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瞄准“绿电+绿氢”隆基氢能加快推动电解槽迭代

类别:科技 发布时间:2024-01-17 13:24:00 来源:每日看点快看

本文转自:中国改革报

□ 吴昊 张小宝

“我国碱性电解槽发展基础好,过去40年的应用案例遥遥领先,近10年的技术创新成果斐然。”日前,隆基氢能总裁马军接受媒体采访时表示,用我国的碱性电解槽制备绿氢,成本更低、收益更高,能有力支持全球绿氢成本的不断下降。

面对近年来方兴未艾的全球氢能市场,马军呼吁全球行业伙伴资源共享、优势互补、紧密协作。同时,他指出,面向“绿电+绿氢”可再生能源应用模式,创新刚刚开始,要适当给予行业试错和探索机会,营造积极健康的网络环境。

加快规模化生产和应用步伐

当前,我国在碱性电解槽技术上持续深入研究和创新,加快了规模化生产和应用的步伐,主要用于可再生能源电解水制氢项目。

“碱性电解槽单位能耗的进一步降低与电极技术的进步密切相关,在碱性电解槽探索阶段,设备主要使用镍、铁等金属电极。”马军表示,此类电极具有较高的电导率和稳定性,但电流效率较低,产物纯度也不够高。随着技术进步,业界通过调节金属电极形状、尺寸、结构的方式对其进行优化。这些创新为制氢技术的发展注入了新的活力,推动了整个行业的进步和发展。

在马军看来,我国电解槽设计本质安全、运行安全可靠,材料性能优越,装配技术可靠。同时,能充分适配可再生能源波动,采用最灵活和经济的运行策略。他认为,“绿电制氢面临的最大难点是电力波动范围大、波动频率高且随机性强,如何实现能量的智能控制和调度,是绿电制氢项目的技术核心”。

例如,隆基氢能电解制氢系统氢氧纯度、液位、压力、温度、流量等工艺参数均设置严格的报警、联锁值,有效防止安全事故的发生,实现一键启停,对风光可再生能源电力波动的瞬时响应速度可达2%/秒。隆基氢能自主研发的EMS智慧能量管理系统,可以充分适应电力的波动性,动态调整分组响应的轮值策略仿真模拟,对比不同系统运行策略。最终得出基于稳定性、可靠性、经济性、连续性,同时充分考虑能效和寿命情况的解决方案。通过源测监测、优化调度、负荷调节达到能源系统的高效利用,对大部分应用场景下出于整体经济性最优原则的最佳运行范围,构建安全可靠、平稳运行的能量调度控制系统。

马军表示,目前,我国已经掌握了碱性电解槽的核心技术,并有多家企业实现了产业化,在国内外市场上占有较大的份额,本质安全可靠,运行安全可靠、技术领先。随着市场需求的增加和技术的进步,碱性电解槽正处于快速发展的阶段。不断改进和创新的技术将推动碱性电解槽的性能和效率提升,为清洁能源和化工工业带来更多的机会和应用。

推动电解槽设备更新迭代

作为光伏行业龙头企业,近年来,隆基绿能一直致力于探索“绿电+绿氢”解决方案。目前,隆基氢能产品包含中石化应用的Lyh-1000以及本年度新发LONGiALKHi1系列、G系列和“绿电+绿氢”系统解决方案。

据马军介绍,相较于Lyh-1000,Hi1系列产品的主要优势在于电流密度提升,能耗降低。在电流密度与原产品同样的情况下,Hi11000能耗≤4.3千瓦时/标方,Hi1Plus1000能耗≤4.1千瓦时/标方,主要通过运用高效的隔膜材料、电极材料降低过电势,以及优化碱液流道、小室内部流场来降小室内阻,共同提升产品性能。从OPEX方向降低制氢成本,制氢直流电耗每降低0.1千瓦时/标方,根据系统利用小时数的不同,可以使制氢LCOH降低1.8%~2.2%,相当于降低了制氢设备初始投资的10%~25%。

到“LONGiALKG系列产品”阶段,为适配用氢需求大的化工、冶金、炼化等工业领域,隆基氢能产品实现了单槽产量新高。马军表示。提高单体产氢量、电解槽大型化也可以降低厂房初始投资,目前市场上从Hi1的主流电解槽1000标方/时规格,逐步向2000标方/时~3000标方/时发展,LONGiALKG可以满足各规格需求,ALKG系列产品标准化、集约化、模块化,产氢量1200标方/时、1500标方/时、2000标方/时、3000标方/时,更大单体产氢量可节约项目占地面积30%以上,从CAPEX角度降本20%,牢牢占据国内大型电解槽技术的制高点。

马军认为,“绿电+绿氢”系统解决方案,基于电解槽制氢设备,可以将新能源、电力电子、储能、化工、自动控制等多个专业进行系统集成,提供包括安全可靠、低单位制氢成本(LCOH)的绿电绿氢项目设计、全生命周期经济性测算、系统稳态/暂态仿真验证、高效可靠的全链条产品供应等全生命周期服务,尤其针对性充分适配可再生能源波动性。

构建健康可持续产业环境

马军表示,目前,绿氢制备的行业痛点主要存在于降低LCOH和电解槽系统大型化、规模化、标准化。他指出,LCOH由运营成本(OPEX)和初始投资成本(CAPEX)构成,低电耗产品解决OPEX的问题,而单槽大型化,可以有效降低CAPEX。

随着大型绿氢项目在国内的成功示范运营,碱性电解水制氢技术完成了商业化进程,产业链发展日益成熟,全球市场对大电解槽的需求十分明确,大型化可直接减少制氢装备和土建工程成本,大大降低初始投资;规模化可平摊成本标准化;标准化可以使资源配置更有序,效率更高。

对于未来构建健康可持续的产业环境,马军建议,全产业链各环节,用能端、制造端、政府、产业研究、协会、金融等机构,需要共同推动政府政策支持、标准、规划的发布,提高绿氢在工业脱碳中应用和价值。同时,还需支持示范项目落地,推动去贸易壁垒的全球化合作,并构建“健康网路环境”。

据马军介绍,目前,隆基氢能在全球都有运营或战略合作的成功案例。2022年5月,该公司成功中标全球首个万吨级绿氢示范项目;2023年4月,又以第一名的优异成绩成功中标全球最大的绿色合成氨项目,市场份额近40%;2023年6月,隆基氢能与兴国铸业签署战略合作协议,共同建设“30万立方米/天可再生能源电解水制氢——450立方米高炉富氢冶炼”工业化应用示范项目。

“在印度、澳洲、欧洲、美洲等区域,我们都有项目开展或战略合作。”马军表示,隆基氢能将积极参与各工业领域项目,助力推动国家级大型绿氢“领跑者”示范基地,推广先进产品技术,打通产业链实现“制储输用”一体化。未来,随着产业互联、资源共享,隆基氢能也将继续为绿氢行业发展,为可持续绿色能源转型贡献力量。

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快照生成时间:2024-01-17 15:45:03

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