中国船舶陈天山：大规模水电解制氢技术发展前景-北极星氢能网

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2021年11月15日，中国新能源发展论坛在盐城召开。

本次论坛由中国电力企业联合会和盐城市人民政府共同主办，论坛以“双碳赋能、智领未来”为主题，旨在持续搭建新能源领域交流合作平台，围绕发展前景、机遇挑战、技术前言、行业热点等议题共同研讨、集思广益，加快推动新能源产业转型升级，助力早日实现碳达峰、碳中和目标。

近年来，盐城积极践行“四个革命，一个合作”能源安全新战略和贯彻落实“2030碳达峰，2060碳中和”的双碳目标，致力于打造引领全球新能源产业发展的风向标和要素资源对接的新高地，一座国际绿色能源之城正在快速崛起。

中国船舶集团有限公司邯郸净化设备研究所副总经理陈天山出席论坛并致辞，以下为发言实录：

各位专家、各位领导大家下午好！我是来自中国船舶集团公司第718研究所，我叫陈天山。今天下午非常荣幸有机会跟大家分享一下大规模水电解制氢技术发展前景。

首先，我想跟大家介绍一下我们718研究所，成立于1966年，隶属于中国船舶集团，我们所总部位于河北邯郸。我们718所是我们中国船舶集团公司唯一一家以化学为根基，以材料为拓展的一个科研院所，以集军民产业的科研开发、设计制造、生产加工、技术服务于一体的国家级科研单位。

介绍一下我们所在氢能领域，或者在水电解制氢领域方面的一些技术积累和进步。首先，我们所有成立一家中船邯郸派瑞氢能科技有限公司，是718研究所下属的制氢设备工程部、派瑞气提设备有限公司、北京派瑞华氢科技有限公司以及张家口氢能科技有限公司组建而车。是在中国从事氢能技术研发、专业设计制造、生产加工、销售与服务为一体的国家级科研单位。建设有一支具有新技术研究开发、专业设计、生产加工、性能检测、安装调试、维修服务等满足完整产业链需求的优秀专业队伍，具有先进的工艺技术，完善的质量管理，周密的安全生产以及职业健康管理等先进手段。

跟大家分享一下我们所在水电解制氢发展历程，我们所自从成立以来专注于加压水电解制氢技术研发，主要聚焦于降压水电解制氢关键性能，比如说单台的产氢量，聚焦直流电耗还有气提纯度指标。

2014年到2018年，我们在发展碱性水电解制氢技术方面同时，我们在PEM水电解制氢方面成功了商业化运行了，产氢量从50立方米到100立方米，单台槽产氢量。

去年我们已经成功在碱性电解水方面，我们完全可以商业化运行，在质子交换膜PEM方面，52碱性电解槽方面实现单台3000立方米。在PEM单台能够达到1.5兆瓦，达到300立方米每小时。同时，我们仍然聚焦于它的电解效率或者直流能耗，直流能耗目前不同的产氢量，它的直流能耗能够达到4.3千瓦时，我们想我们目标能够做到3.9到4.2千瓦时每立方米每小时。

第二个，聚焦于它的运行额定工作压力，目前电解设备工作压力能够在3.0ZP，还有最后一个目标，要降低它的成本，我们知道这个电解水的，尤其电解槽制造成本比较昂贵。所以说，我们在通过研制不同的核心技术，电极技术、隔膜、密封、电解槽内部方面要不断创新和优化，使得设备成本能够降低13%到15%。

跟上面三种电解水相配套氢气提纯技术和设备有两种，第一种跟水电解制氢获得对这个氢气进行提纯，我们一般采用变微技术提纯，把氢气氧和水过滤，使得产品氢气纯度达到5个9的纯度。基于碱性间接技术方面，碱性设备一个组，根据客户不同需求，我们可以完全定制客户所需要的不同规格、型号、制氢设备。集装箱式、框架式、组合式，各种各样。

这个是我们在PEM质子交换膜水电解制氢技术形成的家族，目前单台电解槽产氢量到200立方米。下面因为做的一个实物，可以根据不同的产氢量需求增减数，使得产氢量满足客户的需求。

这个是甲醇裂解和变压吸附氢气纯化设备家族，我们所产氢量从50到6万方，从负氢当中提纯氢气，氢气回收率达到90%以上。

接下来在可再生能源制氢和大规模氢能利用方面的分享，我们知道可再生能源风、光、水、电，还有其他一些电力系统，他们这个发出的电力最具有典型性的特征，就是它是具有波动性和不确定性。所谓，波动性就是比如说风力发电在风力强的时候，它这个电可能非常充沛，风力弱或者没有风的时候就没有发电，就是存在波动和不确定性。

为了实现可再生能源电力制氢，我们就是要使得我们在电力转化成氢气过程中采用电解水制氢过程中，要很好的能够满足或者说克服这种波动性，和这种电力不确定性，使得它具有非常良好的自适应条件。

我们觉得需要在研发过程中，我们认为需要克服这样几个技术，或者有这样几个诀窍。如何配置电解水制氢系统，使它能够适应电力波动和不确定性。第二个在制氢系统上面，如何能够使得水电解制氢系统能够具有非常宽功率波动适应性设计。第三个，我们觉得需要在可再生能源电力和制氢系统方面有很好的电力耦合和能量管理一个设计理念。使得电出来的交流电或者直流电如何逆变或者变换成满足电解水具有和制氢系统有很好的匹配性和适用性。

当然，我们持续不断研发水电解制氢系统本身，应当要如何提高它的效率，降低它的成本，要在这个单体大容量电解水制氢电槽方面做大量的工作。比如说电解槽槽体结构，极板形式、电解槽里面膜电极MEA或者集电气各方面开展很多工作。最终实现目标，在碱性电解水方面能够从0.35增长到0.5安等等。

下面所在在可再生能源电力和氢能示范利用分享，右边图片是我们认为是一个最早的可再生能源制氢和氢能应用方面，这个项目是我们所在2000年的时候，我们所设计生产制造提供了给挪威一家公司，提供电解槽。这个孤岛上面在挪威北岸孤岛上面，叫尤特西拉岛，上面有15户居民，专门建了风力发电制氢及氢能在转换成电能应用示范项目。随后我们所向德国和荷兰出口了我们的风光互补发电系统，当然在国内我们做了很多示范工程和示范项目，比如在咱们国家西北、西南、东北、华北地区，不同的应用场景，不同的电力系统，做了非常多的示范工程和项目。通过这些示范工程和项目，可以极大的适应可再生能源发电不确定性，和适应它的波动性，在大规模水电解制氢系统方面，必须具有非常好的自适应能力和快速响应能力。

这是我们所一些经营业绩和全球业绩伙伴，目前为止我们所在全球销售1200多台水电解制氢系统，用户包括电力、石化、医药等等。我们所非常愿意与国内外各界合作伙伴一起深化相互合作关系，共同推动我们国家在氢能产业方面的大踏步向前发展，谢谢！

（发言根据演讲速记整理，未经演讲人审核）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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