随着绿氢产业的崛起,有着运行电流密度高、能耗低、产氢压力高、易于与可再生能源消纳相结合的PEM电解水制氢迎来重大发展机遇。2023年以来,采用PEM电解槽的绿氢项目建设速度加快,各方势力纷纷抓紧推出PEM电解槽及制氢系统新品,同时PEM电解槽核心材料、生产设备及测试设备企业在新品研发、订单获取、产能建设等方面也都取得了较大进展。
绿氢项目
梳理今年10个采用PEM电解槽的典型绿氢项目的最新进展,可以看到两点趋势:1、目前大型绿氢项目采用200 Nm³/hPEM电解槽为主,但已经有个别项目开始采用更大标方的PEM电解槽;2、目前大多绿氢项目采用1-5台PEM电解槽,但也有个别项目开始批量采用,比如大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目采购50台,中国能建采购25台。
1、大冶市矿区绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目
12月26日,国家清洁低碳氢能创新应用工程——大冶市矿区绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目“制氢设备”合同正式签约。根据项目规划,大冶市将在工矿修复地新建绿电制氢工厂。阳光氢能为项目提供5套1000 Nm³/h碱性电解制氢设备和2套200Nm³/h PEM电解制氢设备。
2、华电德令哈PEM电解水制氢示范工程项目
12月12日,中国华电集团有限公司的“华瀚”-200型3.0MPa单堆兆瓦级PEM电解槽在华电青海德令哈3MW光伏发电PEM电解水制氢示范站成功投入使用。据了解,华电德令哈PEM电解水制氢示范工程项目是我国在高海拔地区制绿氢的首次尝试,于2022年11月3日开工建设,总投资1.5亿元。
3、中国能建125台制氢设备采购中标候选人公示
12月12日,中国能建公布2023年制氢设备集中采购中标候选人,100台1000Nm³/h碱式电解制氢设备中标候选人包括阳光氢能、大陆制氢、派瑞氢能、盛氢制氢、华光环能、考克利尔竞立、隆基氢能、双良新能源、氢器时代、天和元氢、北京电力11家企业,25台200Nm³/h PEM制氢设备中标候选人包括康明斯恩泽、长春绿动、氢辉能源、阳光氢能、氢器时代5家企业。
4、山东东岳集团光电制氢项目
10月30日,山东赛克赛斯氢能源有限公司(下称“赛克赛斯”)100Nm³/hPEM纯水电解制氢机组完成生产调试,启程发往山东淄博。该项目为山东东岳集团光电制氢项目,采用光伏发电+PEM纯水电解制氢技术生产氢气,实现氢能源制、储、运、用全链条应用。
5、陕西某化工集团光电制氢就地消纳项目
10月,赛克赛斯100Nm³/hPEM纯水电解制氢机组完成生产调试,启程发往陕西。该项目为陕西某化工集团打造的光电制氢就地消纳项目,采用光伏发电+PEM纯水电解制氢技术生产氢气,实现氢能源制、储、运、用全链条应用。
6、全国首个干熄焦发电制氢项目
9月,由上海氢晨新能源科技有限公司(下称“氢晨科技”)全资子公司上海氢盛创合能源科技有限公司(下称“氢盛能源”)EPC总承包的山西鹏飞集团郑旺氢能科技有限公司3x500Nm³/h水电解制绿氢项目正式投入运行,标志着全国首套干熄焦余热发电制氢项目正式投产。
7、中石油首个可再生能源制氢项目
8 月 8 日,中国石油天然气集团公司首个可再生能源制氢示范项目开工暨酒泉市氢能产业发展联盟、国家能源计量中心(电力)酒泉新能源分中心揭牌仪式在玉门油田举行。作为中国石油天然气集团公司首个规模化可再生能源制氢项目,玉门油田可再生能源制氢示范项目将利用甘肃酒泉地区丰富的太阳能资源发电制取绿氢。本次开工的一期工程,估算投资2.11亿元,包含3套 1000Nm³/h碱性电解槽和2套PEM电解槽的制氢站。
8、中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目
7月26日,中能建松原氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)项目环境影响报告书受理公示,项目计划分三期建设60万吨绿色合成氨/醇和氢能装备产业生产线,一期工程6月起已进入建设实施阶段,计划投资105亿元、建设20万吨绿氢合成氨、年产3.7万吨电解水制氢装置,预计于2024年完工。该项目新建6座电解制氢单元,总制氢规模 64800Nm³/h,包括24套1200Nm³/h碱液电解槽;34套1000Nm³/h碱液电解槽;4台500Nm³/hPEM电解槽。
9、内蒙古华电达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目招标
6月,内蒙古华电达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目制氢站安装-招标公告显示,本项目由华电新能源集团股份有限公司投资建设,总投资141369万元。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)。
10、大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目
大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目,是“氢动吉林”行动打响的“第一枪”,助力打造“中国北方氢谷”。今年3月,吉电股份公告,全资子公司与长春绿动氢能科技有限公司签订2.9亿元大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目PEM制氢设备供货合同。
新品发布
随着采用PEM制氢或“PEM+ALK”组合制氢的绿氢项目数量增多,各方势力加快推出PEM电解槽及制氢系统新品,今年推出数量相较往年显著增多,新品单槽额定产氢量有200 Nm³/h、250 Nm³/h、300 Nm³/h乃至400 Nm³/h。梳理10家企业新品详情如下(根据公开信息整理,或有遗漏):
1、卡沃罗:发布250Nm³/h PEM电解槽
11月8日,广东卡沃罗氢科技有限公司正式发布了自主研发、设计、制造的250Nm³/h PEM电解槽。该电解槽采用自主研制生产的膜电极,设计产氢量250 Nm³/h,额定工况下,直流能耗为4.3kW·h/m?,载荷能力覆盖5%~150%,最大产氢量可达375 Nm³/h。
2、氢辉能源:发布单体MW级PEM电解槽
11月7日,氢辉能源发布单体MW级PEM电解槽,单槽额定制氢量200 Nm³/h。该电解槽可在5%-125%宽功率输入范围内稳定运行,直接制取3.5MPa高压氢气,实现分钟级启停和秒级动态响应,高度适配风光电的波动性,适用于大规模PEM电解水制氢。
3、国氢科技:单槽额定产氢量400Nm³/hPEM电解槽顺利下线
2023年7月,国氢科技自主开发的兆瓦级PEM电解槽入选国家能源局首台(套)重大技术装备。同年10月,单槽额定产氢量400 Nm³/h电解槽(单槽2MW)顺利下线,这也标志着我国大型PEM制氢装备研发能力再上新台阶。
4、清能股份:成功推出兆瓦级PEM电解制氢系统
10月,清能股份旗下广东清能睿龙新能源科技有限公司(简称“清能睿龙”)成功推出模块式兆瓦级工业用PEM电解槽,并推出1MW电解制氢系统。清能睿龙是一家电解制氢技术创新企业,能够为绿色氢能项目提供商用、模块化电解制氢设备解决方案和专业的服务。
5、东方锅炉:超300Nm³/h PEM制氢电解槽发布
8月25日,东方锅炉氢能新产品发布会举行。东方锅炉发布兆瓦级PEM电解槽。该款电解槽及系统通过突破高均匀性电解槽结构及高耐压长寿命密封设计难题,实现单槽规模超300 Nm³/h,可实现系统规模200-1000 Nm³/h范围内灵活可变,系统响应速度快。
6、重塑能源:250Nm³/h PEM纯水电解槽发布
8月16日,重塑能源集中发布氢能装备系列新品。其中250 Nm³/h兆瓦级PEM纯水电解槽产品基于重塑能源自主研发的CCM膜电极技术和生产工艺开发,产氢效率为80%,电流密度为1.5A/cm²@65℃(最高可达3A/c?),均高于行业平均水平。
7、淳华氢能:PEM制氢储能应用综合系统设备发布
7月10日,淳华氢能大功率PEM制氢储能应用综合系统设备发布。该套综合系统设备包括 PEM 制氢装置、纯化装置、贮存装置和燃料电池发电装置,其自主发明技术生产的高压差PEM电解槽可实现直接制取7.0MPa高差压、99.999%纯度氢气,电流密度达2A/cm?以上。
8、氢盛能源:250Nm³/h PEM电解槽发布
7月,氢晨科技全资子公司氢盛能源发布自主研发的兆瓦级大功率质子交换膜(PEM)电解槽,单槽额定制氢量250Nm³/h,峰值电流密度可达30000A/m²,不仅可实现分钟级启停和秒级动态响应,而且可在5%-150%的功率范围内可靠运行,高度适配风光发电的波动性,实现了电解槽产品性能和经济性的大幅提升。
9、国富氢能:PEM水电解制氢系统下线
4月15日,国富氢能PEM水电解制氢系统下线仪式在张家港隆重举行。本次发布的PEM纯水电解制氢系统能适应可再生能源发电的波动性,可实现分钟级快速启动,秒级动态响应,3%-150%宽负荷范围运行,产氢压力≥3.5MPa,产品氢纯度达到99.999%。
10、嘉庚创新实验室/鹭岛氢能:高性能兆瓦级PEM制氢装备新产品发布
4月15日,嘉庚创新实验室举行科技产品发布会,正式发布自主研发的高性能兆瓦级PEM制氢装备新产品。该产品在额定功率下电流密度2.5A/cm²、直流电耗4.3kWh/Nm³,1A/cm²工况下直流电耗3.87kWh/Nm³,具有高安全性、低成本等特点,处于行业领先水平。
供应链喜讯
PEM制氢供应链迎来订单需求的提升,推动供应链企业加快布局步伐。梳理公开信息及深入企业了解到,今年以来,PEM制氢核心材料(包括膜电极、催化剂、气体扩散层、质子交换膜)、钛双极板及涂层、生产设备、测试设备企业均取得了在新品研发、订单获取、产能建设等方面取得了较大进展。梳理9家供应链企业最新动态如下(篇幅有限,仅梳理部分企业进展,排名不分先后,后续将持续更新):
1、鸿基创能PEM电解水膜电极新品重磅发布
在12月4日举行的2023高工氢电年会开幕式上,鸿基创能PEM电解水膜电极新品重磅发布。这款高效的全尺寸PEM电解水制氢膜电极,在采用薄质子交换膜、低贵金属载量的同时(可以极大降低成本),确保了效率高、渗氢率低、寿命长。
2、科威尔2.5兆瓦PEM电解槽测试系统顺利发货
12月1日,科威尔在合肥总部举行了2.5MW PEM电解槽测试系统发货仪式,该系统严格按照企业和客户的出厂标准进行了系统和全面的测试,各项功能和性能指标达到甚至部分超过了设计目标。该系统也是目前国内最大功率的PEM电解槽测试设备,对于氢能行业MW级电解槽测试和验证能力的发展具有重要意义。
3、隆深氢能:构建PEM电解槽从材料到成堆装配的全链装备矩阵
高工氢电获悉,隆深氢能在电解水制氢设备方面做了针对性的开发。2023年以来,公司推出一系列PEM电解槽膜电极相关的设备,建立起PEM电解槽从材料到成堆装配的全链装备矩阵,并完成AEM电解槽膜电极CCS和CCM两种制备工艺的小试设备的交付。
4、氢导智能2000MW电解槽堆叠整线成功交付某世界500强客户
2023年10月,由先导智能旗下子公司氢导智能研发的PEM电解槽堆叠整线正式交付某世界500强头部客户。该产线是中国企业在氢能领域迄今获得的单体订单金额最大的海外项目。从项目签约到海外交付,氢导智能用时仅4个月。目前该项目已完成验收,并获得了海外客户的高度认可。
5、北京实力源:PEM电解槽双极板涂层设备实现营收新突破
高工氢电产业研究所(GGII)调研数据显示,在2022年中国氢燃料电池金属双极板涂层设备交付规模企业排行榜中,北京实力源科技位列榜首,累计市场占有率接近50%。2023年其也表现不俗,交付金属双极板涂层设备数台,和PEM电解槽双极板涂层设备一起实现营收新突破。
6、泰金新能:钛双极板、气体扩散层出货量大
高工氢能获悉,泰金新能钛双极板、气体扩散层今年1-9月的出货量就超过2500平米,超过大多数企业去年全年出货量。产品服务客户涵盖多家PEM电解槽头部企业,并相对国内多数同行率先实现参与项目的落地运行。
7、东岳未来氢能:今年推出80微米PEM电解水复合增强膜
高工氢能获悉,东岳未来氢能通过强大的产业链保障能力和深厚的核心技术积淀不断推动质子膜产品迭代升级,今年先后推出10微米燃料电池质子膜和80微米PEM电解水复合增强膜,更好地覆盖和满足燃料电池和电解制氢膜领域不断提升的技术要求,持续支撑我国氢能产业的快速发展。
8、中石油石化院:PEM电解水制氢催化剂实现量产
今年7月,中国石油石油化工研究院在集团公司科技部项目支持下成功开发出质子交换膜电解水制氢催化剂制备技术,并完成PEM电解水制氢催化剂批量化生产,实现了核心技术自主可控。当前PEM电解水催化剂的主要提供商是贺利氏、庄信万丰及巴斯夫等外资企业,国内仅少数单位初步实现产业化。
9、浙江菲尔特:年产300万片氢能金属双极板与气体扩散层项目投产
今年6月,浙江菲尔特年产300万片氢能金属双极板与气体扩散层项目顺利投产,为我国ALK、AEM、PEM、SOEC电解槽厂家开发提供质优价良的国产化配件;8月28日,浙江菲尔特成功与中金证券,天健会所,锦天诚律所签约上市辅导,争取在2026年向上交所科创板提交上市申报材料。