在江蘇省江陰市雙良工業(yè)園不起眼的一角，10臺小型綠電實(shí)時(shí)制氫裝備有序運行著(zhù)，與裝備相連的傳感器實(shí)時(shí)將數據傳至后方大腦。
這是我國氫能領(lǐng)域難啃的硬骨頭——綠電制氫。
“雙良要率先攻下這個(gè)高地。”雙良節能系統股份有限公司（下稱(chēng)“雙良”）戰略發(fā)展部總經(jīng)理王法根在接受氫瓴采訪(fǎng)中稱(chēng)，與在節能節水設備、多晶硅還原爐設備等領(lǐng)域的做法一致，入局氫能的雙良同樣盯上中國的弱項——設備制造，尤其是最難的綠電制氫。
圖片來(lái)源：受訪(fǎng)者提供
在制氫成本中，電費占70%，設備投入、其他運行成本占30%。電費成本下降，對于推動(dòng)氫能發(fā)展至關(guān)重要。在中國具備風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)量充足優(yōu)勢的背景下，價(jià)格逐年下降的綠電可以成為制氫降本的有力武器。不僅如此，此舉還能給全球帶來(lái)減碳價(jià)值。
因此，行業(yè)的需求在急速增長(cháng)。有數據顯示，2023年，我國簽約、獲批及公示的綠氫項目數量累計達74個(gè)，項目規劃總投資突破4700億元，全部投產(chǎn)后新增綠氫產(chǎn)能將達280萬(wàn)噸/年，預計2024年綠氫項目新增數量超過(guò)100個(gè)。日前，中能建氫能源公司副總經(jīng)理劉大為稱(chēng)，中國已有超700個(gè)綠氫項目成功獲批。
為彰顯綠氫價(jià)值，2024年年底，中國氫能聯(lián)盟研究院還聯(lián)合美國環(huán)保協(xié)會(huì )北京代表處共同發(fā)布了《推動(dòng)清潔氫標準優(yōu)化與國際協(xié)同——實(shí)現氫的氣候效益最大化》報告。其中指出，目前全球范圍內已經(jīng)有多個(gè)國家、地區和國際組織制定了清潔氫認證相關(guān)的標準，并正在開(kāi)發(fā)不同國家和地區間標準的互認計劃，這不僅能夠確保氫氣的氣候效益和可持續性，也有助于促進(jìn)氫氣的國際間貿易，幫助世界各國實(shí)現其脫碳目標。
不過(guò)，大規模發(fā)展綠氫還有兩道巨大障礙：
首先，與傳統制氫相比，綠電制氫成本高，一般是傳統制氫成本的2-3倍。
第二個(gè)障礙是，新能源發(fā)電的不穩定性給制氫設備提出了新的考驗。
無(wú)論從產(chǎn)業(yè)發(fā)展還是技術(shù)創(chuàng )新角度來(lái)看，雙良“藏”在工業(yè)園內的都是一枚可以決勝未來(lái)的重磅武器。
如今，電解槽公司經(jīng)過(guò)2022年-2024年的爆發(fā)式增長(cháng)后，各路英雄在這個(gè)賽道上展開(kāi)了競速。堅持技術(shù)創(chuàng )新為本的雙良在國內外斬獲了大量訂單，也實(shí)現了諸多領(lǐng)域零的突破。
一個(gè)明確的事實(shí)是：綠氫可以在多種應用場(chǎng)景替代傳統化石能源。
未來(lái)，在煉油、化工以及鋼鐵等傳統工業(yè)中，綠氫可能成為必選項，發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。因可以轉化為綠氨或甲醇，綠氫還為化肥和燃料工業(yè)等行業(yè)帶來(lái)巨大的潛力。綠氨可以作為一種儲存和運輸氫氣的有效方式，同時(shí)甲醇也是制造各種化工產(chǎn)品的重要原料。在這些行業(yè)中，綠氫將推動(dòng)碳排放的大幅降低，同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
近年來(lái)，在相關(guān)政策推動(dòng)和產(chǎn)業(yè)積極參與下，我國綠氫產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展。但整體來(lái)看尚處發(fā)展初期。全年煤制氫和天然氣制氫的產(chǎn)量可達數百萬(wàn)噸，而綠氫的產(chǎn)量則微不足道。
王法根說(shuō)，成本高昂是困擾綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的癥結之一。
如果按照目前電耗5Kwh/標方；電價(jià)0.3元/kwh來(lái)測算，堿性電解水制氫的合計成本為25元/kg；而目前煤制氫的成本為9.6元/kg；天然氣制氫成本為15元/kg。所以對比下來(lái)即使現在最便宜的綠氫技術(shù)，堿性電解制氫成本也大約是煤制氫的3倍。目前，由該類(lèi)技術(shù)帶來(lái)的產(chǎn)氫量，僅占據年產(chǎn)氫總量的5%左右。
“綠電制氫最難攻堅的還是波動(dòng)性。對于堿性電解槽，波動(dòng)性電源變化在分鐘級以下時(shí)，電解槽無(wú)法快速跟隨響應，導致反應平衡和熱平衡無(wú)法建立，可能產(chǎn)生電極催化劑溶解、聚集，隔膜機械損傷，電解液析出堵塞反應通道等現象，使得電解槽性能發(fā)生衰減。”王法根補充分析道：“對于質(zhì)子交換膜電解槽，電源波動(dòng)性導致陽(yáng)極催化劑溶解、遷移、沉積和聚集，隔膜由于局部熱點(diǎn)和羥基自由基攻擊發(fā)生降解，雙極板發(fā)生溶解和氧化腐蝕，導致電解槽性能下降。且PEM（質(zhì)子交換膜電解槽）雖然能更好地適應波動(dòng)的電能，但其成本依然較高，限制了大規模應用。綠氫制取的關(guān)鍵設備——電解槽的投資較大，功率為1KW的電解槽成本為6000-7000元。”
因此，行業(yè)需要提升電解槽的適應性，及實(shí)施電量預測與提前預知。通過(guò)這兩個(gè)方面的改進(jìn)，可以創(chuàng )建一個(gè)集成的系統，該系統能夠將前端的電力供應與后端的氫氣生產(chǎn)緊密結合。
隨著(zhù)電力供應的波動(dòng)，氫氣的生產(chǎn)量也能夠靈活調整。這樣的系統設計將使得制氫設備能夠有效地利用波動(dòng)性的新能源電力，從而有效降低氫氣的生產(chǎn)成本，并提升其生產(chǎn)效率。
目前，雙良節能綠電制氫系統的車(chē)間已經(jīng)投入運行，全浸沒(méi)式液冷換熱模塊（CDM）訂單陸續釋放，熱管產(chǎn)品穩定出貨。在雙良的努力下，電解槽或者電解制氫的裝備成本正在逐年下降。對比2020年，四年多以來(lái)我國綠電制氫成本已經(jīng)下降了至少30%。隨著(zhù)雙良的秘密武器逐漸投入市場(chǎng)，有望帶來(lái)綠電制氫規模的擴大、技術(shù)的提升，最終形成超越傳統制氫的絕對優(yōu)勢。
“成為技術(shù)王者！”2018年，當雙良這艘巨無(wú)霸駛入氫能賽道時(shí)，王法根拍板定下調子。
不久前，雙良推出的震驚業(yè)界的5000Nm³/h產(chǎn)氫量電解槽是其“技術(shù)立業(yè)”戰略的注腳。其成就不僅彰顯了雙良在技術(shù)創(chuàng )新上的強大實(shí)力，還極大推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)革新與發(fā)展。
2024年10月，雙良發(fā)布了“世界最大標方高性能堿性電解槽”，該堿性電解槽不僅達到了5000Nm³/h的產(chǎn)氫量，而且在自主研發(fā)的基礎上，率先取得了多項關(guān)鍵性能指標的重大突破，成為目前全球范圍內產(chǎn)氫規模最大、電流密度最高，且在同等電流密度下能耗最低的堿性水電解制氫裝置。
不僅如此，雙良持續在電極、極板、隔膜、墊片等關(guān)鍵部件領(lǐng)域也形成突破，建立領(lǐng)先優(yōu)勢。為提升產(chǎn)品性能，雙良還進(jìn)行了上千次試驗研究，攻破了存在于堿性電解槽中的眾多技術(shù)痼疾。
蓄積力量的過(guò)程中，雙良取得大量專(zhuān)利。不僅如此，雙良還擁有數十項機密級技術(shù)，這些都是雙良電解槽保持長(cháng)期競爭優(yōu)勢的實(shí)力與底氣。
回望堿性水電解制氫技術(shù)的百年發(fā)展史，如今雙良已站在最關(guān)鍵的歷史節點(diǎn)：
2018年，雙良開(kāi)始布局氫能源領(lǐng)域時(shí)選擇了基礎研究為切入點(diǎn)。2022年，在這個(gè)行業(yè)爆發(fā)前夜，雙良積蓄四年力量正式進(jìn)軍氫能裝備行業(yè)。
在同行討論要不要賺快錢(qián)時(shí)，王法根主導企業(yè)毫不猶豫加大研發(fā)力度和投入，以最“冷門(mén)”的綠電制氫為應用場(chǎng)景，確立了獨樹(shù)一幟的研發(fā)方向——顯然，雙良的每一步都走得嚴謹而踏實(shí)。
下一步，王法根透露，為保證企業(yè)創(chuàng )新力，雙良正在成立創(chuàng )新聯(lián)合體，共建實(shí)驗室，構建創(chuàng )新合作生態(tài)：一是創(chuàng )新前置，高度匹配客戶(hù)需求；二是鏈動(dòng)資源，產(chǎn)學(xué)研用深度融合；三是打破壁壘，上下創(chuàng )新一盤(pán)棋。
雙良的這個(gè)“朋友圈”的邊界是全球。他們將與海內外客戶(hù)一起共同建立產(chǎn)業(yè)鏈合作生態(tài)，通過(guò)技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)鏈合作新模式，實(shí)現技術(shù)創(chuàng )新、產(chǎn)品快速迭代和供應鏈形成規模效益的同步提升。
其實(shí)，海外一直是雙良的戰略重地。雙良從2002年就開(kāi)始推進(jìn)海外布局，產(chǎn)品足跡遍布歐美、東南亞、中東等100余個(gè)國家和地區。世界500強企業(yè)中，有300多家是雙良的合作伙伴。
借助這個(gè)獨家優(yōu)勢，雙良在加速中國氫能“走出去”的步伐。
采訪(fǎng)當天，雙良出口阿曼聯(lián)合太陽(yáng)能項目的配套綠電智能制氫裝備啟程發(fā)貨。近一年來(lái)，雙良連續與阿聯(lián)酋MMEC公司、意大利ENERGY DOME公司、瑞典P2H公司等在清潔能源領(lǐng)域達成戰略合作，并參與澳洲全球大型綠氫項目，通過(guò)了沙特ACWA、意大利Tecnimont等國際知名公司的現場(chǎng)鑒證測試……可謂海內外兩個(gè)市場(chǎng)齊頭并進(jìn)，繁榮發(fā)展。
如今，氫能已逐步拓展至能源、交通、建筑、航天等各個(gè)領(lǐng)域。未來(lái)，雙良新能源將始終秉持綠色健康可持續發(fā)展理念，鍥而不舍地深耕專(zhuān)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，為我國實(shí)現“雙碳”目標貢獻“雙良力量”。
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