新华财经北京11月1日电(康耕甫)氢能是实现清洁能源转型和“碳中和”的重要载体,受益于国家政策推动,以及可解决发电波动性和间歇性等问题,近年来发展迅速。多个方面数据显示,截止2023年末,国内已有超300家公司进行了相关布局,国内电解水制氢设备厂商总产能达到38GW,占全球电解槽总产能的65.5%。
近日,全球产能最大的电解水制氢设备生产基地——天合元氢扬州生产研发基地正式投产。基地整体规划产能为4GW,一期建设为1GW碱性电解水制氢装备产线,产线由极板自动焊接线、流道自动加工线、板网电极自动焊接线%信息共享化;可实现产品一致性、质量可靠性、履历可追溯性和全生命周期可视性。
氢能被誉为“21世纪终极能源”之一,是实现清洁能源转型和“碳中和”的重要载体。《氢能产业高质量发展中长期规划(2021-2035年)》提出,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,是战略性新兴起的产业和未来产业重点发展方向。
再加上可解决发电的波动性和间歇性问题,近年来氢能受到了相关央国企、民营龙头等企业的格外的重视。据不完全统计,截止2023年末,国内已有超300家公司进行了相关布局,国内电解水制氢设备厂商总产能达到38GW,占全球电解槽总产能的65.5%。 目前,全国规划绿氢项目数量累计近400个,累计产能约800万吨/年,建成项目约80个左右,建成产能10万吨/年左右。
近日,天合元氢扬州生产研发基地正式投产。该基地位于扬州综合保税区,总投资7.2亿元,占地面积近150亩,建筑面积超6万平方。项目整体规划产能为4GW,一期建设为1GW碱性电解水制氢装备产线。
天合元氢董事长高海纯表示,加快氢能产业高质量发展,是助力我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要路径,是全球能源转型的重要枢纽。作为氢能战线上的生力军,天合元氢不仅持续在材料、工艺等硬科技领域加大研发,更在氢能“制储输用”全产业链上展开生态合作,推动行业创新发展。
截至2023年末,国内布局电解水制氢设备的厂商中,隆基氢能已建成2.5GW总产能,位居行业首位;今年上半年,阳光氢能智能制造中心建成投产,园区产能达到3GW。随着扬州生产研发基地的正式投产,天合元氢也成为全世界产能最大的电解水制氢设备生产商。
“天合元氢自成立以来,以电解水制氢技术为核心,深耕氢能领域,专注于科学技术创新、行业引领,为全球环境、能源问题贡献中国智慧和多维方案,是行业内领先企业。天合元氢扬州生产基地的正式投产,也标志着我区氢能产业加速发展再结硕果,既为我区新能源产业整体结构优化提升注入了全新动能,也为深入实施产业强市战略、助推我市‘613’产业体系建设增添强劲动力。”扬州市委常委、扬州经济技术开发区党工委书记张利说。
据了解,近年来,扬州经开区抢抓“碳达峰、碳中和”战略机遇,抢占氢能产业高质量发展先机,在产业规划、项目招引、基金组建、科学技术研发等方面发力,积极地推进氢能产业强链补链扩链,重点布局了氢能材料、氢能装备、氢能应用等细致划分领域,助推氢能产业高质量发展步入“快车道”。今年5月,扬州经开区与天合元氢、扬州大学合作成立天合元氢扬州氢能产业研究院,聚焦氢能技术开发和产业链延伸,推动氢能产业向更高层次发展。
“电解水制氢是解决新能源规模化发展的重要措施。氢能与电能相似,是二次能源,但又与电能不同,氢能可以储存,是储能技术的组成部分,还能够长时间储存,能成为能源储备体系的组成部分。”中国产业发展促进会副会长、国家能源局新能源司原副司长史立山表示。
电解槽是电解水制氢的核心设备,现阶段大多企业聚焦于碱性电解槽。根据高工氢能,截至2023年上半年,中国电解槽名义总产能超过14GW, 其中碱性电解槽占比约94%,PEM电解槽约6%。单家厂商碱性电解槽产能大部分在 0.5-1.5GW 之间,行业格局较为分散。
据天合元氢总裁段顺伟介绍,此次投产的1GW自动化产线以大型碱性电解槽为主,碱性技术适合规模化制氢场景,在工业领域具备较大的应用空间,其技术成熟、产品稳定,设备成本也相比来说较低,比较匹配目前市场的应用需求。PEM技术难度、成本相比来说较高,但电解槽的体积、电密、环保优势也很明显,所以PEM路线也是天合元氢的重点研发布局方向。扬州基地也覆盖了PEM的研发组装测试平台,后续依据市场需求逐步配套建设二期PEM产线。
电解槽的核心构件包括极板、极框、隔膜、电极、BOP辅助系统。其中极框是电解槽的支撑组件,用于支撑电极和隔膜;电极决定了电解槽制氢效率,是电化学反应的场所,主要是由镍网、泡沫镍等构成。BOP系统则最重要的包含电源供应系统、控制管理系统、气液分离系统、纯化系统、碱液系统、补水系统、冷却干燥系统和其他附属系统。膜片/电极组件是电堆组件中成本占比最高的部分。
新华财经现场看到,扬州基地一期建设的1GW自动化线由极板自动焊接线、流道自动加工线、板网电极自动焊接线部分所组成。其中产线融合自动控制、声光电检测、VI算法、大数据、云平台等多种技术,可实现“4个100%”智能产线%信息共享化;实现产品一致性、质量可靠性、履历可追溯性、全生命周期可视性。
焊缝是电解槽核心部件极板的关键质量因素,决定了产品的气体纯度和常规使用的寿命。天合元氢创新性使用焊缝追踪系统,利用激光自动跟踪技术、结合视觉识别技术和AI算法实现焊缝实时识别、自动纠偏、并通过JOB自学习系统自主实现新产品导入,确保焊接质量的同时,使整体焊接效率提升30%。
焊接线同时整合了焊缝质量检验系统,该系统根据激光焊接过程中伴随着光辐射现象,能反映焊接的状态和过程中有无缺陷的产生;并利用光电传感器将焊接过程中产生的光辐射转换成电信号,通过检测系统对该辐射光信号的分析,进而达到缺陷检验测试与质量监控的目的。
在极板流道自动加工系统,天合元氢采用桁架样式高速机器人、激光超亮切割技术、触感式水平检测技术、自动精研技术;可实现自动上下料、来料全检、流道孔切割、铣流道加工、表面处理、平整度检测等功能,对比传统加工线%、质量平整公差控制在0.5mm。生产的极板公差小、一致性强,可使电解槽整体受力均匀,有利于提升电解槽的稳定性,保证运行安全。
在BOP制造车间,可看到厂房动力设施及配套已全部准备完成,目前在做布局和美化工作。据介绍,BOP制造车间总面积15600m,是目前全球最大的制氢BOP制造车间,可同时生产50套1000标方分离和纯化设备。目前可生产0.1-4000Nm/小时的气液分离装置,和0.1-8000Nm/小时的氢气纯化装置。
“天合元氢现有的产品主要有橇装式制氢装备、集装箱式制氢装备、移动式制氢装备以及BOP产品,产氢量可以从0.5标方至3000标方。具备安全可靠、低载稳定、超长寿命、满载保障、优质高效等特点,这也是行业对制氢装备的实际要求,在未来的研发和生产中,我们也将从五个维度进行产品迭代,以充分匹配客户的实际的需求。”天合元氢副总裁张秀岭表示。