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。
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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。
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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。
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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,
绿氢制取、氢燃料电池、
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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