国内首台套!华电德令哈兆瓦级PEM电解水制氢装置实现商运
文章来源:中国华电、全球氢能
4月6日,华电德令哈PEM电解水制氢示范工程72小时连续试运行圆满成功,标志着国内首台套单堆兆瓦级PEM电解水制氢装置实现商运,解决了质子交换膜、气体扩散层等关键核心材料及装备国产化“卡脖子”问题,具有重大科技与产业示范意义。
据报道,华电德令哈PEM电解水制氢示范工程是国家重点科技项目的依托示范项目,由中国华电与中国科学院共同研发,中国华电自主生产制造、自主建设、自主运维。
图源中国华电
该项目为科技项目“高效可再生能源PEM电解水制氢装备开发”的工程示范与产业化项目,项目中开发的PEM电解水制氢系统、适应PEM电解水灵活性控制系统、多端口变换器在青海华电德令哈西出口示范基地一期100万千瓦光储氢项目中的得到了良好的示范应用,满足科技示范意义,推广前景广阔,为中国华电全力构建技术、产业、应用融合发展的氢能产业生态圈提供了良好的示范效应。
据悉,该项目试运行期间,整套装置运行稳定,技术指标优良,各工况下产氢出力稳定,成品氢气纯度稳定超过99.999%,优于合同约定,各项运行指标达到“精品机组”优良标准。
项目进展
2021年8月,青海省海西州生态环境局发布青海华电德令哈西出口500万千瓦光氢储一体化示范基地一期100万千瓦光储及3兆瓦光伏制氢项目第一次公众参与信息公告。
2022年11月3日,青海省首个绿电制氢项目——“华电德令哈3MW光伏制氢项目”正式开工建设。
2023年1月,华电德令哈首批70万千瓦光伏项目在德令哈市西出口光伏光热产业园成功并网发电。该项目是华电青海公司在德令哈管理建设的100万千瓦光储氢首批并网项目。
6月底,青海德令哈100万千瓦光氢储项目全容量并网发电。
9月28日,随着华电德令哈1000MW光伏发电配套的PEM电解水制氢示范工程项目制出青海省第一方纯度99.999%的绿氢,标志着国家“揭榜挂帅”重大项目、青海省首个绿电制氢项目——华电德令哈PEM电解水制氢示范工程项目正式投产。
12月12日,华电“华瀚”—200型3.0兆帕单堆兆瓦级PEM电解槽在华电青海德令哈0.3万千瓦光伏发电PEM电解水制氢示范站实现商业化应用落地,标志着中国华电打通了PEM制氢设备在关键材料、核心部件、装置及系统集成方面的产品化通道。
2024年4月6日,华电德令哈PEM电解水制氢示范工程72小时连续试运行圆满成功,标志着国内首台套单堆兆瓦级PEM电解水制氢装置实现商运。
华电德令哈PEM电解水制氢示范工程项目是青海华电德令哈100万千瓦光储及3兆瓦光伏制氢示范项目的一部分,也是我国在高海拔地区制绿氢的首次尝试,利用青海省丰富的太阳能资源,进行“绿电+绿氢”的首次尝试,为风光大基地建设开拓新模式与新路径。
资料显示,华电德令哈3MW光伏制氢项目是我国在高海拔地区制绿氢的首次尝试,该项目总投资1.5亿元,光伏规模1000MW,设置3套200Nm³/h(标准立方米每小时)的PEM电解水制氢系统,年制氢能力153吨。项目依托青海省能源大基地布局,采用“光伏发电+弃电制氢”模式,通过光氢储一体化的技术路线和技术体系,利用青海省丰富的太阳能资源发电直接电解水制氢,大大降低了制氢成本,能有效推动氢能产业链延长、价值链提升,实现绿电、绿氢消纳。
图源中国华电
资料显示,中国华电集团有限公司(简称“华电集团”或者“中国华电”)是国家电力体制改革组建的五家国有独资发电企业集团之一(华能、大唐、华电、国家能源投资集团、国家电力投资集团,统称“五大电力”)。
近年来随着绿氢呼声日渐提高,各发电企业在开发新能源项目时,也在同步开展可再生能源制氢项目。涉足氢能,是华电集团努力落地“双碳”目标的重要一环,由此华电集团完成了国内第一个可再生能源制氢、大规模储能及氢能综合利用技术研究项目。
在制氢电解槽方面,华电“碱性+PEM”双线布局,已发布单体1200Nm³/h碱性电解槽,并与大连化物所合作研制出了3.0MPa单堆兆瓦级PEM电解水制氢装置。
在绿氢项目开发方面,除了华电青海德令哈3兆瓦光伏制氢项目,中国华电另还几个绿氢相关项目在加快建设中。
1、华电铁岭25兆瓦离网储能制氢一体化项目
2023年5月16日,辽宁华电铁岭25兆瓦离网储能制氢一体化项目在铁岭县新台子镇开工建设,项目总投资2.78亿元,预计可年产绿氢量1123吨。项目制氢部建设安装2台单机容量1000Nm³/h碱性电解装置,1台2000Nm³/h的氢气纯化装置,2台1500m³储氢罐,项目预计年产绿氢1230吨。加氢部分建设3台(2用1备)出口压力21MPa、额定流量1000Nm³/h 氢气压缩机,2 支20MPa双枪双计量加氢柱用于氢气加注外送。项目预计2024年投产。
2、华电达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目
2023年8月,华电达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目制氢站主体完成90%,该项目是内蒙古自治区首批大规模可再生能源制绿氢示范项目之一。项目制氢站位于包头市达茂旗巴润工业园区,距离风光电制氢站15km,包含11套1000Nm³/h碱性电解水制氢设备和1套1000Nm³/h质子交换膜PEM电解水制氢设备(5台200Nm³/h质子交换膜PEM电解水制氢设备并联组成)。
2024年3月,内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢示范工程顺利产氢并完成充装,氢气纯度超过 99.999%。该项目是华电集团首个投产的万方级绿氢示范项目,同时也是包头市首个投产的万方级绿氢示范项目,该项目采用的是华电重工开发并生产的碱性电解槽、PEM电解槽,由中国能建广东院勘察设计。
3、山东华电潍坊氢储能示范项目
2023年12月,山东华电潍坊氢储能示范项目公布水电解制氢系统设备采购中标人,北京中电丰业技术开发有限公司中标。项目系统容量为35兆瓦,规划建设5套产能1000Nm³/h 的电解水制氢设备,以及配套储氢、氢气充装设备、氢气出口纯度达到99.999%。其中包括4套充装柱,2套20兆帕储氢瓶组等。
4、华电孪井滩60万千瓦风光制氢一体化项目配套4.5万Nm³/h制氢项目
2024年1月27日,内蒙古华电孪井滩60万千瓦风光制氢一体化项目配套4.5万Nm³/h制氢项目获备案。项目单位为内蒙古华电孪井滩绿色能源有限公司,总投资101555万元,建设地点为内蒙古阿拉善孪井滩示范区工业园区,计划建设起止年限:2024/09至2025/12。建设规模及内容如下:项目新建4.5×104Nm³/h电解水制氢站(含配套220kV制氢变电站一座)、储氢规模2.0×104m³(1.6MPa)、管道输氢设施等。
5、华电赤峰500MW风光制氢项目
2024年3月4日,辽宁华电赤峰巴林左旗500MW风光制氢一体化示范项目——耦合10万吨合成氨示范项目获备案。该项目配套建设50台1000Nm³/h的水电解槽制氢系统,包含50台电解槽,建设6座3000Nm³储氢压力为2.0Mpa的球罐以及10万吨合成氨成套装置等,项目单位为华电旗下白音华金山发电有限公司。
此外,2024年3月13日,华电包头风光氢储高端装备智造基地项目(一期)获准备案。项目总投资6亿元,一期项目规划用地面积约255亩,布局氢能、储能、退役风电叶片循环再利用等高端装备制造产业。[相关阅读:总投资6亿元!华电包头风光氢储高端装备智造基地项目获批]
中国华电在国内积极推动氢能相关项目落地的同时,积极参与海外新能源及“新能源+”市场的合作,尝试拓展全球市场。2024年3月,中国华电宣布将与越南合作伙伴Minh Quang JSC合作,在中部的广治省建造一座价值23.9亿美元的绿色氢能工厂。
面向未来,中国华电正积极联合氢能行业领军企业实现氢能源战略发展转型,致力为氢能发展趟出一条生态优先、绿色低碳的高质量发展路径,以实现可再生能源制氢、储氢及氢能综合利用的绿色发展目标。
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