内蒙古又一含3000Nm³/h方形电解槽制氢项目招标！2024方形电解槽“鹊起”？

文章来源：鄂尔多斯市公共资源交易中心、全球氢能、势银能链、氢云链

5月16日，鄂尔多斯市伊金霍洛旗圣圆能源风光制氢加氢一体化项目（二期）发布制氢设备招标公告。

图源鄂尔多斯市公共资源交易中心

本标段为3000Nm³/h电解制氢系统的设备采购、安装施工及调试，3000Nm³/h电解制氢系统构成由：1 台1000Nm³/h电解槽（方形）、1台2000Nm³/h电解槽（方形）、2台配套整流变、配套整流装置、1套 1000Nm³/h气液处理系统、1套2000Nm³/h气液处理系统、1套3000Nm³/h氢气纯化及干燥系统等。

图源鄂尔多斯市公共资源交易中心

本标段为 6000Nm³/h电解制氢系统的设备采购、安装施工及调试，6000Nm³/h电解制氢系统构成由：2台1000Nm³/h电解槽、2台2000Nm³/h电解槽、4台配套整流变、配套整流装置、1套2000Nm³/h气液处理系统、1套4000Nm³/h气液处理系统、1套6000Nm³/h氢气纯化及干燥系统、1个氢气纯化及干燥系统配套的电加热控制柜6000Nm³/h电解制氢系统所需碱液、催化剂及干燥吸附剂、整流变到整流柜及整流柜到电解槽的铜排母线、电解槽到气液处理及气液处理到氢气纯化的管线、全系统配套阀门、仪表等。

据悉，鄂尔多斯市伊金霍洛旗圣圆能源风光制氢加氢一体化项目位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇、札萨克镇，由圣圆氢能源科技有限公司投资建设，总计出资7.5304亿元。本次招标为该项目的二期工程，光伏项目占地面积约1650亩，总装机容量为50MW，上网电量不超过总发电量的20%，以“渔光互补、林光互补”模式进行建设，拟采用N型575Wp组件和300KW逆变器，采用漂浮式和固定式基础、支架。

二期工程将新建1座110kV升压站，配套建设26.25MW/105MWh电化学储能设备，110kV升压站拟以1回110kV线路接入扎萨克220kV变电站。制氢项目建设电解水制氢站及配套基础设施，一座110降压站，本期制氢规模为12000Nm³/h。

2024制氢方形槽“鹊起”？

值得注意的是，此次招标公告里包含3000Nm³/h方形碱性电解槽（2000Nm³/h和1000Nm³/h电解槽各1套），考虑到该项目所制氢气主要用于加氢站，预计该项目所用方形槽或采用相对低压的工况，该项目也是截至目前国内已公布规模最大的方形碱槽招标项目，2023年电解槽招标项目中仅有少数百方级方形碱槽项目，这也标志着国内电解制氢市场正式迈入更深层次的探索示范阶段。

圆形带压制氢技术是近几年国内碱性电解槽的主流路线，尤其早期除高纯硅制造等项目，大标方电解制氢的主要应用场景仍是交通，圆形带压电解槽有着一定的技术优势，而随着氢能应用场景的不断拓展以及技术的不断完善，方形碱性电解槽的热度悄然走高。

资料显示，方形常压电解槽具有成本较低，制造工艺更简单，便于实现大型化，设计上不需要考虑耐压问题，对端板、框架等强度要求低，节省材料投入，不需要设置压力调节装置，也不存在压力阀门的泄露问题等优势。一般地，常压方形电解槽采用成熟的氯碱电解槽工艺，结合零间隙技术，使得电极与隔膜几乎零距离接触，从而有效减小了溶液电阻，同时低压运行的条件以及方形槽结构的设计有助于优化电解液流场，有助于促进气泡的流通，减小了气泡电阻，从而提高了制氢效率，而且这种设计也增强了设备的安全性，使其更加适应风电光伏等波动性电源的要求。

但是方形常压电解槽的占地面积较大，应用场景具有一定的局限性，在下游高压力场景应用时，需要增加压缩设备，增加设备投资和管理风险；而带压方形电解槽基于模块化提高了安装、维护和更换的便利性；能带压运行，提高了系统的场景适应性，降低了二次增压需求。同时，高效稳定的运行电流密度，确保高产了氢效率。

近两年国内均有方形碱槽的投运示范，随着绿氢项目的规模扩大、产业链配套逐步完善，越来越多的企业加入方形电解槽的研发生产大军。

2022年8月18日，海德氢能展示了标准化带压碱性电解制氢系统“氢舟”。该款制氢系统配备了海德SENSOR 2.0无线氢安全传感器，采用国内首块标准化方形制氢单片“云帆”，并搭载了数字化云平台。氢舟实现了3.98kWh/Nm³的实测电耗，制氢效率可达80%以上。动态性能方面，“氢舟”实测性能实现20-110%的负荷范围，系统加/减负荷速率可达5%/s。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。

2023年7月12日，爱德曼超级碱性电解制氢装备正式发布，通过隔膜优化、催化剂优化、极板流场设计优化、以及工艺提升，电流密度可达到14000A/m2@2V，提升115%，实测直流电耗4.4kWh/Nm³。爱德曼制氢设备由标准模块化电解槽并联而成，具备了ALK寿命长、可靠性高、价格低的优点，同时具备了PEM电解槽启动时间短、灵活性高、电耗低的优点。该产品较传统碱性电解槽体积减少约80%，更加贴近可再生能源电力制氢的新市场需求。

12月8日，三一氢能发布S系列3000标方方形电解槽等新品，据介绍，三一S系列方形槽产品单体可做到3000标方每小时，三合一能够做到9000标方每小时，电流密度最高可达12000A/m²，单小室的面积达到3.3平米，工作压力达到0.5Mpa，初始的直流电耗4.1-4.3度/标方，氢气纯度高达99.9%，同时风光波动的系统的工作范围为10%~120%，与其他产品相比，三一S系列方形槽在电解面积、工作压力、初始电耗、功率波动等方面具有领先优势。[相关阅读：三一氢能GW级解决方案及最大单体方形槽重磅发布]

图源三一氢能

2024年2月底，石化机械披露公司对标国外最新型碱水槽，结合市场调研，研发可扩展方槽，有效解决了目前市场上圆形槽不利于取装的痛点。同时，充分发挥公司氢装队伍电控系统技术优势，将其植入到碱水槽产品中，增强产品竞争力。[相关阅读：ALK制氢！中石化，入局！]

3月，亿利氢田时代高电密矩形碱性电解槽完成技术验证，氢田时代高电密矩形碱性电解槽采用矩形结构，相较同尺寸圆形结构电解槽，材料使用效率更高、流场分布更合理；使用创新支撑架构，可实现电解槽电极近似零间隙，大幅降低欧姆电阻，同时结合高性能电极的应用，极大的提高制氢效率。

3月，保时来获得千方级方形电解槽电极订单，此次中标的方形电解槽电极，是专门针对方形槽的制氢电极而研发的。相比于传统的金属圆形带压技术路线，这一新品采用了更为先进的技术。

4月，蓝拓氢能完成了山东省首台1000标方方形常压电解槽测试，山东首台1000标方方形常压电解槽即将下线。据了解，蓝拓氢能2019年目前蓝拓氢能切入制氢装备赛道，利用4年时间，成功从德国引入方形常压电解槽整套技术，已形成“PPS基网+复合隔膜+方形常压电解槽”的产品结构。

当下，在政策激励和市场需求的驱动下，我国绿氢未来呈现供不应求的趋势，因此，实现制氢设备大型化、低成本、低能耗成为产业发展重要共识。电解槽产品及相关技术的新思维模式和理念还会持续迭代，材料组件、流体结构，以及制造工艺等也将全面提升，密集利好，氢能装备发展未来可期。

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