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上海电气积极推进“氢”卒锐兵

发布日期:2021/2/23

被称为“未来能源”和“终极能源”的氢能,近年来已成为全球范围的一个热点话题:国际上,美国、欧盟、日本都出台了相应的氢能战略规划;国内,多个地方政府出台了氢能发展方案和扶持政策,多家能源央企纷纷入局氢能产业链。


西方主流媒体对氢能普遍持乐观态度


        在2019年两会期间,“氢能”成为委员提案的热词之一。尤其引人注意的是,《政府工作报告》特地加入了“推动充电”“加氢等设施建设”等核心字眼。在同年举行的博鳌论坛上,国务院总理李克强再次明确表态,中国愿意发展氢燃料电池汽车。


        “传统的化石能源制氢会伴生大量二氧化碳,以电解水制取无碳绿氢是可再生能源的新输出路径。据统计,2020年电解水制氢规模为88万吨,而据权威机构预测,到2030年电解水制氢规模或将达到525万吨上下。”


         越来越多的人已经开始意识到,氢能的普遍性和高热值性及可储性,使其在发电、供热、动力交通、燃料电池等领域,有可能取代煤、石油和天然气,成为未来的超级能源,或将成为我国未来能源安全保障的压舱石。



        根据国际氢能委员会的统计数据,氢能需求将会在未来30年内实现井喷式上涨


       作为未来新能源技术发展的一大增长点,上海电气早在多年之前,就敏锐地认识到,氢能或将加速推动新一轮绿色能源转型发展,而首先瞄准的方向便是新能源汽车动力领域。


        近年来,国内外市场大力推广氢能的能源化利用,按照工业和信息化部指导编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》规划,到2025年,我国计划燃料电池汽车规模达到10万辆,年复合增长率超过50%,以燃料电池为代表的商用车是氢能应用的突破口和未来主要的市场增长方向。


         2016年前后,上海电气集团股份有限公司中央研究院(以下简称“上海电气中央研究院”)就开始聚焦燃料电池系统关键技术和燃料电池电堆技术研发,在系统关键技术开发层面,形成了系统架构设计与仿真、系统控制策略与仿真、低温启动、氢气循环系统等关键技术能力;在电堆技术开发层面,形成了金属板微流道设计、电堆设计和组装工艺、电堆活化工艺和测试评价、电堆密封、水热管理等关键技术能力,累计申请专利55件,其中发明专利42件,授权专利12件。



燃料电池系统开发
 


         就在去年,上海电气自主研发的燃料电池发动机在国家机动车产品质量检验中心(上海)通过强检测试。该燃料电池发动机额定功率66kW,实现零下30℃工作环境下的低温冷启动。该产品采用上海电气自主研发的氢气循环系统,具备动力强、长续航的特点,拥有替代商用车汽油、柴油发动机的能力。同时,装载该燃料电池发动机的7.5吨冷链物流车在上海完成整车调试。这标志着上海电气研发的新一代燃料电池发动机系统试运行成功,已初步具备了商业装车条件。



金属双极板


         此外,上海电气已陆续完成了超薄金属双极板设计、电堆设计、电堆匹配、定位和密封技术、电堆精密组装工艺、电堆活化和测试技术等关键技术能力,并完成第一代金属板电堆Fuel Cell INNO的设计、组装和电堆性能测试。经过上海机动车检测中心测试,电堆输出功率100kW,面功率密度1.2W/cm2,(端板内)体积功率密度3.7kW/L,未来有望在民商用车、船舶、轨道交通、火车和发电等更多领域应用。



技术人员正在进行金属板电堆组装试验

 
        去年11月,市经信委等部门联合印发《上海市燃料电池汽车产业创新发展实施计划》的通知,计划至2023年时上海燃料电池汽车产业发展实现“百站、千亿、万辆”总体目标,到2025年上海成为全球燃料电池汽车产业发展高地,建成运行超过70座加氢站,推广应用燃料电池汽车达到万辆级规模以上。


 
         在很多业内人士看来,上海电气自主研发燃料电池发动机系统试运行成功,使得上海电气有望通过技术输出,或将以自主研发的燃料电池发动机为载体,切入物流车、卡车、冷链车等交通运输领域,分享燃料电池商用车快速增长的红利。
 
          除使用氢能助力燃料电池的研发工作之外,上海电气还发挥自身在综合装备领域的优势和资源,结合实际应用场景,打造源网荷储氢一体化的能源产业新生态,以氢能作为主要媒介,打通能源与化工的中间环节,推动源网荷储氢各端核心设备的内部配套,带动上海电气相关装备板块共同发展。



宁东基地项签约现场 


         去年,上海电气电站集团专门成立氢能事业部,布局氢能产业,进一步加快跨界发展,实现转型升级。同年11月,上海电气首个氢能综合示范项目在宁东基地签约。


         一个月之后,内蒙古鄂尔多斯鄂托克前旗源网荷储氢一体化暨氢燃料电池重卡示范项目合作协议签订。根据协议,上海电气电站集团、京能电力等四家企业将共同参与这一综合能源及绿色化工、绿色交通协同发展的新生态建设,以丰富能源产业应用场景。



       该项目将建设特大型新能源发电基地,配套大规模电化学储能及制氢设备,还包含蒸汽动力岛、智能局域配电网、热力管网及氢气管网,最终可实现区域内冷、热、电、蒸汽、氢多种能源的高效供给,打造“源-网-荷-储-氢”一体化发展和氢能“制-运-储-用”全链条试点示范,促进对上海电气向氢能及综合能源领域转型升级。


        今年1月中旬,国家发改委相关负责人表示,将抓紧研究出台相关政策措施,加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,积极推动经济绿色低碳转型和可持续发展。


        2月1日,国家科技部正式发布《关于对“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》,其中明确提出,氢能技术专项2021年度指南部署拟围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统及“氢进万家”综合示范4个技术方向展开……
 
        一系列政策利好消息让上海电气更加明确向着氢能领域发展的大目标。


        如今,上海电气已经制定出了氢能技术行动路线,目标是通过技术研发及产业合作快速掌握绿氢制备的核心技术开发能力、核心设备制造能力。同时,上海电气将以氢能全产业链先进技术为基本依托,推动布局一批具有引领作用的绿氢综合能源产业示范项目,推进“可再生能源发电+氢能制储加一体化+化工园区+氢燃料重卡”应用。


          当前,绿色生态发展已经成为全球共识。对于中国而言,生态文明写入宪法,“两山论”写入党章,我国已向世界做出郑重承诺,二氧化碳排放量力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。随着氢能的大力发展,氢能源市场的“大战”也已拉开。面对新领域的挑战,上海电气将持续跟踪国家及地方氢能产业政策,加强与政府、相关企业及科研院所的交流合作,积极推进更多“氢”卒锐兵。


来源:上海电气

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