在全球能源结构向绿色低碳转型的浪潮中,氢能被誉为21世纪的终极能源,正成为各国竞相布局的战略高地。在中国“双碳”目标引领下,氢能产业的发展更是按下了快进键,成为实现能源体系变革和保障国家能源安全的重要路径。
近日,中国能源领域的巨擘——中国华能集团有限公司(简称中国华能)宣布了一项重大技术突破。其自主研发的首套阴离子交换膜(AEM)电解水制氢系统,已成功完成72小时连续满负荷试运行,并首次在国内实现了发电机氢冷场景的工程化应用,标志着我国在新一代制氢技术领域取得了标志性进展。
01 技术革新:解锁下一代绿色制氢密码
此次华能取得突破的AEM电解水制氢技术,被行业普遍视为兼具传统碱性电解的低成本与质子交换膜(PEM)电解高效率双重优势的前沿技术路线。AEM技术的核心优势在于,它能够在不使用铂、铱等贵金属催化剂的条件下实现高效电解,从而为大规模降低绿氢生产成本提供了可能,是解决行业成本瓶颈的关键方向之一。
该套由华能伊敏煤电公司与华能清能院联合研发的系统,展现了卓越的性能指标。在5000安培/平方米的典型工况下,其制氢电耗仅为3.97千瓦时/标准立方米。这一数据相较于传统技术,降幅超过了10%,意味着能源利用效率的显著提升和运营成本的大幅降低。
更为重要的是,这次成功投运标志着华能已全面掌握从“材料-部件-电堆-系统”的全链条核心技术体系。通过攻克膜电极多尺度结构调控、电解槽精密设计与装配等一系列关键技术,华能有力地推动了新一代制氢技术在关键材料、核心部件等方面的自主化进程,为解决“卡脖子”问题提供了华能方案。
02 自主可控:国产“大脑”赋能智慧氢能
本次项目的另一大亮点,是首次将全国产化的“睿渥”可编程逻辑控制器(PLC)成功应用于电解水制氢系统中。PLC作为工业自动化控制的“神经中枢”,其国产化应用的意义非同凡响。它意味着我国在能源这一关键基础设施领域的核心控制系统,实现了完全的自主可控。
“睿渥”PLC的应用,极大地增强了该制氢系统的集成度与动态响应能力。系统可在5%至125%的宽功率范围内实现连续动态调节,这一特性至关重要。它使得制氢系统能够更好地适应风能、太阳能等可再生能源发电的波动性,实现与绿色电力的无缝衔接,是生产“绿氢”的理想搭档。
从一颗芯片到一套控制软件,再到一个完整的工业控制系统,“睿渥”PLC的成功应用是中国华能在高端装备制造领域厚积薄发的体现。这不仅保障了制氢系统的运行安全,更从根本上提升了我国氢能产业链的韧性与安全水平,将发展的主动权牢牢掌握在自己手中。
03 场景突破:传统能源基地的绿色蝶变
此次AEM制氢系统的应用场景也极具开创性——用于伊敏电厂的发电机氢冷系统。大型发电机组通常采用氢气作为冷却介质,因其具有极高的导热性和低密度,能有效提升发电效率并确保设备安全。现场制氢供氢,为这一传统应用场景提供了更为绿色、经济和可靠的氢源保障方案。
这个始于2024年7月的项目,依托华能伊敏煤电公司进行应用验证,本身就极具象征意义。伊敏煤电作为全国首家煤电一体化企业,正积极向绿色低碳转型。通过部署光伏、无人驾驶矿卡和如今的AEM制氢系统,这座传统的能源基地正焕发出新的生机,成为能源与生态共赢的典范。
将最前沿的绿氢科技应用于传统电力场景,不仅是技术的验证,更是一种模式的探索。它展示了如何利用新技术赋能传统产业,实现存量资产的绿色升级和价值再造,为我国众多传统能源企业的转型之路提供了宝贵的实践经验。
总结而言,中国华能自主研发的AEM电解水制氢系统的成功投运,是中国在氢能领域一次意义重大的“亮剑”。它不仅在核心技术上实现了自主可控,在性能指标上达到了国际先进水平,更在应用场景上实现了创新突破。这一成就将有力推动我国绿氢产业的降本增效,加速氢能在交通、工业、储能等领域的多元化应用,为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,最终实现“双碳”宏伟目标注入强劲动力。
