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6月13至14日，2024第二屆國際電解槽技術(shù)創(chuàng)新大會在蘇州舉辦。此屆會議聚集了氫能產(chǎn)業(yè)鏈的多位專家學(xué)者、企事業(yè)高級決策者、院所、金融機構(gòu)等，共同探討電解槽技術(shù)、制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢、技術(shù)創(chuàng)新、降本路徑、瓶頸挑戰(zhàn)以及未來展望。本次大會分為四個專題： 最新的氫能政策解讀，堿性電解槽技術(shù)創(chuàng)新，AEM和SOEC技術(shù)創(chuàng)新和PEM電解槽技術(shù)創(chuàng)新。
上海氫銳科技副總經(jīng)理胡大麟先生發(fā)表了題為《國內(nèi)外PEM電解水制氫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢》的主旨演講，深入探討了PEM制氫裝備的發(fā)展歷程、PEM發(fā)展的階段、市場的現(xiàn)狀、創(chuàng)新方向、行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。
堅定自主創(chuàng)新發(fā)展路線：造出滿足市場需求的好產(chǎn)品
他介紹到：回望電解水技術(shù)商業(yè)發(fā)展可以從1800年開始，由Nichoson和Carlisle首先以電解法提取了氫氣和氧氣。 直到1927年，世界第一臺大型壓濾式電解槽裝置在挪威的諾托登(Notodden)安裝，由海德魯公司(Norsk Hydro)制造，當時的產(chǎn)氫量規(guī)模也達到了10000m3/h，這是NEL Hydrogen的前身，當時生產(chǎn)的氫主要用于合成氨， 1945年前后，世界上已經(jīng)有近十家電解水企業(yè)，而且全部是堿性電解水工藝。
1960年，電解水的電力基本上來至于水利發(fā)電，合成氨的需求旺盛，制氫需要大規(guī)模生產(chǎn)，電解槽著重在安全、可靠性和操作維護方面進行改進。堿性電解槽發(fā)展主要經(jīng)歷了從常壓到加壓，從石棉隔膜到非石棉隔膜電解槽，從小規(guī)模到大規(guī)模，1970年左右，加壓非石棉隔膜的兆瓦級產(chǎn)品成為堿性電解槽的主流產(chǎn)品。中船718所于上世紀60年代中期開始研究壓力型電解槽的企業(yè)，并在70年代的時候開始產(chǎn)業(yè)化，開啟了我國堿性電解槽技術(shù)的自主之路。
同時，PEM制氫技術(shù)也在隨著科技的進步孕育而生，Grubb在50年代初第一次將PEM水電解方案化，1966年，美國GE公司推出PEM電解水制氧系統(tǒng)用在航天器的生命維持系統(tǒng)，其體積小，重量輕、安全可靠等優(yōu)勢迅速得到了制氫行業(yè)的關(guān)注。由于PEM電解水設(shè)備中最重要的膜一直無法穩(wěn)定生產(chǎn)，直到1962年杜邦公司改良了質(zhì)子膜，于20世紀80年代推出民用PEM氫氣發(fā)生器的質(zhì)子膜。
1996年以來，美國的Proton OnSite公司開始與聯(lián)合技術(shù)航空航天系統(tǒng)合作，為航空航天和海軍開發(fā)和制造質(zhì)子交換膜電解槽，成為全球PEM電解槽行業(yè)的龍頭。
自1975年以來，世界對氫氣的需求增長了三倍多，并繼續(xù)增長，但是由于大型化工的迅速發(fā)展，天然氣制氫、煤制氫等大型裝置逐步將氫氣的制取成本降到非常低廉的程度，直到現(xiàn)在幾乎99%的氫氣都是由化石燃料供應(yīng)，全球6%的天然氣和2%的煤炭用于氫氣生產(chǎn)。同時，由于電解水制氫氧的發(fā)生器設(shè)備需要大量電力供應(yīng)一度被視為高耗能裝置且制氫的經(jīng)濟性也比不上化石燃料制氫而沒有得到重視，其主流產(chǎn)品和設(shè)備僅僅應(yīng)用于軍工、航天或需要高純度氣體的電子行業(yè)。
20世紀90年代，由于氫被視為風(fēng)能和太陽能等可再生能源的綠色能源載體，并為燃料電池（如汽車應(yīng)用）提供動力，人們對水電解產(chǎn)生了新的興趣。隨著“巴黎協(xié)定”的簽署，直到最近10年，各國都推出了雄心勃勃的國家氣候保護計劃，并加速對溫室氣體排放的限制，我們看到了全球?qū)λ娊庵茪涞呐d趣顯著增加。水電解被視為能源轉(zhuǎn)型和耦合可再生能源的核心要素，并將為到2050年將溫室氣體排放量減少到接近凈零做出重要貢獻。歐美市場需求明顯，2017年，挪威Nel收購美國Proton OnSite獲取領(lǐng)先的PEM電解技術(shù)，成為世界上最大的電解槽公司；同年，康明斯完成收購Hydrogenics水吉能。
國內(nèi)PEM制氫發(fā)展并非一帆風(fēng)順，濟南市化工院的劉青藍教授自1988年開始研究PEM電解水技術(shù)，并在濟南設(shè)立了公司探索產(chǎn)業(yè)化，不過，直到劉教授夫婦到退休年齡他們經(jīng)營的PEM電解設(shè)備也沒有盈利。2007年在地方政府的推薦下，當?shù)蒯t(yī)藥器械公司接手該項技術(shù)， 2019年前后，賽克賽斯PEM氫氣發(fā)生器才得到了國內(nèi)的關(guān)注。于此同時，2021年大連物化所與陽光電源合作聯(lián)合開發(fā)250kW（50標方）PEM電解槽，目前，該項目已經(jīng)開始在鄂爾多斯市伊金霍洛旗展開示范應(yīng)用。
上海氫銳科技有限公司核心技術(shù)及團隊自于中國科學(xué)院上海高等研究院與全球500強公司氫能領(lǐng)域?qū)I(yè)人才組成。通過多年的科研探索技術(shù)沉淀，2022年氫銳科技完成了“卷對卷”自動化批量制備大尺寸高一致性膜電極，同時完成了雙極板、涂層、堆棧密封等核心部件的批量生產(chǎn)、檢測驗證，最終形成自主的電堆可靠密封與高一致性制造及裝配工藝，單體電解槽可以達到250NM3/h。
氫銳科技胡大麟介紹：PEM電解槽作為是能源轉(zhuǎn)換核心設(shè)備，就是要充分利用其特點將電網(wǎng)無法接受的“垃圾電”高效的轉(zhuǎn)為了氫氣，然后在輸送到各種工業(yè)用戶那里，最終達到消納可再生能源和工業(yè)領(lǐng)域去碳的目的，他說到：氫銳科技的電解槽在額定工況下，能耗可以達到4.1度電生產(chǎn)1Nm3的氫氣，這已經(jīng)達到了國際一流的水平。
氫銳科技公司自主研發(fā)了撬裝一體化PEM系統(tǒng)“Ryzer?”系列PEM產(chǎn)品可以適用于任何工業(yè)環(huán)境，并兼顧長周期運行的經(jīng)濟性及可靠性、高效率節(jié)能、低維護成本、等諸多方面優(yōu)勢逐步得到了國內(nèi)和國際市場的認可。
最后，他提到目前對于電解水發(fā)展最大的障礙是綠色屬性問題，在歐美發(fā)達國家，綠色環(huán)境友好的產(chǎn)品會被推廣。例如“歐盟委員會公布了其綠色交易工業(yè)計劃，旨在為綠氫生產(chǎn)商提供補貼計劃。采用競爭性投標，每公斤綠氫提供“固定溢價”，并提供10年的補貼推動制氫行業(yè)的快速發(fā)展，最終達到“綠氫”能與“藍氫”競爭的結(jié)果。
但是目前國內(nèi)并沒有把綠色的氫氣和傳統(tǒng)化石能源制氫做區(qū)分，所有的項目中，都是采用直接把“綠氫”與“灰氫”價格進行對比，這種對比在上世紀70年代已經(jīng)做過，當時的大化工和副產(chǎn)氫就已經(jīng)擊敗了電解水制氫，正是由于這種情況的發(fā)生，才導(dǎo)致目前溫室氣體的大量排放，全球升溫和極端氣候災(zāi)難頻發(fā)。半個世紀過去了，如果還是無法從“碳排放量或污染量上”區(qū)別對待不同的制氫方式，從相應(yīng)的價格機制來引導(dǎo)氫氣消納方重新考慮如何選擇“綠色的氫氣”還是“高碳排的氫氣”，那么我們今天做的都是將是徒勞。他的觀點得到了在場多位專家學(xué)者，企業(yè)代表的認可。
另外，他說：所有的企業(yè)都在考慮降本，降低產(chǎn)品的價格，這是無容置疑的，這也是市場經(jīng)濟的基本規(guī)律。另外，綠電轉(zhuǎn)化是為保障國家能源安全和推動實現(xiàn)“雙碳”目標而布局的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，政府如何推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動“綠氫的消納”是現(xiàn)階段的重點。
氫能前沿作為全球領(lǐng)先的氫能源全媒體平臺對2023年度國內(nèi)氫能發(fā)展做出了總結(jié)，并為杰出企業(yè)頒獎。祝賀上海氫銳科技有限公司榮獲年度PEM電解槽領(lǐng)軍企業(yè)“金氫獎”。
這是氫能行業(yè)協(xié)會對該公司在PEM電解槽領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和行業(yè)貢獻的認可。這一獎項的獲得，不僅是對氫銳科技在電解槽技術(shù)方面的高度肯定，同時展示了其在推動PEM制氫電解水國內(nèi)快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)協(xié)同進步方面的積極貢獻。該獎項是對他們未來發(fā)展的有力鞭策，并預(yù)祝氫銳科技能為氫能行業(yè)創(chuàng)造更多的輝煌。
