隨著全球對清潔能源和可持續(xù)發(fā)展理念的日益重視,氫能迎來高速發(fā)展階段。中國氫能聯(lián)盟預測,到2025年,中國氫能產業(yè)產值將達1萬億元,2026年至2035年產值將達到5萬億元。
近日,《每日經濟新聞》記者實地探訪了上海電氣子公司上海氫器時代科技有限公司(以下簡稱氫器時代),了解當前氫能產業(yè)的發(fā)展狀況、成本問題及下游拓展情況等。
技術研發(fā)、智能化制造、多功能測試平臺、綠氫制儲用一體化示范項目,全產業(yè)鏈智能化發(fā)展為氫能制造帶來高效、綠色、多功能的產研發(fā)展路徑。
氫器時代總工程師吳亮表示,新質生產力需要以創(chuàng)新為主導,與傳統(tǒng)的生產力有著明顯差異。今年以來,氫能的發(fā)展迎來了大利好。年初,政府工作報告首次明確提及“氫能”,將氫能視作培育新興產業(yè)的重要方向。11月,《中華人民共和國能源法》正式通過,氫能被納入能源管理體系。
“氫能本身是典型的新質生產力的代表,涉及新材料的研發(fā)、新結構、新設計,本身也是一種新的能源方式。”吳亮稱。
綠氫替代灰氫處于應用示范階段
步入上海鍋爐廠“零碳未來”裝備試驗及示范中心,“零碳未來”的標語映入眼簾。在氫器時代的現(xiàn)代化車間內,一條條機械臂在明亮的燈光下持續(xù)而高效地運作著,每一個動作都精確無誤,展現(xiàn)出工業(yè)自動化的高效。四周的墻壁上,巨大的顯示屏實時更新著生產數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面,顯示著每一條生產線的運行狀態(tài)。
工人們穿著統(tǒng)一的工作服,戴著安全帽和護目鏡,在控制臺前監(jiān)控機械臂的工作,必要時通過觸摸屏輸入指令,調整生產參數(shù)。整個車間幾乎不需要人工干預,只有偶爾的維護和檢查工作需要工人親自操作。
據(jù)介紹,此前極框、氣體擴散層、電極、墊片等材料的組合需要人工手動搬取完成,但目前,通過機械臂就能實現(xiàn)自動抓取和定位。不僅定位更加精準,能夠減小誤差,效率也得到了很大提升,垂直度、偏移度還支持在線檢測。
吳亮介紹,原本工人們主要從事體力勞動,通過機械臂代替人工后,體力勞動就變成了監(jiān)督化的流程。這種自動化工作過程不僅提高了生產效率,降低了成本,還極大地減少了人為錯誤,保證了產品質量的一致性和可靠性。
氫能的能量密度高、儲存方式簡單,是大規(guī)模、長周期儲能的理想選擇,為可再生能源規(guī)?;{提供了解決方案,隨著氫能利用技術逐漸成熟,氫能-熱能-電能將實現(xiàn)靈活轉化、耦合發(fā)展。
“制、儲、加、用。”通常氫能產業(yè)鏈被分為這四個環(huán)節(jié),吳亮介紹,氫能不屬于一次能源,更多的是在風電、光伏等綠電消耗不掉時,作為一種長時、有效的儲能。與傳統(tǒng)能源相比,氫能具有綠色低碳的特性。目前下游一些重碳的行業(yè),如化工、水泥、交通、鋼鐵等行業(yè),也都會用到氫,但之前都是使用灰氫,碳排放量非常高。現(xiàn)在,行業(yè)使用綠氫替代灰氫,進行深度脫碳。不過,由于成本問題,目前替代率還不高,仍處于應用示范階段。
有效提升產品一致性、安全性
氫器時代的氫能研發(fā)中心是氫能各項技術系統(tǒng)研發(fā)、測試的主要平臺,其中包括電解水技術研發(fā)中心、核心零部件研發(fā)中心、先進膜材料研發(fā)中心、電解槽綜合測試及認證中心。
測試實驗室內,多臺精密機器設備正同步、高效地運作著,對單電池的性能進行細致測試。電解水的核心設備是電解槽,導管的陽極正在輸出電解后的氧氣,而陰極則在持續(xù)不斷地產生氫氣。這一過程不僅展示了電解水制氫的基本原理,也是對設備性能的一次全面檢驗。
在這些忙碌的機器邊,顯示屏上的數(shù)據(jù)不斷刷新,儀器正實時監(jiān)控并記錄著氫氣的純度、電流和電壓的穩(wěn)定性等關鍵參數(shù)。這些數(shù)據(jù)對于評估電解過程的效率至關重要,通過對這些數(shù)據(jù)的精確控制和分析,研究人員能夠及時調整參數(shù),優(yōu)化電解效率,提高氫氣產量。研發(fā)完成后,單電池將經受數(shù)千小時的連續(xù)運行測試,確保其在長期運行中的性能穩(wěn)定性和可靠性。
到了中試平臺,實驗室產品經過放大,將面臨更加復雜和多變的工況和檢測。最終,產品將在全尺寸平臺上接受最后的測試,確保其在實際應用中的可靠性和耐用性。這一多環(huán)節(jié)檢測流程不僅確保了產品的可靠性,而且通過在不同階段的優(yōu)化和調整,有效節(jié)約了成本,提高了研發(fā)到生產的轉化效率。
“綠電先變成綠氫,綠氫再給下游進行利用,它(指氫能)是一個很好的橋梁。”吳亮表示。
目前制氫也面臨一些難題。吳亮表示,從技術角度而言,由于氫氣有多種不同的制備路徑,在很多環(huán)節(jié)上,尤其是在大規(guī)模技術應用的成熟度上還有待進一步提高。
原標題:從綠電到綠氫,氫能如何成為“橋梁”? 記者實探氫器時代