風光波動電源下,電解槽性能到底怎么樣,一般企業(yè)都不愿意多說,青騏驥科技(集團)有限公司(以下簡稱“青騏驥”)是個特例。
在中石油玉門油田可再生能源示范項目上,青騏驥又披露了一波數(shù)據(jù)。
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“兩桶油”不同的制氫示范路線
7月2日,中石油玉門油田可再生能源制氫示范項目取得重大進展:成功完成4臺堿性電解槽的聯(lián)合調(diào)試并投入穩(wěn)定運行,標志著該項目全面進入產(chǎn)氫階段。
中石油玉門油田可再生能源制氫示范項目
中石油玉門油田項目跟中石化新疆庫車項目類似,都是“兩桶油”的可再生能源制氫示范項目。只是兩個項目的策略似乎不一樣。
中石化庫車項目,采用的是高舉高打模式,一次性采購了52家電解槽,分別從行業(yè)頭部三家公司派瑞氫能、隆基氫能和考克利爾競立采購,規(guī)劃制氫規(guī)模2萬噸/年。
中石油玉門油田項目采取的是小步快走方式,采購的全部是青騏驥的電解槽。
玉門油田可再生能源制氫示范項目于2023年8月8日開工建設(shè),2024年3月份一期投產(chǎn)運行,建成了3套1000標方/小時堿性電解槽和1套質(zhì)子交換膜的制氫站,年產(chǎn)氫能力達2100噸。
跟中石化庫車項目所產(chǎn)氫氣輸往塔河煉化一樣,中石油玉門項目所制氫氣輸往玉門油田煉化總廠;另外通過管道運輸,供應(yīng)周邊老市區(qū)化工園區(qū)和東鎮(zhèn)建化園區(qū),替代灰氫。
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青騏驥電解槽數(shù)據(jù):拿了個第一
青騏驥2025年為中石油玉門油田提供了2臺1000Nm3/h堿性電解槽,與2024年投運的2臺設(shè)備共同構(gòu)成了一套完整的“4對1”大型電解水制氫系統(tǒng)。
青騏驥4臺電解槽
根據(jù)青騏驥披露的數(shù)據(jù),新增的2臺青騏驥電解槽性能得到了進一步的提升,能耗指標及負荷調(diào)節(jié)范圍均實現(xiàn)重大突破:
在4000 A/m2高電流密度工況下,直流能耗低至 3.99 kWh/Nm3H?;
在 2500 A/m3電流密度工況下,直流能耗降至3.82kWh/Nm3H?。
這一數(shù)據(jù),與2024年投運的電解槽在同等運行條件下相比分別下降0.14kWh/Nm3H2,0.1kWh/Nm3H2,直流能耗下降比率約為2.6%~3.4%。
青騏驥邀請國際第三方權(quán)威認證機構(gòu)法國必維公司及業(yè)主,共同見證了這一實測數(shù)據(jù)——這是見諸公開報道的為數(shù)不多的電解槽實測數(shù)據(jù)。
根據(jù)香橙會氫能數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù),我國3000A/m3電密的電解槽,滿負荷運行條件下能耗一般在4.5 kWh/Nm3H?左右。而且有個不好的現(xiàn)象是,項目實際運行下來,電解槽衰減特別快——有些廠家交付電解槽能耗在4.4kWh/Nm3H?,用了一年能耗升至5.1kWh/Nm3H?左右。
在中石油玉門項目中,青騏驥電解槽持續(xù)穩(wěn)定運行超3500小時,電解槽衰減率低于0.1%/1000h。這是目前公開報道的連續(xù)運行的工業(yè)化項目中綜合指標最優(yōu)的數(shù)據(jù)。
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為什么是青騏驥?
這源于青騏驥持續(xù)創(chuàng)新的自研實力。
我國堿性電解槽技術(shù)大多源于“老三家”,青騏驥則是自成一派。
青騏驥成立于2019年,創(chuàng)始人閆巍在上海交通大學(xué)本碩7年后赴美國俄亥俄大學(xué)攻讀氫能催化劑方向博士,于2013年獲得世界電化學(xué)會(ECS)評出的“年度學(xué)生成就獎”(世界級),成為20年以來第二個獲此獎的中國人。
回國后閆巍受邀加入華能集團擔任華能清能院制氫與環(huán)保技術(shù)研究所首任所長,2019年正式創(chuàng)立青騏驥。在制氫領(lǐng)域已經(jīng)有六年長跑。
青騏驥在非貴金屬鎳基催化劑研發(fā)、優(yōu)化雙極板流道設(shè)計和生產(chǎn)工藝、精進電解槽本體結(jié)構(gòu)等方面有自己獨特的理解。
青騏驥中石油玉門油田電解槽
在電極催化劑的研發(fā)方面,閆巍給青騏驥提出了高穩(wěn)定性、低成本、高性能的目標要求。
“穩(wěn)定性最重要,催化劑在電解槽中跑一年,最低要求就是催化劑不要脫落,不要讓能耗一年上升10%,甚至15%,這對于甲方項目經(jīng)濟性挑戰(zhàn)是非常大的。”閆巍表示。
青騏驥催化劑研發(fā)是從材料組合、工藝組合和應(yīng)用組合三個維度把催化劑做精。搭建了實驗室小型測試平臺和中大型及MW級測試平臺。目前,青騏驥電極催化劑生產(chǎn)工廠已建成一期包括熱噴涂、焙燒、電鍍產(chǎn)線,年產(chǎn)能6萬片,可滿足100套1000m3/h電解槽的需求,后續(xù)二期生產(chǎn)線建成計劃向市場推廣催化劑產(chǎn)品。
在雙極板制備中,青騏驥采用復(fù)合鍍工藝,在成熟度和性能上優(yōu)于市場常見的電鍍工藝,經(jīng)過長周期,波動性電源條件下電化學(xué)測試,復(fù)合鍍極板鍍層藍點率(孔隙率)為零,無剝離、鼓泡,該工藝同樣獲得了法國必維公司見證報告。目前青騏驥已經(jīng)建成復(fù)合鍍生產(chǎn)線和機械加工生產(chǎn)線,年產(chǎn)能10萬片,可滿足300套1000m3/h電解槽的需求。
此外,隨著電解槽越來越大,波動性電流導(dǎo)致氫氧快速轉(zhuǎn)化,青騏驥著重解決提高電解槽綜合表現(xiàn),通過電解槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化,構(gòu)建均勻流場模型,仿真分析,提高電解槽傳質(zhì)效率。
目前青騏驥電解槽南北兩個基地具備2GW產(chǎn)能,在堿性電解槽企業(yè)中青騏驥已經(jīng)是產(chǎn)業(yè)鏈最齊全最完整的企業(yè),核心材料自給率達到68%。
“我們把這些技術(shù)和體會運用到電解槽中,取得了不少的成績。”青騏驥創(chuàng)始人閆巍自信地表示。
香橙會研究院以推動氫能商業(yè)化為使命,是中國最早從事氫燃料電池行業(yè)研究的專業(yè)機構(gòu)。經(jīng)過多年積累,發(fā)展出了香橙會氫能數(shù)據(jù)庫。以數(shù)據(jù)庫為依托,提供氫能數(shù)據(jù)、媒體、智庫、投行、論壇、展會服務(wù)。
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