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上海电气的氢能谋略

日期:2021-02-24    来源:高工氢电

国际新能源网

2021
02/24
10:24
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关键词: 上海电气 氢能源企业 氢燃料电池

在国家政府大力推进清洁能源建设,改善国内能源结构的大环境下,作为国有大型综合性装备制造集团,上海电气积极展开新能源产业的布局,向绿色、低碳可再生能源转型。

其一方面持续夯实技术基础,在燃料电池系统-电堆-金属板产业链上,已形成较完整的技术储备和产业化竞争力;另一方面依托自身资源优势,积极推进氢能综合能源示范项目。氢电和氢能两条链有着极强的协同效应,上海电气或将很快迎来新的突破。

深耕氢电产业链

上海电气成立于1985年,由上海市国资委100%控股,主导产业聚焦能源装备、工业装备、集成服务三大领域,产品包括火力发电机组(煤电、气电)、核电机组、风力发电设备、输配电设备、环保设备、自动化设备、电梯、轨道交通和机床等。

改革开放以来,上海电气诞生了一大批世界领先的创新产品,如首套百万千瓦超超临界燃煤发电机组、三代四代核电核岛和常规岛主设备、大型海上风电设备、西气东输的高频电动机等。“创新”是上海电气坚守的理念。在国内燃料电池产业兴起之际,上海电气开创燃料电池板块的意志坚决,准备充足。

2016年前后,上海电气中央研究院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。

2020年,是中国氢电产业里程碑的一年。国内市场活跃度提升,材料性能突破、加工工艺升级,高功率和高功率密度电堆加速推出,国内市场氢电产业链产品迭代速度加快。氢循环泵、空压机等零部件实现国产化,关键材料批量化产线投建,产业链参与者持续增加,国内氢电市场竞争态势形成。

在这一年里,上海电气也迎来了新突破,公司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。

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。

当前氢能示范城市群呼之欲出,各级地方政府规划的加氢站建设也为燃料电池汽车的规模化推广打下基础。随着加氢站网络的逐步完善,燃料电池技术的进步,以及制氢、储氢、运氢环节经济性的提高,将成为燃料电池汽车发展的“加速器”。

据不完全统计,仅上海、北京、广东、山西、山东、江苏、河北、河南、四川、湖北等十个省份及直辖市明确规划,2023/2025年燃料电池汽车保有量分别达到3.5万辆和7.63万辆。2020年底国内燃料电池汽车保有量在8000辆左右,这意味着未来三年年均销量需达到9000辆以上,未来五年年均销量在13660辆以上。

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。

响应国家号召发展绿色氢能

现阶段中国从中央到地方的氢能顶层设计和氢燃料电池汽车商业化路径基本确定。

国家能源局发布的《能源法(征求意见稿)》将氢能划分成与煤炭、石油、天然气、风能等传统能源同类的能源范畴;国务院发布的《新能源汽车发展规划(2021—2035年)》和中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》中分别对国内氢燃料供给体系和燃料电池汽车的商业化发展路径做出明确规划;2020年全国共发布37份氢电产业相关发展文件,其中省、直辖市、自治区的发展文件共10份。

这些都为中国氢电产业的发展注入强心剂和目标指引。在此背景下,上海电气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。

2020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,签约方包括京能电力和宁东管委会。从协议内容来看,具体包括3个重要项目:一是氢能制储加一体化+化工园区及氢燃料重卡应用示范项目;二是宁东能源基地“源网荷储氢”一体化示范项目;三是宁东能源基地智慧综合能源建设项目。

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。

上海电气方面透露,公司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。


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