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这些氢能「黑科技」正在重构生活「碳足迹」

时间:2025-05-15

氢能作为来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,已成为全球主要经济体推动能源转型和经济增长的战略选择。中国是全球最大的氢气生产消费国,根据《中国氢能发展报告(2025)》,2024年中国氢能全年生产消费规模超3650万吨,位列世界第一位。截至2024年底,各地建成可再生能源电解水制氢产能超12万吨/年,建成加氢站超540座,推广燃料电池汽车约2.4万辆,各领域试点示范取得积极进展。

2024年,我国氢能产业以科技创新为引领,以产业规模化、商业化为目标,氢能制取、储运、应用全链条关键技术不断在装备研发、性能迭代和场景示范方面取得突破。目前,已有部分氢能“黑科技”拓展至新兴应用场景,重塑能源格局与城市生活,为我国氢能领域蓬勃发展和能源绿色低碳转型注入澎湃动能。

电解水制氢设备「内卷」

推动行业降本增效

电解水制氢技术的发展是低碳清洁氢气供给的突破口。根据《中国氢能技术发展路线图研究》(以下简称《技术路线图》),我国电解水制氢技术中有30%以上细分技术达到商业化应用水平,其中碱性(ALK)电解水制氢技术处于国际领先水平,阴离子交换膜(AEM)正逐步步入中试阶段。亿纬氢能、中国中车、大陆制氢、中集集电等企业纷纷发力ALK、AEM电解水制氢设备及零部件研发和生产,助力我国制氢设备降本增效。

亿纬氢能1兆瓦AEM电解槽

亿纬氢能首发1兆瓦AEM电解槽采用新一代电极技术,电流密度提升20%;采用小室结构,体积缩减30%;产氢速率达230标方每小时,满足万吨级绿氢项目需求;单位电耗低至4.6-4.8千瓦时每标方。依托自主研发的非贵金属催化体系与新型离子传导技术,综合成本较传统PEM路线降低40%,核心组件国产化率超95%。此外,该槽工作压力提升至1.4兆帕,冷启动时间缩短至15分钟,适配风光波动性绿电与工业高压场景。

中国中车4000标方碱性电解槽

中车株洲所发布新一代4000标方碱性电解槽,以创新技术引领电解槽大标方时代。该槽为适配大规模新能源制氢项目开发,额定产氢量可达4000标方每小时,额定电流密度大于或等于6000安培每平方米,功率调节范围为20%-110%。具备安全、高效、宽波动、长寿命等优点。

大陆制氢AEM电解槽

大陆制氢设备有限公司自主研发的AEM电解槽通过自主隔膜研发,使用非贵金属电极材料,轻量化极框设计,显著提升了电流密度与能源转化效率,可在风光电波动场景下保持高稳定性运行,为后续规模绿氢生产提供了可靠解决方案。

中集集电电极产品「海螺电极」

中集集电首次推出自研电极产品“海螺电极”。这是中集集电全自主研发的纯镍电极产品,采用电沉积工艺制备微纳尺度有序结构的催化剂,显著提高催化活性,并且具备抗反向电流冲击、长寿命、低成本等优势,目前海螺电极已经实现了商业化应用,采用乳突结构搭配PPS隔膜的50标方电解槽,连续运行五个月后,实现每标方氢气直流电耗4.5千瓦时,电流密度4000安培每平方米。该产品采用特种电镀工艺,无硫配方,解决了泡沫镍粉化、气阻等行业共性痛点问题。

打造储氢「宝库」

链接产业上下游

氢储运是连接氢能产业链上下游的关键环节,也是目前氢能高效储运、规模化利用的主要瓶颈。《技术路线图》指出,我国在氢能存储与输配技术方面,以安全可控为前提,积极推进材料、结构和技术工艺创新,支持开展多种储运方式的探索和实践。在此背景下,中电工研、中冶武堪聚焦储运环节推出固态储氢、岩洞储氢等创新技术成果,为储氢在安全性、成本和效率等方面提供了解决方案,助力我国氢能产业规模化发展。

中电工研钛系固态储氢装置「氢立方」

中电工研自主研发的钛系固态储氢装置“氢立方”具备以下多项核心优势:氢气以固态形式储存,常温常压下储氢量达传统气态储罐的3倍,大幅减少设备占地面积;运行寿命超过20年,循环次数超万次,满足工业化连续生产需求;可与电解水制氢设备、燃料电池高效衔接,降低系统能耗;直接适配合成氨工艺,无需二次提纯。

中冶武勘岩洞储氢产品

中冶武勘聚焦深地储能,研发岩洞储氢产品。岩洞储氢通过开挖洞室或改造利用废弃矿洞,采用由外向内的组合衬砌结构来构建人工洞室,从而实现大规模氢气储存。岩洞储氢具有安全性能高、建设成本低、储存容量大、地质适应强、储存周期长等特点,同时有效节省地面土地空间资源。通过上游链接制氢端,下游链接用氢端,打通氢能全产业链,可用于企业级、城市级规模化储氢母站,也可作为省级、国家级能源战略氢能储备库。

为氢能产业装上「智脑」

构建绿氢产业新生态

氢能产业是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向,具有长产业链程、多领域交叉、高技术门槛等特点。随着人工智能与大数据技术的飞速发展,氢能产业正加速迈向智能化转型的新阶段。中集集电、华工激光等企业推出创新的智能化技术与解决方案,支撑电解水制氢产业转型升级,构建高效、安全、智能的绿氢产业新生态。

中集集电智慧氢能解决方案

中集集电智慧氢能解决方案涵盖智慧运维、智慧检测、智慧能源三维度产品。智慧运维方面,打造电解槽实时在线监测设备,实时监测电解槽运行风险,提高运行的可靠性和稳定性;智慧检测方面,开发柔性检测流程配置平台,一键下发检测任务,自动生成检测报告,实现安全少人化值守;智慧能源方面,归集分析从能源端到成品端的全链条能源流向,为降本增效提供精准有效的数据支撑。

碱槽极板双面智控焊接机器人

华工激光碱槽极板双面智控焊接机器人采用行业首创的焊缝跟踪和单面焊接双面成型技术,适用于碱性电解槽极框、极网焊接;工艺质量佳,采用三合一焊接工艺路线;自动化程度高,具备全轨迹焊缝跟踪、焊缝3D视觉检测、焊接功率监测等功能。

一体化智能加氢机器人

国家能源集团国华投资(氢能公司)一体化智能加氢机器人通过搭载先进的力控软浮动技术和3D视觉组合相机,能够自动完成加氢全过程,提高了对停车范围的适应性,减少了人员误操作,降低了运营成本。同时,机器人能够实现7×24小时连续工作,提高了加氢站的运营效率。

从重卡到无人机

燃动氢能零碳引擎

在践行双碳目标的过程中,氢以其零碳特性在推动交通领域深度脱碳上发挥关键作用。据国际能源署等机构预测,碳中和目标下,至2030年,氢能将主要应用于重型卡车、冷链物流、城际巴士等场景,氢燃料电池汽车保有量将达到60万辆;至2060年,氢能在国内交通部门的应用将进一步拓展至船运、航空领域。杰宁科技、富德金煜等企业推出全球首创换氢重卡、固态储氢氢动力无人机等高效灵活的氢能交通工具,为氢能零碳物流发展提供了重要支持。

杰宁科技全球首创换氢重卡

杰宁科技全球首创换氢重卡可实现5分钟快速换氢、单次运营里程达500公里、补能效率媲美传统燃油车。目前,国家能源集团国华投资(氢能公司)枣泉加氢站正牵头与杰宁科技合作推动换氢站建设,采用杰宁科技换氢重卡。该换氢站类比“重卡换电”模式,换氢能力达5000公斤每天,可满足氢能重卡更换氢气储罐的需求。在提升加氢效率和安全性的同时,还能节约加氢成本,开创“更换车载氢系统”的新型供氢模式。

荣程新能200千瓦氢能重卡

荣程新能200千瓦氢能重卡由荣程新能与吉利远程联合研发,是国内首批实现大批量上装的200千瓦氢燃料电池重卡,已于今年3月初下线投运。该车型基于远程星瀚G新能源重卡平台打造,定位高端商用场景,搭载荣程氢扬动力Fe6-200千瓦燃料电池系统,以及天海氢能2支390升+4支450升IV型储氢瓶,采用高强度轻量化材料,有效降低整车重量和氢气消耗,更好满足长续航、重量轻的需求,是国内超大容积Ⅳ型瓶的首次批量化应用。

帝江Re系6×4氢燃料电池牵引车

质子汽车帝江Re系6×4氢燃料电池牵引车以创新技术推动商用车运输绿色转型。该车型搭载150-200千瓦大功率燃料电池系统,采用8×385升(35兆帕)高压储氢系统,最大输出功率达510千瓦,动力性能对标传统燃油车,适配500-800公里中长途干线物流及港口运输场景。

富德金煜氢动力无人机

富德金煜氢动力无人机采用氢化镁固态储氢材料,形成固态储氢动力系统。该机在氢能源的驱动下运行,替代传统固态电池和燃气,在空载情况下续航时间可达2.5小时,最大飞行重量可达25公斤,最大载荷可达10公斤,可以在-10℃-50℃的环境温度下适用。此外,该机仅需更换储氢燃料罐即可补充电能,换电十分方便。

氢能骑行+氢农产品解锁绿色生活新姿势

氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。目前,我国氢能产业已具备了一定的技术基础和产业积累。随着氢能核心技术和关键材料瓶颈不断突破,氢能应用场景已从工业、交通等领域逐步拓展到日常生活中,为普通民众带来了更环保、更高效的生活体验。氢能自行车、氢水机、氢农产品等应用正逐渐渗透到民生的各个角落,展现出巨大的发展潜力和普惠价值。

成都集氢H200型氢能助力自行车

成都集氢H200型氢能助力自行车适用于园区、校园、旅游景区、城市共享等场景应用,加20克氢气,就能跑几十公里;加氢效率高,仅需一分钟就更换氢瓶;仅排放水,零碳绿色环保。

卡沃罗富氢水机

卡沃罗富氢水机基于SPE制氢技术的氢气生成组件,利用微纳米气泡技术,超饱和技术生成高浓度的富氢水,实现产氢+混氢分离出来的技术平台,创新实现物理融氢,将碱液替换成纯水,增加了使用过程中的安全性,且更加节能,更环保。

富氢草莓

近年来,富氢草莓、富氢水稻等氢农产品引发行业广泛关注。富氢草莓相比普通草莓更易生长存活,产量更高,口味更甜,深受消费者的喜爱。用氢水灌溉可以有效调控根际微生物的群落结构和功能,增产提质效果显著,不仅可以降低化肥和农药的使用量,而且还能改善口感。

在2025国际氢能大会暨国际氢能及燃料电池产业展览会上,这些突破性成果集中亮相,展现了我国氢能产业的三重突破:核心技术自主化率持续上升、制氢与储运等环节成本齐下降、应用场景扩展至多个民生领域。

2025年,作为“十四五”规划的收官之年,也是“十五五”规划的谋划之年,中国将持续推动氢能产业政策接续发力,积极落实氢能纳入能源管理相关工作,加快推进氢能领域重大技术装备研制和应用示范,促进“制储输用”全产业链发展,进一步完善氢能产业生态、优化产业发展环境,为“十五五”时期氢能产业提质提速奠定坚实基础。

来源:中国氢能联盟