3000标方电解槽商用“破晓”

随着技术的进步和产业链的逐渐成熟，国内电解水制氢设备往更大标方“前进”的趋势明显，自去年隆基氢能在业内首发单体3000标方的碱性电解槽后，三一氢能、派瑞氢能等也在相继对外推出了单体3000标方的碱槽产品。

今年以来，开始有绿氢项目招标把3000标方的碱槽纳入采购范畴，3000标方碱槽整体进展情况如何？往大标方提升的过程中又面临哪些难点和痛点？ 3000标方碱槽产品进展 制氢装备大型化是绿氢产业发展的必然趋势。2021年，科技部发布的《“十四五”国家重点研发计划》氢能技术重点专项明确提出，开展额定产氢量超过3000标准立方米/时的高效大功率碱水电解槽关键技术开发与装备研制。

世界上率先把单体3000标方碱性电解槽实现产品化的公司是隆基氢能。2023年9月，在无锡举办的科技成果发布会上，隆基氢能推出了ALK G系列单体1200 Nm3/h到3000 Nm3/h的四款产品。其中，3000Nm3/h电解槽为当时国内首台单体最大碱性电解槽。

隆基氢能首款3000标方碱槽的发布也揭开了国内电解槽企业向3000标方迈进的序幕。

2023年12月，三一氢能在长沙三一智联重卡产业园重磅发布单体制氢电解槽三一S系列3000标方方形电解槽。这款产品搭载先进的贵金属电极和复合隔膜，运行电密超过10000A/m2，而基于模块化设计理念，提高了安装、维护和更换的便利性。

与隆基氢能和三一氢能相比，派瑞氢能是电解水制氢设备领域的老兵，在新锐企业连番推出3000标方的单体碱槽产品后，被誉为是国内电解水制氢设备老大哥的派瑞氢能也不甘落后，2024年5月，派瑞氢能对外发布了其首款单体3000标方碱槽。

5月17日，派瑞氢能研制的单体产氢量3000Nm3/h的碱性水电解制氢设备正式下线。这款产品突破了大功率、高电密、宽负载、低电耗等多项前沿技术。与上一代技术相比，新电解槽运行电流密度提升17%，槽体重量降低13%，制氢系统具备30%-110%的动态调节能力，能耗达到国标一级能效标准。 3000标方碱槽商用动态 当然，如果仅仅只是发布产品只是说明电解槽企业具备制造3000标方的碱槽产品的能力，下游应用市场是否对3000标方的产品有采购需求，决定着大标方碱槽的发展出路。

3月12日，由隆基氢能生产的2台ALK G系列3000Nm3/h碱性制氢装备顺利发货，将与兴国铸业共同进行氢冶金项目成套技术与装备的开发和应用推广。此前，隆基氢能与昌黎县兴国精密机件有限公司签署战略合作协议，共同建设“30万m3/d可再生能源电解水制氢——450m3高炉富氢冶炼”工业化应用示范项目。

3000标方碱槽真正进入商用的标志是公开的绿氢项目招标。6月7日，鄂尔多斯公共资源交易中心发布鄂尔多斯市伊金霍洛旗圣圆能源风光制氢加氢一体化项目50MW光伏及14000Nm3／h制氢项目（二期）制氢设备采购五标段招标公告，其中就包括采购3000Nm3/h电解水制氢设备的部分。

7月1日，上述招标项目公布了中标候选人，该标段第一、二、三中标候选人分别为中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司、江苏双良新能源装备有限公司、江苏天合元氢科技有限公司，投标报价分别为20882000.0000元、20500000.0000元、19950000.0000元。

考虑到派瑞氢能于今年5月正式下线了单体产氢量3000Nm3/h水电解制氢装备，且已确认有2台单体3000Nm3/h电解槽将用于河北昌黎一氢冶金项目，双良和天合元氢尚未对外发布单体3000Nm3/h电解槽，基本可以确定首个单体3000标方电解槽的公开绿氢项目订单被派瑞氢能收入囊中。

从目前发展趋势来看，西北、东北地区的绿氢项目，仍以主流碱性制氢的1000Nm3/h电解槽为主，少部分项目开始批量化配备2000Nm3/h电解槽，个别项目试用3000Nm3/h电解槽。制氢设备大型化是整体的发展趋势。 大标方电解槽的优势与难点 制氢设备大型化能够带动降本增效，意味着在低能耗和高稳定性条件下，可以实现更大规模绿氢生产，最直观的是更大的单体电解槽可以节约更多的占地面积，这也是促使电解槽企业往更大标方发展产品的重要原因。隆基氢能总裁马军曾表示，从碳足迹的角度来看，1台2000Nm3/h比2台1000Nm3/h的电解槽减碳20%原材料，节省9.4吨钢材，减少碳排放14吨。

为降低能耗、大规模产氢、降低初始投资、提高装备稳定性，单体电解槽大型化将成为趋势，但要真正做好3000Nm3/h单体碱槽，并且实现成熟的商用并非易事。

电解槽存在尺寸、重量、制造、成本等约束边界效应，与应用模式和需求密切相关。比如，在关键技术方面，要重视气液传质均衡设计与控制技术、大型电解槽结构设计技术、功率波动适应性关键技术等。

现阶段，业界在开发更大产氢量的电解槽方面（2000-3000 Nm3/h），更多的解决办法是采用大量小室的堆叠，但是这种方法会导致电解槽的设备体积过大，而且小室过多也会在密封和压紧方面带来问题。如何减少小室数量，提升电流密度是当前业界关注的一个重点。

提升电解槽的电流密度，可以通过对于电极、隔膜材料的优化和电解槽结构的优化来实现，这也是当前最具有吸引力和应用前景的一种解决方案。目前也有很多企业和高校正在研发高性能的电极和隔膜材料，正在对碱性电解槽的整体结构做进一步的优化。

“通过叠加电解小室单元提升单槽产量会造成电解槽体积过大、安装不便等问题；若提高电流密度，会使电解小室电压上升，从而带来单耗的提高，增大了设备的运行成本。”一家电解槽企业研发总监指出，提升电解槽的制氢能力是一个综合工程，最终还需要兼顾性价比和市场的接受度。

从1000标方飙升到3000标方，体现出国内电解水制氢技术的进步，但真正落实到商用环节，还需要更加慎重。

“在实际运行中，目前的1000标方的碱性电解槽还在不断的打磨和迭代，以提升可靠性和稳定性，只有在这样的基础上推出更大标方的电解槽才能让人信服。”国内一家绿氢项目的参与方告诉高工氢能，目前市场上不断有大标方碱性电解槽的新品涌现，从数据来看，无论是电流密度还是能耗表现都有很大提升。但这只是代表实验室的测试结果，缺乏在实际工况应用的验证。

单体3000标方碱槽产品从发布到进入商用必然会经历一个不断试错并改进的过程，无论采用何种办法提高电解槽的产氢量，安全性是设备制造企业首要考量因素。相信随着行业应用案例的增多，经验的积累，3000标方产品的规模化商用局面很快就会到来。