中国氢能市场供应所需压缩机,主要包括22Mpa/33Mpa充装压缩机、45Mpa/90Mpa加氢站用压缩机等系列。现在,其已经成为中国氢能市场压缩机领域的代表力量。


豪顿隔膜压缩机出厂前均经过严格的性能测试,能够保证实现100%流量无虚标,在性能上处于市场领先水平。供应方面,目前其在山东威海已经建立了完整的生产线,能够快速高效地为中国客户提供优质可靠的产品,目前其产品已经进入中石化、中石油、液空厚普、氢枫能源等知名企业。


产品方面,基于在压缩机领域的上百年的技术积淀,豪顿持续创新,下一步会围绕加氢站和氢气充装站对大流量压缩机的需求,推出几款新产品。


派瑞华氢是中国船舶集团第七一八研究所下属公司,可提供电解水制氢装备、加氢机、压缩机、制储加氢一体机、车载氢系统、船用车载供氢系统等。其目前已经打造多个加氢站应用案例,表现卓越。2022年其总计建设加氢4座,其中包括3座海外加氢站;还为500台车辆提供车载供氢系统。


无论是豪顿,还是派瑞华氢,他们在布局氢能业务上,都显现出一定的热情。不过,他们普遍也反映,加氢站运行成本问题、氢气能源属性问题一定程度上也在制约加氢站建设的速度,这是他们当前面临的挑战。


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