3.98kWh/Nm³！海德氢能“氢舟”刷新行业制氢性能新高度

2023-07-09 09:03:21 来源：中国能源报

氢能产业发展的第一步是实现制氢技术的成熟应用，全新的绿氢需求场景正在呼唤电解制氢设备变革新生。海德氢能自成立之初，即致力于为客户提供基于绿氢场景下的氢能解决方案。2022年8月，海德氢能推出了颠覆行业的标准化带压碱性电解制氢系统“氢舟”。基于“绿电+绿氢”能源模式特性，“氢舟”以其出色的产品和技术革新，适配绿氢行业新场景。

制氢效率行业领先

【资料图】

根据中国科学院院士、海德氢能首席科学家欧阳明高院士披露的数据，“氢舟”系统的产氢效率和绿电适应性等关键指标均远高于目前行业平均水平，为行业的蓬勃发展注入“强心剂”。

电解水制氢系统拥有两大核心指标：制氢效率和绿电适应性。在制氢效率方面，“氢舟”直接将整个行业的制氢效率提升到了新的高度。

具体来看，氢舟实现了3.98kWh/Nm³的实测电耗，制氢效率可达80%以上。若绿电价格在一度电两毛钱，氢舟制绿氢的成本与灰氢在同一水平。从综合水平来看，氢舟的额定直流电耗在4.0-4.3kWh/Nm³范围内，也远低于4.3-4.8kWh/Nm³的行业平均指标。

“氢舟”的极低电耗为电解水制氢的商业化进程按下了快捷键，有望引领整个制氢行业的发展。

风力和光伏发电的不稳定性需要制氢系统能够拥有高电堆动态性能，以及系统级的控制能力，从而有效跟踪绿电的出力变化。因此，绿电适应性也是电解水制氢系统满足客户多样化需求、实现大规模应用的关键。在绿电适应性方面，“氢舟”大幅超过行业水平。

动态性能方面，“氢舟”实测性能实现20-110%的负荷范围，较行业内平均水平范围更宽，系统加/减负荷速率可达5%/s，较行业平均水平有明显提升，具备更强的绿电适应性。

成为“超级制氢系统”

“氢舟”能够突破传统电解技术路线面临的性能瓶颈，是海德氢能通过正向研发设计，推出新一代方形插片式带压碱性电堆，从系统层面上进行创新优化的先进性能结果。落实到产品上，海德氢能在标准化单片、电堆和系统控制等三个重要模块的共同发力，首创插片式带压电解制氢系统，最终铸就了“超级制氢系统”氢舟。

标准化单片层面，在单片有效反应面积趋于增大的行业趋势下，单片内的多物理场一致性是提升制氢效率的关键。海德氢能使用了30多种隔膜与电极做匹配组合，并对测试结果的各类过电势进行拆解分析，经过10000+小时的优化设计与运行验证，终于找到了目前主流商业化隔膜与电极的最优组合，并开发出了方形标准化云帆单片。

“相比传统的圆形电解单片，方形标准化云帆单片可以在单片层面提升多物理场的均匀性和一致性，电解反应更加均匀高效。” 海德氢能副总经理胡骏明博士在上海举办的氢能与燃料电池大会（FCVC）论坛上如此解说。

插片式设计的电堆层面，基于标准化的方形制氢单片，“氢舟”通过更加先进的整堆成组工艺，实现了带压电解槽的近零极距和超过300多个制氢单片的整堆一致性，抑制了寄生电流，最大限度地还原实验室可实现的极高制氢效率。此外，海德氢能的插片式结构带压电堆设计，可以在12小时内便实现对单片的原地更换，大大降低了运维成本这一项隐性支出。因此，这种电堆技术架构不仅大幅提高了制氢效率，还有效降低了后期的运维成本，实现了“一箭双雕”。

系统控制层面，基于“氢舟”产品插片式的设计，海德氢能集成了自主研发的智能单片巡检技术。该技术可以实现每个单片性能的实时性能监控和优化反馈，实现制氢过程中每个单片的实时监测与状态管理。

面向绿电制氢工况，海德氢能还引入了先进的智能传感和控制技术，实现快速变负载工况下的温度稳定和压力稳定，在保障制氢系统安全性的同时，实时优化工作参数，提升绿电制氢综合效率。

基于业内领先的制氢效率和绿电适应性，海德氢能构建起了完善的产品线和服务体系。氢舟可提供250KW-2.5MW一体化集装箱、250KW-5MW单个可拓展电堆、20MW多并一集成系统等三种规格的制氢产品，覆盖分布式电站和中大型集中式电站客户的需求，并具备制氢系统研发、测试、生产、运维的全体系能力。

展望未来，氢能的国内外发展前景广阔。海德氢能CEO姚昌晟博士说：“不论对于我们还是友商，都渴望开放合作，一起把行业建设好。”因此，海德氢能将秉持“绿色发展、利他为善、以人为本”的可持续发展理念，继续不断优化产品，坚持为行业和客户提供安全、高效、智能的绿氢解决方案。

目前，海德氢能已在南京设立研发中心和制造基地，在鄂尔多斯设立中试基地，在北京和德国分别设立办公室和代理处。

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