12月18日,
中国石化大连院自主研发的
10Nm3/h海水直接电解制氢中试装置,
在青岛炼化一次开车成功,
标志海水直接电解制氢技术
产业化进程提速。
该项目采用海水直接制氢
与绿电制绿氢结合的模式,
既为沿海地区消纳可再生绿电
生产绿氢探索了新方案,
也为资源化利用高含盐工业废水
提供了新路径。
直接电解制氢技术新突破
传统的电解水制氢技术,
其高度依赖稀缺的清洁淡水资源,
对氢能产业的规模化发展构成了限制。
而海水制氢则面临更为复杂的挑战:
海水中约3%的盐含量以及
杂质中的氯离子会对
电解设备电极造成腐蚀,
阳离子的沉积则可能堵塞设备孔道,
降低电解效率乃至损坏设备,
这些都对设备设计与
技术工艺提出了更高要求。
目前海水制氢主要分为
间接和直接电解制氢。
与海水直接电解制氢相比
海水间接制氢技术是指
将海水先淡化成高纯度淡水,
然后再通过电解、光解
或热解等技术制取氢气,
受技术限制具有能耗高、工艺复杂、
成本高昂、废水排放等缺点。
中国石化海水直接电解制氢项目
然而,海水直接电解制氢技术
是一种发展前景广阔且
成本相对较低的制氢技术,
该技术可直接利用沿海地区
丰富的海水资源和风电资源,
无需海水淡化过程,
大幅降低制氢物耗,
在沿海地区具有较强的竞争力。
青岛炼化氢能“产研加”示范园
中国石化海水直接电解制氢项目
攻克了耐氯电极技术、
高性能极板设计以及
海水循环系统等关键技术难题。
不仅如此,还打通了从催化剂、
电极到关键部件设计
直至系统集成全流程,
突破了从实验室小试到
工业中试规模的技术瓶颈,
产品氢气中氧含量低于2ppm。
低于GB/T 37244-2018规定的
燃料电池车用氢气中
氧气含量小于5ppm要求,
可直接并入炼厂氢管网利用。
首个工厂化海水制氢项目落地
此次海水直接制氢项目是
我国首个工厂化海水制氢项目,
采用海水直接制氢与
绿电制绿氢结合的模式,
利用青岛炼化水上光伏电站
生产的部分绿电,
通过电解槽将海水分解为氢气和氧气,
每小时可生产绿氢20立方米,
实现海水直接电解生产绿氢。
所产氢气并入青岛炼化管网系统,
用于掺入炼化生产过程氢能车辆加注。
中国石化海水直接电解制氢项目
青岛炼化发展规划高级专家表示,
通过研发设计特制的关键设备
和特殊的工艺流程,所产氢气就近并网,
实现了科研开发与应用场景的高度耦合互联。
项目探索对试验中的过程产品进行回收利用,
降低过程的放散损失,
在保护环境、节能降耗等方面
具有较好的示范引领作用。
对于未来发展方向,
海水直接电解制氢将开发
更高效的电极材料和更优化的工艺路线,
加速海水电解制氢技术迭代。
随着技术的不断成熟
和成本的逐步降低,
海水制氢技术有望在未来
实现规模化产业应用。
目前,我国氢能专利数量位居全球第一,
大流量加氢站控制系统等技术取得突破。
强化能源供给安全,
中央企业聚力推动氢能源开发利用。
多途径氢气制取
绿氢的制取需要设备和场地支撑。
11月29日,
国家能源集团广东公司台山电厂
氢能(低碳)研究中心江门基地平台建设
及创新能力提升工程开工。
该中试基地是与火电联动的氢能
“产-供-储-运-用”全产业链核心技术
及关键设备研究一体化技术开发平台。
氢能(低碳)研究中心江门基地平台效果图
今年以来,玉门油田坚决推进油气并举,
大力发展新能源业务,
成功投产中国石油第一个规模化
可再生能源电解水制氢装置,
通过输氢管道、管式槽车等方式,
将纯度99.99%的氢气送至
炼化总厂、化工园区等,
实现了氢气从生产到利用的全流程贯通。
5月17日,中国船舶自主研发的
国内最大单体产氢量
3000Nm³/h水电解制氢装备下线。
该装备实现了单体产氢量
由2000Nm³/h到3000Nm³/h的跨越,
运行电流密度提升17%,
槽体重量降低13%,
制氢系统具备30%—110%的动态调节能力,
可显著提高单机产能、
降低生产投入和运行成本。
国内最大单体产氢量3000Nm³/h水电解制氢装备
在中国石化中原油田,
我国首个百千瓦固体氧化物(SOEC)
电解水制氢侧线装置示范运行。
该项目关键设备实现国产化,
总制氢功率达105千瓦,
首次实现产品氢气增压纯化功能
且纯度达99.999%,处于国内领先水平。
绿氢是指利用可再生能源制氢,
将可再生能源通过太阳能电池、
风机、水泵等发电机组转换成电能,
电能通过电解水制氢设备转换成氢气。
国家电投大安风光
制绿氢合成氨一体化示范项目是
国家首批清洁低碳氢能创新应用工程,
项目首创提出了
“绿电制绿氢,化工消纳绿氢”
的能源转化新路径。
9月20日,国家能源集团宁东可再生
氢碳减排示范区一期项目清水营制氢厂的
合格可再生氢顺利并入煤制合成氨装置,
全线打通电-氢-化系统,
实现了万方级光伏制可再生氢
与全球单体规模最大煤制油项目的成功贯通。
清水营制氢厂
6月28日,
南方电网研发的我国首套自主研发的
百千瓦级电氢双向转换装置正式投运。
该装置在国内率先实现通过
一套装置完成制氢和发电,
实现了绿电和绿氢的双向高效可靠转换。
多元化氢能利用
氢气的使用首先在燃料领域。
12月5日,
中国一汽自主研发、国内首款
重型商用车缸内直喷氢气发动机——
CA6HV3氢气发动机在
解放6DV发动机超级工厂正式发布。
该氢气发动机最大功率可达460马力,
是当前国内功率最大的氢气发动机,
B10寿命行业领先,实现零碳排放。
CA6HV3氢气发动机
今年1月至8月,
东风公司旗下氢能源车——
启辰大V氢境10辆运营车
半年行驶里程已超10万公里,
车辆可靠性、耐久性、
舒适性、操控性等都得到有力证明。
在内蒙古包头市,
中国华电建设的国内首个
工业天然气掺烧绿氢科研项目点火成功,
实现天然气掺烧绿氢
在工业锅炉点火燃烧供能。
项目利用现有的天然气网络管线系统进行掺氢,
使用氢气替代部分天然气,
有助于缓解工业天然气季节性紧缺的难题。
7月30日,
中国钢研纯氢冶金技术开发项目通过验收。
该项目氢直接还原铁的
金属化率达到96%以上,
实现了纯氢竖炉示范生产线
高还原效率、高能量利用率、
高稳定性等指标。
氢能的利用依赖于管道运输。
11月22日上午,由中国石油参建的
包头—临河输气管道工程顺利通气,
标志着国内首条具备掺氢输送能力的
高压、长距离管道项目建设圆满收官。
包头—临河输气管道工程顺利通气
全天候加氢服务是扩大氢能使用的关键一环。
11月26日,
香港首座面向公众的加氢站——
中国石化香港凹头加氢站正式建成,
每日加氢能力达到1000公斤,
投用后可为公共巴士、食环车辆、
私家车等提供全天候加氢服务,
助力香港绿色能源转型。
据统计,
截至今年6月末,
我国累计建成加氢站456座,
全球占比36.1%,居世界之首。
———— / END / ————
责任编辑丨苑洪涛
执行主编丨刘海草 张灏然
内容来源|各中央企业
热门跟贴