发布时间2025-05-29 11:20:38 来源:小编 阅读次数:次
2022年5月。隆基把沿用12年的简称改为◆★★■“绿能■◆■★”,意在让氢能板块成为公司新的价值增长点◆★★◆■■。
隔膜越薄,意味着离子传输的距离越短,电阻也越小■◆◆◆,是提高性能的关键指标。同时,很大程度上节省了原材料的使用◆★★,进一步降低了隔膜生产成本★◆◆。
“对于隔膜制造企业来说,只有把产品做好之后k8凯发赌城官网★■,才能在市场上正儿八经地走量。”易建华表示■◆,经过3年多的研发,刻沃刻制备出的碱性复合隔膜,已用于中等规模的碱性电解水制氢电解槽,客户包括高校◆■◆★、大型石化机构和上市公司。但他也坦言,目前隔膜的性能和艾克发仍有一定差距★■◆,他们还在努力追赶的过程中。
最终,易建华在国内找遍了自己能找到的所有供应商★★■■,只能靠自己的双手来设计制备图纸★◆■,“这就需要时间去匹配、不断做调整。毕竟爱克发干了十几年了至今还在不断地调整,我们才两三年,未来的路还很长。◆★★◆◆”
管道一期运力10万吨/年,预留50万吨/年的远期提升潜力。同时,将在沿线多地预留端口,便于接入潜在氢源。
巨头的翅膀一扇◆★◆■★★,便足以掀起了一股产业风暴。过去无人问津的电解槽市场,在今年2月,隆基新一代制氢设备ALK Hi1问世时■◆◆,国内涉足制氢电解槽的企业已经冒出了200多家,三年前不过还是个位数■■★★★★。
中国现行制氢工艺中使用隔膜,主要是聚苯硫醚(PPS)织物为基底的特种工程塑料。PPS的弊端则是亲水性太弱★★■,将其作为隔膜会导致电解槽内阻过大、降氢效率。受限于抗碱性和耐高温指标,也就PPS合适◆★。国内电解槽厂商其实并不掌握隔膜的工艺,基本上都是首选日本东丽的PPS膜,目前的价格在每平米400元左右。相对来看爱克发隔膜价格大概在每平方米单价千元以上■★◆。
或许是预见了碱性电解水制氢市场在中国即将爆发,爱克发正计划通过代理渠道进入中国市场,已经和隆基氢能等电解槽厂家洽谈合作。
据业内人士透露★■◆■,其曾拿到过该隔膜制造商的样品,经过测试的确检测出了这一问题★■。对此,中石化方面表示目前没有更多信息能够透露,但这一直是目前国产复合隔膜的■◆★“硬伤”。
截至目前,国产复合隔膜只有不到5家企业在研制。谁能够把复合隔膜生产出来,谁就能率先打开百亿电解槽市场
“直到从 2021年开始■◆◆◆,大家开始认识到氢能在化工工业领域的规模化应用,会早于在交通领域的应用时,很多企业才开始进入到电解槽的技术研发之中。”中国产业发展促进会氢能分会会长魏锁表示。
易建华在隔膜送样检测的过程中也有相同遭遇。由于业界目前缺乏统一的隔膜测试标准,受测试环境和测试方法不同的影响,同一款隔膜送到不同的客户手里,数据结果都不一样◆■■。刻沃刻目前在进口电解槽中测试取得的氧中氢值最好纪录是0★■◆★■◆.2★★◆,其他大部分数据在1★★★◆.5-2.0之间,接近1个点的差距很难精准反映出隔膜的真实性能★■。
根据第三方数据机构BloombergNEF 数据显示,如果复合隔膜可将能量效率提高 4%,且未来国产隔膜的成本降至欧洲30%左右的水平■◆,就可以有效降低成本★■★,延续国产设备的价格优势。
虽然国内电解槽厂商都宣称有制备能力,但目前拥有1000标方生产能力的厂商只有不到30家。即便如此,很多厂商的设备也难过质量关■★。市场上电解槽出货之后成批召回的现象非常普遍◆◆◆,其中不乏一些知名厂商的设备。
起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市的燕山石化,管道规划经过内蒙古、河北、北京等3省区市、9个县区★◆◆,全长400多公里——这是我国首条跨省区◆■、大规模■◆、长距离的纯氢输送管道。
业内普遍认为在国产替代大环境下,“复合隔膜的国产替代”是一个属于中国科技公司的大好机会,首先它的需求是非常确定的,只要能做出来就能卖得掉,此外壁垒足够高,可以在一个较长的时间内享受到技术红利带来的高溢价。
氢能广义来说是一种来源丰富■★、绿色低碳、应用广泛的二次能源,能帮助可再生能源大规模 消纳,实现电网大规模调峰和跨季节■◆■、跨地域储能■★■★,加速推进工业、建筑、交通等领域 的低碳化,而其中的绿氢是被誉为新能源未来的支柱产业。
中石化已经向业界放出豪言壮语◆★★★■,誓要成为中国第一大氢能公司。某种程度上来看,该项目的成败将意味着中国氢能产业发展的前途和希望。
说到底就是国产PPS膜和进口隔膜的质量相差大,很难让电解槽能在正常工况下运行,一些新进入的厂商为了快上马★■★◆,对生产设备采购选品把关不严,造成所谓◆■“炸槽”,使监管部门对于制氢“深恶痛绝★◆◆■”。
这就导致了★■■★◆,标价普遍在600元/平米-900元/平米的国产复合隔膜◆★■◆,价格虽然是爱克发的五分之一,但毕竟是新技术★★◆■■◆,还需要进一步花时间去验证和迭代,市场还不太敢大批量使用★★★。
放眼当下,像易建华这样的创业者正在努力填补复合隔膜的技术和市场空白。但国内研制复合隔膜的企业掐指一算也不超过五家,严重依赖进口PPS的局面没有得到根本改观。
事实上,全球利用管道输送氢气至今已有80余年历史,早在1938年,德国就建成了世界上第一条氢气长输管道,全长215公里,主要用于化工厂氢资源匹配利用。随着氢气利用量增大和应用场景多样化,目前全球范围内氢气输送管道规模越来越大,总里程已超过4600公里。
除此之外,像电解槽和风光电耦合的问题,“因为没有历史数据,现在谁都说不清楚到底怎么回事儿。”邵欣直言。
管道建成后,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢,助力京津冀氢能走廊的高效构建;大力缓解我国绿氢供需错配的问题,对今后我国跨区域氢气输送管网建设具有战略性的示范引领作用,助力我国能源转型升级。
为什么那么惊诧■■■■,要知道这一领域被欧洲材料科技巨头爱克发(Agfa)垄断。该公司生产的复合隔膜,凭借耐用性和持续的高生产率,受到了电解槽制造商和制氢项目的青睐,占据了全球碱性隔膜95%以上的市场份额★■◆■。据弗劳恩霍夫研究所的一份报告指出◆★◆,使用爱克发的ZIRFON H2复合隔膜,使AWE成为了有效的氢气生产技术。
因此安全考虑氧中氢值必须控制在4%以下,国内部分隔膜制造商的思路是参照爱克发★◆,往具有优异气体阻隔性的复合隔膜方向,在物理上解决氢气渗漏问题,从而给予电解槽适应风电、光伏这类波动性能源的能力。复合隔膜是由聚合物树脂、复合金属无机物等组成的多孔膜,特点是表面致密、内部多孔、隔气性强,具有永久亲水性和较强的吸碱能力■■★◆◆■。即使是作为全球最大的PPS生产商东丽,也已经开始转攻复合隔膜◆■。国内各主要制氢龙头均有意尝试采用复合隔膜,替代趋势已非常明朗★■。
微通道陶瓷膜成型技术最大的优势在于,能够摆脱传统工艺对隔膜厚度的限制,相对容易地把隔膜做得更薄,“同行的产品一般只能做到500微米,我们常规款的厚度就压缩到了240微米◆★★◆■★,在实验室最薄的隔膜已经可以做到150微米。■★★★”
物理学上解释:氢气在氧气中的爆炸极限是4.1%-74.2%,由于水电解产生的氢氧分子不对等■◆★◆■★,在动态条件下■◆◆★■★,隔膜两边会因产气出现压力失衡的现象,很容易让氢分子穿透隔膜与氧气混合,极其危险。
靠这项平台技术,2020年邵欣回国和另外两位博士伙伴在一个小车库里创业◆■■★,研发出了固体氧化物燃料电池(SOFC),并且看到上游制氢的部件材料和技术没有突破后,迭代出了制氢复合隔膜。
想要让氢能在中国形成气候,并在未来的能源体系中占据一定比重★◆■■★,技术和成本决定着一切。只是,隔膜在其中虽然扮演了非常关键的破局角色,但却掣肘于电解技术和人才的短缺■★◆■。
什么是绿氢?其实就是在氢制取过程中根据制氢工艺和二氧化碳排放量的不同,划分为灰氢、蓝氢和灰氢三种工艺,其中灰氢指通过化石燃料燃烧/工业副产转化而来的氢能,生产过程中释放大量的二氧化碳,无法实现零碳生产,因技术成熟且成本较低,成为当前主流制氢方式,占当前全球氢气产量的 95%★◆★;蓝氢是在灰氢的基础上利用碳捕捉封存技术(CCUS)减少生产过程中的碳排放,实现低碳制氢,作为过渡性的技术手段★★■■;绿氢则是通过光伏发电◆■★★◆★、风电及太阳能等可再生能源电解水制氢或生物质等其他环保方式制氢,在制备过程中不会产生二氧化碳◆◆◆,为真正意义上的绿色环保“零碳氢气◆★◆”■★■,目前受制于技术门槛和较高成本◆◆■★,尚未实现大规模应用。当然技术是不断发展的,主流观点认为不久的未来无碳排放的绿氢将逐步取代灰氢。
真正有技术能造出电解槽的◆◆■■★,国内目前不超过100个人★■◆■■★。大部分是从中船重工七一八研究所出来的一批人,“他们拿套图纸★◆■,跳槽到其他公司,就能要价几十万到上百万。◆■■”据孙兴所知,国内多家上市公司想招人做电解槽,★◆◆■■“董事长一看薪资这么高,都吓一跳■◆。可但凡有点本事的,薪资都开得特别高。”
按照第三方研究与咨询机构势银的预测,2030年中国电解槽装机量可以达到100GW,以此测算◆★◆★,届时国内复合隔膜市场规模在200亿以上★■■,相当于10年会有百倍的增长◆◆◆★◆。
电解槽有限的市场,已经在大干快上的疯狂之中,因过度竞争陷入到了内卷的泥潭。对于行业来说,新的开篇或许并不如愿◆★■■◆,但所有人都在企盼一个美好的明天◆★★◆。
某知名电解槽厂商的高管指出,大家普遍对制氢隔膜一知半解◆■★■,并且,很多小的电解槽企业没有测试隔膜的能力,甚至不知道该测什么、怎么测。大一些的企业技术实力虽然稍微强一些◆★,但整体都处于比较早期的阶段。
2022年,中国电解槽出货量在800MW左右★◆,绝大部分都是碱性制氢。险峰(K2VC)投资团队算过一笔账,一台1000标方的电解槽要用大约1200平米的隔膜,以“5MW=1台1000标方=800吨/年”的产能计算,现阶段国内复合隔膜的市场规模约在1■◆■■■◆.6亿左右。
不仅如此,一些创业团队也开始进行复合隔膜的研发和生产。毕业于澳大利亚科廷大学的邵欣★◆,就是其中之一。
“涂层开裂脱落,说到底就是产品质量有问题★★。”对于易建华而言,这同样是研发过程中需要去解决的关键问题■■★■。为此,易建华在实验室“闭关”的八个月里,一遍遍地调整配方和工艺,终于试出了最优解决方案。
据国际氢能委员会发布的报告■★★,预计到2030年,全球氢能领域投资总额将达到5000亿美元★★■■。世界能源理事会预计,到2050年氢能在全球终端能源消费量中的占比可高达25%。
与此同时,氢能产业的投资环境也开始发生转移,超三分之一的大型央企和能源巨头频繁涉足制氢领域★◆◆,包括内蒙古、新疆、宁夏◆■、吉林也有新能源制氢的项目。在“双碳”背景之下,国家顶层设计◆★■■■★、政策已倾斜至氢能中上游环节★■◆,制氢环节与关键设备研发获得更多关注◆■。
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去年10月,制氢设备企业考克利尔竞立的核心人物马军辞去总经理的职务,而后出任隆基氢能总裁。一位知情人士透露◆■,竞立核心班底中,大部分人马已经被隆基和阳光挖走■★■■,元气受挫■◆,其优势可能“只剩下那张牌照了■★■◆★”。
《中国氢能产业发展报告2022》显示,2021年中国氢能产业链各环节投资,上游制氢超过了氢燃料电池,成为投资数量最多的领域◆■。
反观国内制氢领域属于非常专业小众项目,在行业风向和政策转态下■◆,产能需求几乎瞬间爆炸式增长。无奈的是爱克发隔膜根本没有在国内架设销售渠道,之前过于小众★◆■★★,需求低,大多是代理零散进口,面对海量国内订单,爱克发只能说■★“NO”。业内知情人士介绍道:◆★■◆★■“产能几乎达到极限,订单几乎全部被海外用户扫清■◆■,现在立刻增加产能,不可能做得到★◆★◆★。”一膜难求”的局面,困扰着产业链上的所有企业。
此外◆■◆■,未来国内市场虽然对复合隔膜的需求会起量,但摆在国产隔膜厂商的另一大挑战则是自建产线。复合隔膜生产线与常规的涂布隔膜生产线有很多不同,这对于当下复合隔膜研发厂商是一个很大的挑战◆◆■,原因是这个复合隔膜的浆料体系及成型方式的控制困难度很大,市面上现有的涂布机包括输送系统都无法使用。
今年1月★★■■◆■,壳牌在其发布的《中国能源体系2060碳中和报告》指出,中国在未来20年内■★◆★,都将致力于绿氢的商业化。其根本动力★◆,主要来自风光电利用成本的不断下降,为化工业和交通领域创造持续脱碳的经济条件■★■■■,以及下游市场对氢能使用需求的日益增长。
就算是PPS膜★■■◆★◆,也是在2018年被硬逼着在没有技术验证情况下■■★◆,“赶鸭子上架◆■■”匆匆上马。
随着低碳环保理念深入人心,中国碳达峰碳中和目标确立与推进★■★■★◆,绿氢行业开始大步迈进超速发展时代。其中最为业界关注的就是中国石化新疆库车绿氢示范项目,预计将于6月30日正式投产。该项目将是国内首个万吨级光伏绿氢示范项目★■◆■■,年产两万吨,业界估计这将成为中国氢能超速发展史上的里程碑★■◆。
孙兴透露:“别看国内电解槽技术能力不怎么样,但已经开始卷起来了★★◆,去年中标价格普遍在1000万1套,今年已经降到了700万★■■。”而阳光氢能董事长彭超才介绍到◆★,很多厂家为了业绩,在项目投标时故意报一个极低的价格,根本不考虑成本,已经毫无理性可言。
为什么业界那么关注■◆★★■,因为该项目曾在去年底发生过■■“炸槽■■■”事故◆★◆,原因之一就是国产复合隔膜耐不住高温和浓碱,导致涂层开裂脱落■★,隔离作用失效◆★★,槽内气体达到了爆炸极限。
在实验室不眠不休攻坚研究八个月之后,刻沃刻科技创始人易建华宣布:困扰氢能上游的“卡脖子”难题■■,即第三代制氢隔膜的研制已被攻破。此消息一出■◆,业界惊诧者众■★★。
《中国氢能产业发展报告2020》预计★■★■,到2050年,氢能在交通运输◆◆◆★★、储能、工业、建筑等领域广泛使用,氢能产业链产值扩大,产业产值将超过10万亿元★◆■★■,全国将进入氢能社会。
即便如此,从市场竞争的格局来看,国产复合隔膜相比于爱克发,优势在于价格。★◆■■“在中国市场任何行业的技术空白,只要没有国产化的东西★■◆■,从国外进口都会以十倍甚至百倍的价格引进到用户手中★◆◆◆。◆■◆”身处时代的岔路口,易建华相信国产复合隔膜的品质一定能追上国际水平。
他接触氢能领域是从读博士开始,博士课题就是围绕多孔陶瓷膜◆★■◆★■。其自主研发的微通道陶瓷膜成型技术,曾荣获科廷大学科技发明一等奖和西澳大利亚科技发明一等奖,后来的工作就是在不同领域探索这项技术的商业化应用前景★■■■◆■。
2022年氢能需求集中爆发,可笑的是由于使用的电解槽和隔膜材料不合格,制出的氢纯度不够,导致了不少“炸槽”事件发生★■◆◆。
中国的氢产业长期以来一直依附于化工业而存在★★。从上世纪五六十年代传承至今★★◆■★◆,电解槽的生产全靠老师傅的一双手。“两个极片中间夹一块石棉,通上电就用◆◆◆◆,完全不考虑能耗,做得特别糙★★◆◆■。虽然单台产气量大于 1000m3/h,但能耗仍然居高不下。”某电解槽项目负责人孙兴如此形容■■■★◆。