全球最大电解槽生产线正式投产 智慧自动化程度行业领先

  新华财经北京11月1日电（康耕甫）氢能是实现清洁能源转型和“碳中和”的重要载体，受益于国家政策推动，以及可解决发电波动性和间歇性等问题，近年来发展迅速。数据显示，截止2023年末，国内已有超300家企业进行了相关布局，国内电解水制氢设备厂商总产能达到38GW，占全球电解槽总产能的65.5%。

  近日，全球产能最大的电解水制氢设备生产基地——天合元氢扬州生产研发基地正式投产。基地整体规划产能为4GW，一期建设为1GW碱性电解水制氢装备产线，产线由极板自动焊接线、流道自动加工线、板网电极自动焊接线%信息共享化；可实现产品一致性、质量可靠性、履历可追溯性和全生命周期可视性。

  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。《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》提出，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

  再加上可解决发电的波动性和间歇性问题，近年来氢能受到了相关央国企、民营龙头等企业的高度重视。据不完全统计，截止2023年末，国内已有超300家企业进行了相关布局，国内电解水制氢设备厂商总产能达到38GW，占全球电解槽总产能的65.5%。 目前，全国规划绿氢项目数量累计近400个，累计产能约800万吨／年，建成项目约80个左右，建成产能10万吨／年左右。

  近日，天合元氢扬州生产研发基地正式投产。该基地位于扬州综合保税区，总投资7.2亿元，占地面积近150亩，建筑面积超6万平方。项目整体规划产能为4GW，一期建设为1GW碱性电解水制氢装备产线。

  天合元氢董事长高海纯表示，加快氢能产业发展，是助力我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要路径，是全球能源转型的重要枢纽。作为氢能战线上的生力军，天合元氢不仅持续在材料、工艺等硬科技领域加大研发，更在氢能“制储输用”全产业链上展开生态合作，推动行业创新发展。

  截至2023年末，国内布局电解水制氢设备的厂商中，隆基氢能已建成2.5GW总产能，位居行业首位；今年上半年，阳光氢能智能制造中心建成投产，园区产能达到3GW。随着扬州生产研发基地的正式投产，天合元氢也成为全球产能最大的电解水制氢设备生产商。

  “天合元氢自成立以来，以电解水制氢技术为核心，深耕氢能领域，专注于科技创新、行业引领，为全球环境、能源问题贡献中国智慧和多维方案，是行业内领先企业。天合元氢扬州生产基地的正式投产，也标志着我区氢能产业加速发展再结硕果，既为我区新能源产业整体结构优化提升注入了全新动能，也为深入实施产业强市战略、助推我市‘613’产业体系建设增添强劲动力。”扬州市委常委、扬州经济技术开发区党工委书记张利说。

  据了解，近年来，扬州经开区抢抓“碳达峰、碳中和”战略机遇，抢占氢能产业发展先机，在产业规划、项目招引、基金组建、科技研发等方面发力，积极推进氢能产业强链补链扩链，重点布局了氢能材料、氢能装备、氢能应用等细分领域，助推氢能产业发展步入“快车道”。今年5月，扬州经开区与天合元氢、扬州大学合作成立天合元氢扬州氢能产业研究院，聚焦氢能技术开发和产业链延伸，推动氢能产业向更高层次发展。

  “电解水制氢是解决新能源规模化发展的重要措施。氢能与电能相似，是二次能源，但又与电能不同，氢能可以储存，是储能技术的组成部分，而且可以长时间储存，可以成为能源储备体系的组成部分。”中国产业发展促进会副会长、国家能源局新能源司原副司长史立山表示。

  电解槽是电解水制氢的核心设备，现阶段大多企业聚焦于碱性电解槽。根据高工氢能，截至2023年上半年，中国电解槽名义总产能超过14GW， 其中碱性电解槽占比约94%，PEM电解槽约6%。单家厂商碱性电解槽产能大部分在 0.5-1.5GW 之间，行业格局较为分散。

  据天合元氢总裁段顺伟介绍，此次投产的1GW自动化产线以大型碱性电解槽为主，碱性技术适合规模化制氢场景，在工业领域具备较大的应用空间，其技术成熟、产品稳定，设备成本也相对较低，比较匹配目前市场的应用需求。PEM技术难度、成本相对较高，但电解槽的体积、电密、环保优势也非常明显，所以PEM路线也是天合元氢的重点研发布局方向。扬州基地也覆盖了PEM的研发组装测试平台，后续根据市场需求逐步配套建设二期PEM产线。

  电解槽的核心构件包括极板、极框、隔膜、电极、BOP辅助系统。其中极框是电解槽的支撑组件，用于支撑电极和隔膜；电极决定了电解槽制氢效率，是电化学反应的场所，主要是由镍网、泡沫镍等构成。BOP系统则主要包括电源供应系统、控制系统、气液分离系统、纯化系统、碱液系统、补水系统、冷却干燥系统和其他附属系统。膜片／电极组件是电堆组件中成本占比最高的部分。

  新华财经现场看到，扬州基地一期建设的1GW自动化线由极板自动焊接线、流道自动加工线、板网电极自动焊接线部分组成。其中产线融合自动控制、声光电检测、VI算法、大数据、云平台等多种技术，可实现“4个100%”智能产线%信息共享化；实现产品一致性、质量可靠性、履历可追溯性、全生命周期可视性。

  焊缝是电解槽核心部件极板的关键质量因素，决定了产品的气体纯度和使用寿命。天合元氢创新性使用焊缝追踪系统，利用激光自动跟踪技术、结合视觉识别技术和AI算法实现焊缝实时识别、自动纠偏、并通过JOB自学习系统自主实现新产品导入，确保焊接质量的同时，使整体焊接效率提升30%。

  焊接线同时整合了焊缝质量检测系统，该系统根据激光焊接过程中伴随着光辐射现象，能反映焊接的状态以及过程中有无缺陷的产生；并利用光电传感器将焊接过程中产生的光辐射转换成电信号，通过检测系统对该辐射光信号的分析，从而达到缺陷检测与质量监控的目的。

  在极板流道自动加工系统，天合元氢采用桁架样式高速机器人、激光超亮切割技术、触感式水平检测技术、自动精研技术；可实现自动上下料、来料全检、流道孔切割、铣流道加工、表面处理、平整度检测等功能，对比传统加工线%、质量平整公差控制在0.5mm。生产的极板公差小、一致性强，可使电解槽整体受力均匀，有利于提升电解槽的稳定性，保证运行安全。

  在BOP制造车间，可看到厂房动力设施及配套已全部准备完成，目前在做布局和美化工作。据介绍，BOP制造车间总面积15600m，是目前全球最大的制氢BOP制造车间，可同时生产50套1000标方分离和纯化设备。目前可生产0.1-4000Nm／小时的气液分离装置，和0.1-8000Nm／小时的氢气纯化装置。

  “天合元氢现有的产品主要有橇装式制氢装备、集装箱式制氢装备、移动式制氢装备以及BOP产品，产氢量可以从0.5标方至3000标方。具备安全可靠、低载稳定、超长寿命、满载保障、优质高效等特点，这也是行业对制氢装备的实际要求，在未来的研发和生产中，我们也将从五个维度进行产品迭代，以充分匹配客户的实际需求。”天合元氢副总裁张秀岭表示。