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电解水制氢设备企业的前世今生

日期:2022-10-19    来源:电化学动态公众号

国际氢能网

2022
10/19
13:41
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关键词: 电解水制氢设备 制氢技术 绿氢

绿氢备受关注

电解水制氢由于整个过程几乎不存在碳排放,因而被认为是未来最为理想的制氢方式。据统计,在2020年,全球电解水设备也不过90MW的装机规模,2021年中国电解水制氢设备出货量超过350MW,2022年中国主要电解水设备厂商已披露产能合计约6.5GW。谁能想到,一个曾经默默无闻的行业近两年突然变得炙手可热,电解槽作为电解水制氢系统的核心,一个220多年的产品正在成为新能源革命的新焦点。

根据电解质的不同,电解水制氢可分为碱性电解水制氢(AWE)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、高温固体氧化物电解水制氢(SOEC)和固体聚合物阴离子交换膜电解水制氢(AEM),其中,碱性电解水制氢(AWE)和质子交换膜电解水制氢(PEM)已经实现商业化。

电解水设备厂商

AWE:挪威NEL、中船718所(派瑞氢能)、苏州考克利尔竞立、天津大陆制氢、中电丰业、隆基氢能、阳光电源、凯豪达氢能源等;

PEM:挪威NEL、美国康明斯Cummins、德国西门子能源、美国Plug Power、中船718所、山东赛克赛斯氢能、淳华氢能等。

国外企业的前世今生

1、挪威Nel公司研发碱性电解水制氢技术已超过90年,出于公司对PEM电解槽未来需求的强劲预期,其于2017年收购Proton Onsite公司,扩展PEM电解槽业务,为市场提供所有规格的AWE和PEM电解槽。该公司氢电解槽(AWE和PEM)业务主要由NEL ASA旗下的NEL Hydrogen Electrolyser负责开展,不断兼并重组的NEL目前已经成为全球最大的电解槽制造商。

2、美国Cummins公司是全球内燃机巨头,于2019年收购加拿大Hydrogenics(水吉能)公司81%的股权,扩展PEM电解槽业务,其隶属于康明斯的New Power(新能源业务)板块;康明斯的电解槽产品中,AWE电解槽的产氢量较小,主要用于电厂里面发电机用氢;1MW的项目以上都采用PEM电解槽,主要客户包括商业气体公司(法液空、林德),以及需要高纯度氢气的工业终端用户(壳牌石油)。

3、德国西门子能源公司,2020年9月,西门子能源从西门子公司分拆上市,电解槽产品即归属于西门子能源下Gas and Power中的新能源业务,目前属于初创性质;2022年4月,西门子能源公告将在柏林启动电解水制氢设备的规模化生产,拟建设的电解水制氢设备生产线投入约3000万元,将于2023年投产,初始产能1GW。

4、美国Plug Power公司,于2020年收购Giner ELX公司,主攻PEM电解槽业务。

可见,国际主流的电解水设备厂商近年来均加码电解水制氢技术,对绿氢发展持乐观态度。

国内企业的前世今生

国内的电解水设备厂商分为两类,一类是传统设备生产厂商,深耕电解水领域多年,如中船718所、苏州考克利尔竞立、天津大陆制氢、山东赛克赛斯氢能、北京中电丰业、凯豪达、淳华氢能等,除赛克赛斯和淳华氢能外,其他企业的技术路线均以碱性电解槽为主;另一类是隆基股份、阳光电源等新能源企业,跨界布局绿氢产业。

1、“718”裂变——中船718所、苏州竞立、天津大陆

国内各电解水设备厂商的前世今生,还要从“718裂变”说起。

90年代初期,各阶层对中国的市场经济出现了较大的分歧,身处军工企业的718所也不例外,所里电解槽业务的红火同样遭遇了分歧,有人质疑科研院所的定位,此时,正值邓小平南巡,718副总工程师许俊明坚定走市场化路线,就在1992年的7月18日带领18个中国电解槽工程师南下苏州,在当时的地方官员张碧航(现在竞立的董事长)支持下成立了苏州苏氢设备公司,后来改为苏州竞立。1994年,因为从北方到苏州的一些工程师不适应苏州的气候环境和文化环境,苏氢一分为二,一部分人留在了苏州,而另一部分人则跟随许俊明返回北方,落地天津,成立天津市大陆制氢设备有限公司。

至此,由718所的18个工程师南下造成的“718大裂变”,就形成了我国碱性电解槽行业三足鼎立的格局,即:在我国电解槽行业的前期,中船718所、苏州竞立、天津大陆三分天下。不过,这并不是最终的结局,实际上,这个源自718所的裂变还在不断演变,718所于2008年成立了派瑞氢能科技有限公司,从目前的电解水制氢设备企业来看,中电丰业、隆基股份、凯豪达都有来自718、苏州竞立和天津大陆的工程师。

2、苏州考克利尔竞立公司:2018年苏州竞立和比利时John Cockerill集团合资成立苏州考克利尔竞立公司,深耕碱性电解槽领域,处于国际领先地位,国内大型电解水制氢项目也都有考克利尔竞立的身影,如中石化新疆库车绿氢示范项目(规模240MW),宝丰能源“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目(规模150MW)”等。

3、中电丰业的创始人王德军是海军出身,曾在军队做设备翻译,从部队退役后从事国外电解槽的代理,2018年引进股东山东潍焦创新投资管理有限公司,并在潍坊成立生产基地——山东海氢能源科技有限公司。

4、山东赛克赛斯氢能的历史要追溯于1988年,济南市化工院的刘青蓝教授自1988年开始研究PEM电解水技术,并在济南设立了公司探索产业化,不过,直到刘教授夫妇到退休年龄他们经营的PEM电解设备也没有盈利。2007年在地方政府的推荐下,当地医药器械公司赛克赛斯接手该项技术,最终将PEM制氢走向了市场化,目前已经实现了兆瓦级PEM电解槽开机运行。

5、隆基氢能:2021年3月,光伏行业的龙头隆基股份成立隆基氢能子公司,布局绿氢产业,该公司定位是为绿电制取绿氢提供大型的电解水制氢设备,主攻AWE电解槽,并于2022年4月与718所、考克利尔竞立共同中标中石化新疆库车绿氢示范项目。

6、阳光氢能,2021年6月,光伏企业阳光电源设立全资子公司阳光氢能,布局绿氢产业,该公司在“光伏发电+电解水制氢”耦合的系统集成、BOP管理等方面处于领先地位,2022年4月阳光氢能与正能集团合作打造鄂尔多斯首个氢能源制储一体化项目,为该项目提供制氢电源、制氢装置、智能氢能管理系统整体解决方案。

可见,国内除老牌电解水制备厂商外,各大新能源企业也跑步入场,加速布局,实现“绿电+绿氢”的新能源模式。




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