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中船重工七一八所氢能技术

日期: 2018-11-26
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目前氢能技术是氢燃料电池行业发展短板,资源深厚的国有企业的大力投入将有助力带动氢能技术的早日突破,中国船舶重工集团(下称“中船重工”)718所正扮演着先锋角色。

近日,以“协同发展推动能源革命”为主题的第一届中国•张家口氢能与可再生能源论坛在张家口顺利举办。在本次论坛上,中船重工七一八所所长李俊华介绍了中船重工的整体情况、718所的氢能技术及成果,同时对可再生能源制氢的发展提出了几条建议。

李俊华介绍,中船重工是国家从事海洋武器装备的主体力量和核心骨干,船舶本身运用到多种动力形式,包括核动力、蒸汽动力、柴油动力、化学动力、电传动等等,和很多工业门类有相同、相融、相通之处,同时船舶本身也存在着节能减排相关的需要。

“从船舶行业角度来看,本身就应该去把氢能作为重要的应用方向。运用技术的相通、相融性,中船重工技术可以拓展到其他领域,共同促进整个氢能产业的发展。”李俊华表示。

位于邯郸的中船重工七一八所隶属于中船重工集团,创立于1966年,至今已有52个年头。彼时设立的初衷是为了解决国家战略性武器水下的供氧问题。

对于七一八所而言,水电解制氢是一个纯粹的融合的技术,发展氢能是顺势而为。

目前在电解水制氢领域,七一八所已建成中国最大的电解水制氢设备生产基地。除此之外,其还具备甲醇制氢和富氢尾气提氢的基础,产氢量都很大,纯度超过了五个9。

在加氢站领域,七一八所还从事加氢站的设计和建设,包括固定式加氢站,比如供应核心设备协助宇通佛山加氢站的建设;提供移动和撬装加氢站装置,大中型加氢设备加注压力35兆帕,加注能力200—1000公斤/天;去年10月份与中车唐山合作的世界首列燃料电池轨道机车的研制项目,开展了商业化的示范应用。

在车载氢系统领域,七一八所从事了车载氢系统相关设计、系统研制、装备提供工作,成为国内燃料电车领域车辆高压车载系统的供应商。

“七一八所当初是因氢气或者因氧气而生,我们最熟悉、最了解的就是氢气和氧气,当时的目的就是为了解决特殊平台的水下的环境控制问题,所以经过50多年的持续发展,我们在这个领域积累了相关的一些技术、产品及工程经验,特别是对安全性的理解、对产品可靠性的理解。”李俊华说。

值得一提的是,除了七一八所在氢能领域有一些相关的能力以外,中船重工集团有28个像七一八所这样的科研院所,每个科研院所的人员规模均在2000人左右,也有很多在氢能领域开展基础工作,包括在南京的七二四所、洛阳的七二五所、武汉的七一二研究所等。整个集团在氢能领域的科研力量绝对非同一般。

在会议上,李俊华还透露,今年上半年弃水量38.1亿千瓦,弃风量182亿千瓦,弃光量30亿千瓦,这些数据都表明可再生能源制氢存在巨大潜力。

从技术来看,消纳可再生能源电力没有太大的困难和障碍,而是主要存在以下四个问题:

第一,缺乏支持性电价政策。比如今年6月份广东推行采用谷电制氢,电价最高限定每度电0.26元,即使这样,电解水制氢的综合成本依然达到2.4元,没有价格优势。张家口政府打通四个单位的结点,把电价能够降到每度0.15元左右,这是了不起的创举。

第二,地域性的问题。风电、光电、水电大部分都在西南地区,这些地方开展高效低成本的制氢技术以后,氢气运输、储备存在问题。

第三,从电解水设备而言,本身相对造价比其他制氢方式高。同等规模的制氢系统,是同等规模天然气制氢的1.5倍。

第四,大规模的电解水制氢还缺乏规模化应用。目前单台最大规模达到5千立方/小时,但还属于示范阶段,所以规范化的示范项目还需要验证。

七一八所在可再生能源制氢方面做了以下工作:

第一,参与了863的风电耦合储氢燃料电池发电微网系统的研发和示范。在这个项目里,七一八所主要是负责功率波动对电解水制氢的影响及其他方面;第二,参与河北沽源的风电制氢综合利用示范项目,主要负责技术支持和储氢系统的工作;第三,亿华通控股公司海珀尔在张家口的可再生能源制氢项目,七一八所提供了2000立方/小时的电解水制氢设备。

综合来看,制约电解水制氢和可再生能源制氢的两大关键因素是电价和设备。

“设备供应商本身要不断加强技术创新和研发。近两年来,七一八所在这方面做了大量的工作。”李俊华说,对于碱水电解技术及纯水电解技术,我们都提出了相关研发的技术目标,这个目标最晚明年上半年会实现。

李俊华补充说道:“一旦目标实现,整个系统的造价会降低超20%,能耗降低超5%。届时从经济性的测算来看,可能很多项目就具备自我经济运行价值和能力。”


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