风光波动电源下,电解槽性能到底怎么样,一般企业都不愿意多说,青骐骥科技(集团)有限公司(以下简称“青骐骥”)是个特例。
在中石油玉门油田可再生能源示范项目上,青骐骥又披露了一波数据。
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“两桶油”不同的制氢示范路线
7月2日,中石油玉门油田可再生能源制氢示范项目取得重大进展:成功完成4台碱性电解槽的联合调试并投入稳定运行,标志着该项目全面进入产氢阶段。
中石油玉门油田可再生能源制氢示范项目
中石油玉门油田项目跟中石化新疆库车项目类似,都是“两桶油”的可再生能源制氢示范项目。只是两个项目的策略似乎不一样。
中石化库车项目,采用的是高举高打模式,一次性采购了52家电解槽,分别从行业头部三家公司派瑞氢能、隆基氢能和考克利尔竞立采购,规划制氢规模2万吨/年。
中石油玉门油田项目采取的是小步快走方式,采购的全部是青骐骥的电解槽。
玉门油田可再生能源制氢示范项目于2023年8月8日开工建设,2024年3月份一期投产运行,建成了3套1000标方/小时碱性电解槽和1套质子交换膜的制氢站,年产氢能力达2100吨。
跟中石化库车项目所产氢气输往塔河炼化一样,中石油玉门项目所制氢气输往玉门油田炼化总厂;另外通过管道运输,供应周边老市区化工园区和东镇建化园区,替代灰氢。
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青骐骥电解槽数据:拿了个第一
青骐骥2025年为中石油玉门油田提供了2台1000Nm3/h碱性电解槽,与2024年投运的2台设备共同构成了一套完整的“4对1”大型电解水制氢系统。
青骐骥4台电解槽
根据青骐骥披露的数据,新增的2台青骐骥电解槽性能得到了进一步的提升,能耗指标及负荷调节范围均实现重大突破:
在4000 A/m²高电流密度工况下,直流能耗低至 3.99 kWh/Nm³H₂;
在 2500 A/m³电流密度工况下,直流能耗降至3.82kWh/Nm³H₂。
这一数据,与2024年投运的电解槽在同等运行条件下相比分别下降0.14kWh/Nm3H2,0.1kWh/Nm3H2,直流能耗下降比率约为2.6%~3.4%。
青骐骥邀请国际第三方权威认证机构法国必维公司及业主,共同见证了这一实测数据——这是见诸公开报道的为数不多的电解槽实测数据。
根据香橙会氢能数据库的数据,我国3000A/m³电密的电解槽,满负荷运行条件下能耗一般在4.5 kWh/Nm³H₂左右。而且有个不好的现象是,项目实际运行下来,电解槽衰减特别快——有些厂家交付电解槽能耗在4.4kWh/Nm³H₂,用了一年能耗升至5.1kWh/Nm³H₂左右。
在中石油玉门项目中,青骐骥电解槽持续稳定运行超3500小时,电解槽衰减率低于0.1%/1000h。这是目前公开报道的连续运行的工业化项目中综合指标最优的数据。
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为什么是青骐骥?
这源于青骐骥持续创新的自研实力。
我国碱性电解槽技术大多源于“老三家”,青骐骥则是自成一派。
青骐骥成立于2019年,创始人闫巍在上海交通大学本硕7年后赴美国俄亥俄大学攻读氢能催化剂方向博士,于2013年获得世界电化学会(ECS)评出的“年度学生成就奖”(世界级),成为20年以来第二个获此奖的中国人。
回国后闫巍受邀加入华能集团担任华能清能院制氢与环保技术研究所首任所长,2019年正式创立青骐骥。在制氢领域已经有六年长跑。
青骐骥在非贵金属镍基催化剂研发、优化双极板流道设计和生产工艺、精进电解槽本体结构等方面有自己独特的理解。
青骐骥中石油玉门油田电解槽
在电极催化剂的研发方面,闫巍给青骐骥提出了高稳定性、低成本、高性能的目标要求。
“稳定性最重要,催化剂在电解槽中跑一年,最低要求就是催化剂不要脱落,不要让能耗一年上升10%,甚至15%,这对于甲方项目经济性挑战是非常大的。”闫巍表示。
青骐骥催化剂研发是从材料组合、工艺组合和应用组合三个维度把催化剂做精。搭建了实验室小型测试平台和中大型及MW级测试平台。目前,青骐骥电极催化剂生产工厂已建成一期包括热喷涂、焙烧、电镀产线,年产能6万片,可满足100套1000m3/h电解槽的需求,后续二期生产线建成计划向市场推广催化剂产品。
在双极板制备中,青骐骥采用复合镀工艺,在成熟度和性能上优于市场常见的电镀工艺,经过长周期,波动性电源条件下电化学测试,复合镀极板镀层蓝点率(孔隙率)为零,无剥离、鼓泡,该工艺同样获得了法国必维公司见证报告。目前青骐骥已经建成复合镀生产线和机械加工生产线,年产能10万片,可满足300套1000m3/h电解槽的需求。
此外,随着电解槽越来越大,波动性电流导致氢氧快速转化,青骐骥着重解决提高电解槽综合表现,通过电解槽结构优化,构建均匀流场模型,仿真分析,提高电解槽传质效率。
目前青骐骥电解槽南北两个基地具备2GW产能,在碱性电解槽企业中青骐骥已经是产业链最齐全最完整的企业,核心材料自给率达到68%。
“我们把这些技术和体会运用到电解槽中,取得了不少的成绩。”青骐骥创始人闫巍自信地表示。
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