绿氢产业化提速,清洁能源革命迎来新曙光 | 星科技•能源科技

发布时间:2025-05-03 07:53

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在众多能源形式中,氢能被称为“21世纪终极能源”。随着全球气温变暖加速,发展低碳能源成为时代重任,我国氢能产业发展正步入快车道。 近年来,更加高效、环保、可持续的解决方案推动着氢能产业的技术升级和规模化应用。

01

绿氢成为大规模清洁能源替代的希望

能源是现代文明的“动脉”,驱动和联结着生活的方方面面。科普中国介绍,能源需求不断攀升,消耗能源对环境的影响也逐渐增大,在此背景下,人们对清洁能源的向往愈发强烈。

在众多能源形式中,氢能脱颖而出,被称为“21世纪终极能源”。究其原因主要有三:氢能储能密度高,单位质量蕴含能量约是汽油3倍;燃烧产物只有水,清洁环保;氢能的来源广泛,水作为氢的原料近乎无穷无尽。

目前,主流的制氢方式主要有化石燃料重整制氢、工业副产氢以及电解水制氢等。

化石燃料重整制氢,是以天然气、煤炭等化石原料,通过蒸汽重整或者部分氧化重整等化学反应,从中提取氢气,是一种非常重要的制氢方式,但该生产过程中会伴生大量二氧化碳等温室气体排放,因此这种方式产出的氢称为“灰氢”;工业副产氢实际上是“变废为宝”,是将化工、钢铁等工业生产流程里产生的焦炉煤气、氯碱尾气等富含氢气的副产物,经过净化、提纯操作,将氢气分离提取出来,不过其产量受制于上游工业规模与工况。

电解水制氢是利用电能驱动水分解为氢气和氧气,当所用电能来自太阳能、风能等清洁的可再生能源时,制氢全过程近乎零碳排放,因此所产出的氢气被称为“绿氢”。绿氢作为氢能家族里当之无愧的“环保担当”,承载着未来大规模清洁能源替代的希望。

电解水制氢是目前最主要的制取绿氢的方法,主要可以分为碱性电解水制氢,质子交换膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢等。

新能源技术与装备介绍,在直流电作用下,电解液中的水在电解槽中通过电化学反应,被分解成氢气和氧气;电解槽中的气液两相在循环泵的作用下,进入气液分离装置将电解产生的气体与电解液进行分离,得到粗氢。粗氢通过纯化装置进一步纯化,得到高纯度氢气。

02

我国氢能产业发展步入快车道

随着全球气温变暖加速,发展低碳能源成为时代重任,国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了氢能源行业的发展政策。

“十四五”规划和2035年远景目标纲要草案提出,要前瞻谋划未来产业,在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。在“双碳”目标下,氢能产业发展正步入快车道。

各省市相继在“十四五”规划及实施方案中对氢能产业发展做出明确指示。根据不完全统计,已有河北、广东、山东、浙江、北京、上海、重庆等多个省市在其“十四五”规划中明确提出发展氢能产业,并聚焦建设制氢加氢基础设施、推进氢能技术研发应用、实施制氢示范项目、氢能关键设备及其核心零部件基本实现自主化和批量生产等方面。

中商产业研究院发布的《2025-2030年中国电解水制氢行业前景预测及战略投资机会分析报告》显示,2023年全球新建成电解水制氢产能约7.3万吨/年,同比增长约204%。到2023年12月底,全球电解水制氢累计产能约达16.7万吨/年。中商产业研究院分析师预测,2024年累计产能将达21万吨/年,2025年将达25万吨/年。

数据来源:中商产业研究院整理

中投产业研究院《2025-2029年中国未来产业之氢能产业链趋势预测及投资机会研究报告》认为,目前,我国已具备一定氢能工业基础。2022年,中国氢气产能约4882万吨/年,同比增长约1.2%;产量约3533万吨/年,同比增长约1.9%。可再生能源制氢项目加速推进,西北、华北地区引领大型可再生氢基地示范工程规划建设;氢气价格稳中有降,交通示范保持较高热度,工业、发电领域氢能应用进度加快,以规模化工业应用推动供应链建设,将成为中国氢能产业发展的重要抓手。中国已规划超过300个可再生能源制氢项目,其中建成运营项目达到36个,合计可再生氢产能约5.6万吨/年。

氢能产业链的上游是氢气的制备环节,主要技术方式有化石能源制氢、副产制氢、可再生能源制氢、电解水制氢以及光解水制氢等;中游是氢气的储运环节,主要技术方式包括低温液态、高压气态和金属氢化物储氢等;下游是氢气的应用,氢气应用可以渗透到传统能源的各个方面,包括交通运输(主要是氢燃料电池和汽车领域的应用)、工业燃料、发电发热等,主要技术是直接燃烧和燃料电池技术。

03

绿氢电极材料技术持续创新

核心部件及材料层面的研发及突破,被认为是破解电解水制氢行业同质化内卷的关键路径。

在这一背景下,电解水装备及核心部件企业纷纷加大研发投入,加快推进新型催化剂,高性能膜材料、电极及隔膜等的应用突破。莒纳科技凭借其在绿氢电极材料领域的深厚技术积累与创新能力,已然成为行业内的佼佼者。

近期,莒纳科技再次发力,其三大路线绿氢电极产品迎来全新迭代——JE系列AEM制氢电极产品正式发布,JA碱性电极、JP PEM两大制氢电极实测数据最新揭秘。三大路线核心产品不仅在技术层面取得突破,更在市场化进程中迈出坚实步伐,将于2025年实现批量供货,为绿氢行业的规模化发展注入强劲动力。

至此,莒纳科技正式成为全球第二家可量产稳定万安级高电密电极的供应商,也是全球唯一同时拥有碱性电解水技术、质子交换膜电解水技术、阴离子交换膜电解水技术三大电极技术储备的氢能高科技企业

作为主要起草单位之一,莒纳科技深度参与了《电解水制氢用电极性能测试与评价》国家标准的制定工作。该标准适用于ALK电极及AEM电极,明确了电极的超声剥落率、过电位、正反极化稳定性、电解电压与电解电压变化率、波动电解稳定性的测试方法,以及对应的性能评价要求。

凭借强大的创新引领力和严谨的测试验证体系,莒纳科技的电极产品革新成果在市场上实现了显著的转化成效。

目前其JA碱液电极、JP PEM膜电极、JE AEM电极三大系列产品凭借其卓越的性能和创新特点,已经与多家知名企业达成了合作——在JA10000、JP20000已实现批量订单的情况下,JP 30000 PEM五合一膜电极、JE30000AEM电极将在2025将迎来批量交付应用。

为此,莒纳科技在生产计划和量产工艺优化方面进行了全面而深入的准备:按照德国工业4.0标准打造的GW级电解水制氢催化电极数字化工厂已经投用,这座工厂采用了最先进的“数字孪生”和“工业物联网”技术和设备,实现了生产过程的智能化、自动化和高效化,不仅确保了产品的高质量和高效率,更为莒纳科技在未来的市场竞争中奠定了坚实的基础。

莒纳科技表示,不断坚持绿氢电极材料技术创新是莒纳科技持续突破的关键。展望未来,莒纳科技将继续坚持绿氢电极材料技术创新,不断深化研发与产业化实践,以更加高效、环保、可持续的解决方案推动氢能产业的技术升级和规模化应用。

参考来源

https://mp.weixin.qq.com/s/uQIgAXWAYtjOsX_gCmzsgQ

https://mp.weixin.qq.com/s/fR_GmgXUZ6D-ur3CypMg1w

网址:绿氢产业化提速,清洁能源革命迎来新曙光 | 星科技•能源科技 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/914967

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