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低至3.8kWh/m3!氢氢松松科技加快西北、华南电解槽的布局

氢云链| 2022-4-20 17:46 阅读 2522 评论 0

作为可再生能源,氢能源近年来不断引发全球热议。2022年3月23日我国国家发改委和能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》等一系列政策出台,氢能源战略首次升级为国家战略。

图表1 氢氢松松产品下线仪式

低至3.8kWh/m3!氢氢松松科技加快西北、华南电解槽的布局

来源:氢氢松松

此前氢云链发布的湖南氢氢松松科技发展有限公司为其自行研发、设计、制造的 500Nm3/h(标准立方米/小时)碱性电解水制氢设备正式下线的相关报道引发相当大的行业关注。湖南氢氢松松科技发展有限公司执行董事张新先生就该公司的碱性电解水制氢新技术和一些相关的问题做了具体的介绍。

张新先生认为:“目前,国内的碱性电解水制氢设备的制造厂家,因为产品的应用还没达到一定的规模,导致了产品在制造的过程中基本上都是'非标设计、非标制造、非标组装'。非标准化的产品和制造手段,是导致这类产品向规模化、标准化发展的最大痛点。”

氢云链也进一步了解到湖南氢氢松松是如何一步一步与氢结缘的。

张新:“我们多年来一直对陕北煤炭如何“分级利用、提质增效”进行探索并且做了一些课题研发。我们在研究中发现:煤炭走化工路线的过程实质上就是一个不断加氢的过程,氢是影响煤化工发展的瓶颈。例如,陕西省神木市的煤炭热解之后可以得到8%以上的煤焦油;把煤焦油中有用的化学物质(例如酚类物质)脱离后,加入一定比例的氢(一般是7.5%/吨),就可以得到优质的汽柴油。目前,仅神木市范围内,“煤焦油加氢”的产能就可达到每年500万吨以上。

我国是个富煤大国,发展煤化工需要大量的氢,这些氢从何而来?目前煤化工中所需的氢来源于两个途径:或者是煤炭制氢、或者是天然气制氢。这两种方式取得氢,都有“消耗不可再生的化石资源”、“制备过程中排放二氧化碳”、“建设过程中制氢设备前期固定资产投入比例偏大”等劣点。

于是我们觉得是否可以找到一条路线:用陕北地区丰富的风光电资源与低电耗大功率的电解水制氢设备相闭环,发展低成本大规模制造绿氢。2019年初我们就开始了这个方向的探索、试验……

2019年底,我们认为已经找到了一种“新的电极材料”及与其相匹配的“极板构造”,于是成立了项目公司,由赵才贤教授带领科研团队“氢氢松松”进行一系列设备放大、稳定性、大槽体、成套装置等试验;与此同时,确定了公司的发展方向——聚焦低成本、大规模生产绿氢,并确定对“低电耗、低成本制绿氢”这一课题的研发、技术转让、放大、中试、样机的设计和制造等环节投入所需的全部资金。经过了两年多的无数次试验,槽体直径从10厘米放大到120厘米......,于2022年第一季度完成了500Nm3/h机型的设计、制造。

我们深深体会到:新科技产品的研发不是一蹴而就的,没有捷径可走。

产品亮点

一个新系统的特点是由诸多方面的性能组成的,某一个方面的突破并不代表着新系统的整体性能。氢氢松松的设备经过了4000小时以上的运行、数据比较分析,有着独特的技术亮点:

电解槽的直流电耗:在2000安培/平方米电流密度的额定工况下运行,可低于3.8kWh/m3(目前国内同类产品在同样的电流密度工况下,一般是4.2kWh/m3以上);

设备的响应时间:3分钟左右(目前国内同类产品的响应时间一般是60分钟以上。这个特点对于“用风光电制氢”或者“城市电网的谷电制氢”尤为重要,可大幅度降低设备的待机时间、更有效的利用电能);

氢氧槽温度与碱液温度的温差:低于7℃(目前国内同类产品的此类指标,一般是15℃左右。这项指标的降低直接导致设备综合电耗的降低);

设备运行时的最大电流密度:6000安培/平方米以上(目前国内设备在标注功率时的电流密度是2000安培/平方米。例如一台设备标注为“1000Nm3/h”是指在2000安培/平方米的电流密度下该设备一小时可产氢1000标准立方米。我们的设备如果运行到6000安培/平方米的电流密度,其产氢量可接近3000标准立方米);

提到对于公司未来的期望,张新先生表示:

氢与氢能在目前和可预见的未来,有五大方面的应用领域:

传统的化工行业用氢;

大量的不稳定的风电、光电、水电的消纳和储能;

交通工具(汽车、船舶、火车、飞机)的氢能源利用;

冶炼行业煤炭的替代(“氢炼铁,氧炼钢”);

天然气掺氢。

氢与氢能在未来的需求量是巨大的。从“双碳”的、环保的角度而言,氢能的未来只能是绿氢。绿氢的发展需要大量的“低电耗、大功率、体量小、价格低”的电解水制氢设备。

我们正在加快符合应用场景的产业化布局,正在做两个方面的工作:

一方面,送2台设备给相关客户,请他们对我们的设备进行独立的第三方验证运行;

另一方面,规划在西北、华南各设一个“设备装配-售后服务”中心:

西北地区具有丰富的风光电资源,需要低电耗、大功率的制氢设备,以消纳不稳定的风光电、储能、为化工工业供氢;因此西北装配中心制造的是1000Nm3/h以上的大机器。

华南地区(尤其是广东省)正在快速推进氢燃料商用车的规模化应用、也有了“制氢-加氢一体站”的规划探索、鼓励用“谷电”制氢,因此对设备的要求是撬装式、低电耗、快速响应、中功率,这种需求可把产品的制造导向标准化、规范化;因此华南装配中心制造的是拆装、运输都方便的200Nm3/h的机型。

2022年3月23日,国家发改委发布了《氢能产业发展中长期规划》,这是首次从国家层面对氢能产业的发展作出的顶层设计。在可预见的将来,我国的、全球的氢能产业将会有巨大的发展,我们对此充满信心。

编辑:氢氢我心 校对:风氢扬 审核:氢云小仙女

来源:氢云链

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