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在全球积极应对气候变化、努力实现碳中和目标的大背景下,氢能作为一种清洁、高效且具有广泛应用前景的能源载体,正以前所未有的速度蓬勃发展,重塑着全球能源版图,能源安全与脱碳需求催生了绿氢革命。
从全球氢能项目的推进情况来看,发展势头也十分强劲。据业内氢能洞察报告显示,2020 年至 2024 年 5 月期间,全球氢能项目数量从 228 个激增至 1572 个,增长了 7 倍之多;处于最终投资决策阶段的项目所获投资,也从 2020 年 102 个项目的约 100 亿美元,增长到 2024 年 434 个项目的 750 亿美元。
基于对氢能市场需求的判断和思考,天合元氢在本次SNEC期间,面向全球发布MW级PEM制氢装备、10MW碱性制氢装备以及MW级集装箱制氢系统。三款产品致力于制氢技术的关键迭代,从设备安全和系统控制为出发点,为全球氢能用户提供最有力的产品和解决方案。
MW级PEM制氢装备 创新催化剂降低20%设备投资
安全可靠、性能优越、成本可控,是当下PEM电解槽市场用户的核心诉求。天合元氢此次推出的MW级PEM制氢装备,正是与复旦大学科研团队创立的山海氢(上海)新能源科技有限公司(以下简称“山海氢”)合作研发的成果。
展会现场,刚下线的250Nm³/h产品引发广泛关注。PEM系列制氢装备采用山海氢新一代PEM膜电极材料,对零部件选型进行了全面细致的可靠性分析,严选密封材料,优化密封设计,结合多尺度仿真模拟及试验验证,确保电解槽在3MPa高阴极压力下,总泄漏量≤0.14%/h。新型膜电极采用了防内窜设计,全功率区间内氧中氢浓度低于600ppm,死守系统安全防线。最大单槽产氢量为300Nm³/h。
在能耗方面,通过使用新型膜电极,降低质子和电子电阻,优化流场结构设计并搭配高支撑性、高传质效率PTL,减少零部件接触电阻,全面提升气液传质效率。在30000 A/㎡额定电流密度工况下,实现4.3 kWh/Nm³的能耗表现。
在设备成本和寿命方面,新一代催化剂技术将贵金属铱用量降低80%,催化剂理论寿命超15年,电压衰减率1.3 μV/h,通过测算,可将设备的整体成本降低20%。
10MW碱性制氢装备 创新结构设计保证设备安全稳定
在众多制氢技术中,碱性电解槽凭借其技术成熟、成本相对较低等优势,成为当下绿氢生产的主流设备。而对于用氢量较大的炼化、化工、冶金等工业领域而言,大标方碱性电解槽能显著降低绿氢成本,但其设备的稳定性和灵活性存在技术挑战。
此次天合元氢推出的2000Nm³/h碱性电解槽,是在天擎第二代技术的基础上应运而生。天擎系列1000Nm³/h碱性电解槽经过两年的实际市场验证,已获得较好的实际运行数据。在此基础之上,2000Nm³/h产品同样采用了高性能电极材料,采用一正两负、气液两端进出的槽体结构,优化内部流场热场,电流密度达4000A/㎡,直流能耗低于4.3kWh/Nm³,达到国际一级能效水平。通过改良端压板结构、支撑结构及密封结构,确保电解槽运行稳定性和安全性,相较于两台1000Nm³/h电解槽,可节省30%占地面积、节约20%设备投资。
2000 Nm³/h碱性电解槽,能有效契合绿氢行业大规模、低成本生产的需求趋势,能大幅降低绿氢生产成本,提高生产效率,为绿氢产业的商业化推广和可持续发展提供有力支撑。
MW级集装箱制氢系统 千方标箱集成安全便捷易复制
当前,世界各国纷纷布局 “氢能战略”,与具备绿氢产能优势的地区建立合作,力求保障自身能源供应安全并加速脱碳进程。集装箱式制氢装备凭借其较低的运输成本和交付成本,成为海外绿氢项目的最佳选择。但标准化集装箱设计存在空间狭小、维护困难、密闭性强等特点,引发一系列的生产安全问题。
因此,天合元氢此次推出MW级标准集装箱式制氢系统,每个制氢单元产氢量最高可达1000Nm³/h,每个制氢单元包含了电解槽、气液分离、纯化装置、配电柜、控制柜、整流柜、变压器、空压机、制氮系统、循环冷却水系统、配碱/补水系统等全套设备。一个1000标方制氢单元所有设备均集成在标准集装箱内,保持尺寸和重量限制,可缩短运输时间、成本及交付周期等超50%以上,解决超限难于运输和昂贵散货运费问题。
同时,通过模块化设计,可实现现场快速组装,集装箱之间通过快接软管连接,无需现场管道施工,解决现场施工条件差、施工难的问题,同时可以节约一半的交付施工周期。另外,通过“悬山顶、天地门”等设计,使操作维修空间向外扩展外延,解决箱内空间狭小,难于检修、操作的问题;通过专利设计的榫卯结构、快速拼接“悬山顶”式集装箱顶,满足国标法规,实现轻量化、自然通风,消除箱顶气体积聚空间,保证整个制氢系统的安全。
挑战与机遇并存 氢能未来世界一片向好
氢风扶摇三万里,鹏程世界帆远洋。展望未来,随着可再生能源电价进一步降低,电解槽效率不断提升,绿氢成本将具备更强竞争力,触发化工、冶金等领域对绿氢的巨大需求。氢能贸易将重构世界能源格局,在全球新能源贸易规则制定中发挥重要作用。天合元氢也将持续投入研发,不断提高产品的性能、寿命及稳定性,为氢能未来世界提供源源不断的发展动力。
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