第06版:能源

潞安化工机械(集团)公司“晋华”家族添新,为用户提供高效率、高可靠性、低成本的电解水制氢解决方案

【能源革命观察】解码山西首台碱性水电解槽

  • 图为晋华槽。崔婷婷摄

  • 图为潞安化机新能源装备车间自动化生产线一角。满浩程摄

  • 图为潞安化机新能源装备车间生产场景。陈阳摄

  •   1月7日,潞安化工机械(集团)公司(以下简称潞安化机)太原生产基地新能源装备车间,机械低鸣,焊花点点,工作人员轻点操作看板,工业机器人灵活翻转手臂。电极板、隔膜等零部件经系列加工后在液压升降组装平台汇集。我省首台碱性水电解槽(晋华槽)日前就在这里正式下线,综合性能处于国内领先水平。
      新年伊始,记者走进潞安化机太原生产基地,探访晋华槽背后的故事。

    “氢”装上阵

      从项目策划到具体实施,从设备引进到技术攻关,历时2年,潞安化机建成全省首条GW级碱性水电解槽自动化生产线,并迎来了重大新产品下线。作为继晋华炉之后我省在能源技术革命方面取得的又一重大标志性成果,晋华槽的面世是山西能源化工战线拼搏进取、勇攀高峰的一个缩影。
      氢能被誉为“21世纪终极能源”之一,是实现清洁能源转型和“碳中和”的重要载体。于1月1日正式实施的我国首部《中华人民共和国能源法》中,氢能首次被明确纳入能源管理体系。山西氢源富集、应用场景丰富,发展前景广阔。作为我省16条省级重点产业链之一,氢能产业发展迅速,目前已形成绿色氢能高纯氢年产能3.1万吨。
      近年来,立足“双碳”“双控”目标和产业可持续发展,潞安化工集团围绕产业链部署创新链,以优势项目为依托,开辟发展新领域新赛道,广泛吸纳先进技术,推进科技成果应用转化,让创新成果快速转化为生产力。该集团旗下潞安化机组建新能源装备分公司,首选“无碳能源”来发展新质生产力,以研制电解水制氢的核心设备——电解槽为突破口,率先“氢”装上阵。
      潞安化机董事长赵哲军告诉记者:“公司发扬和复制晋华炉研发经验和模式,与清华大学、碳能科技(北京)合作,围绕低能耗、强波动碱性电解水制氢集成系统开展联合攻关。经测试,三方研发而成的电解水制氢技术与风光可再生电力的适配性良好,具备大型化、产业化、规模化推广应用的基础。”

    向智发力

      推动制氢技术从实验室走向生产线,并在山西成为研制制氢电解槽的探路者,需要克服的困难不少。面对诸多挑战,潞安化机与清华大学、碳能科技(北京)通力合作,拆除“篱笆墙”,打通从实验室研究到产业化生产的“快车道”,搭建了一支跨单位、产学研一体化的项目团队,协同攻克设计与制造中的诸多难题,实现了优化流场、提升效率、柔性支撑等诸多关键技术突破。在这场攻坚之旅中,该公司技术研发能力得到进一步提升。
      记者了解到,潞安化机新能源装备分公司设有设计研发部、制造工艺部、质量检验部、生产计划调度部和设备管理部,具有电化学教育背景的大学本科以上学历35人,是潞安化机唯一一个研发技术人员数量大于生产工人数量的单位。
      在新能源装备车间入口的生产线电子看板上,设备作业率、日计划进度、设备运行状态一览无余。潞安化机与国内知名智能化装备设计制造企业合作,融合自动控制、声光电检测、AI算法、云平台和MES管理系统,高标准、高起点建设了我省首条GW级碱性水电解槽自动化生产线。新能源装备车间负责人王成林介绍:“生产线年生产能力为100台,实现了100%自动化、100%质量自判定、100%产品数字化、100%信息共享化,不仅提升了生产效率,还确保了产品质量的高效稳定性。”这条生产线包含25种63台专业化设备,“智能范”十足,以液压升降组装平台为例,机组配套有高清监控系统,具备扫码以及多媒体记录功能,可对电解槽零部件进行数据采集、绑定、保存,对电解槽组装过程、组装细节等信息进行追溯。
      此外,该公司还以资质和智能制造优势,对电解水制氢BOP辅助系统进行优化集成、成套供应,有效降低了碱性水电解槽的生产成本。

    延链进阶

      2024年12月21日,以“‘氢’装上阵,‘碳’寻未来”为主题的山西省绿氢产业链高质量发展新技术发布会在并召开。来自全国的行业专家、企业代表以及我省的科技工作者见证了“晋华槽”的下线。
      这台长约5米、直径约2米的碱性水电解槽可通过风电光伏发出的绿色电力,使用电化学技术,制备绿色氢能。以绿色氢能作为无碳的终极能源,促推煤化工、钢铁行业和交通运输行业的低碳发展。
      “晋华槽具有高效率、低能耗、强波动特点,应用范围广且灵活性强,工作状态产氢量每小时达1000标准立方米,可用于消纳陆上风电、海上风电及光伏新能源发出的绿色电力,转化为绿氢产品,广泛应用于石油炼化加氢、氢冶金、电厂掺氨燃烧、加氢站等多个领域,为用户提供高效率、高可靠性、低成本的电解水制氢解决方案。”潞安化机副总经理李文忠介绍。
      “氢能经济大有可为,但绿氢发展任重道远。”“成本高是目前限制电解水制氢技术大规模发展的最主要原因,技术创新+大批量生产是实现绿氢降本的关键。”发布会现场,智慧火花碰撞,真知灼见频现。来自清华大学、中国科学院大连化学物理研究所等绿氢领域的最新技术成果纷纷亮相。发布会上,潞安化机主要负责人与技术合作方签署了氢能相关技术研发合作协议,并与项目合作应用方达成了电解水制氢、电力胶囊、空气压缩抽水蓄能、生物质气化、绿色甲醇等项目的合作意向,聚焦技术开发和产业链延伸,推动氢能产业向更高层次发展。
      未来已来,唯创者先。赵哲军表示,接下来,潞安化机的创新将向着三个方向进发:以智能制造为主攻方向——做精主业,开拓全炉型气化技术,推广耐火砖气化炉改造,研发生物质气化炉,申报国家级技术创新中心,持续领航煤气化装备领域;拓展高端海外市场;开发高附加值专利设备。以发展新质生产力为抓手——做长链条,加快绿色氢氨醇、二氧化碳电解利用、电力胶囊、空气压缩抽水蓄能、盐穴空气储能、电解水制氢成套装备等战新产品的研发与制造,推动技术、市场、业务深度融合形成新质生产力。以工业互联网应用加快企业数智化转型——做优服务,按照“4S”模式,建立产品的远程运维管理平台,由单纯气化炉制造商向煤气化全产业链延伸,从产品销售商逐步向合成气提供商、大型园区气化岛运营服务商转变。
      氢能不仅是保障能源结构清洁化和多元化的重要支撑,而且对工业清洁、低碳、高效、可持续发展具有重要意义。绿氢制备新技术的突破正在进一步驱动我省的能源绿色低碳转型。乘“氢”而上,向智发力,延链进阶,三晋大地创新热潮持续涌动,为新质生产力发展壮大注入新动力。

      本报记者晋帅妮 本报通讯员郭丁丁

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