國(guó)家電投結(jié)盟德國(guó)西門(mén)子 圍繞氫能關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研發(fā)

中國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)中最“綠色”的國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司與德國(guó)工業(yè)巨擘西門(mén)子股份公司之間的能源合作，延伸至氫能領(lǐng)域。2017年開(kāi)始，國(guó)家電投的氫能布局陡然提速，“朋友圈”不斷擴(kuò)圍，是除國(guó)家能源集團(tuán)之外最熱衷于在該領(lǐng)域結(jié)盟的能源央企。之所以選擇西門(mén)子，除了雙方有燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域的合作基礎(chǔ)外，與制氫路徑上的一致性有關(guān)。

9月6日，在中德兩國(guó)總理的共同見(jiàn)證下，國(guó)家電投黨組書(shū)記、董事長(zhǎng)錢(qián)智民與西門(mén)子股份公司總裁兼首席執(zhí)行官凱颯（Joe Kaeser）在北京簽署《綠色氫能發(fā)展和綜合利用合作諒解備忘錄》。根據(jù)該備忘錄，國(guó)家電投和西門(mén)子將聚焦氫能供需兩側(cè)關(guān)鍵技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)與應(yīng)用，重點(diǎn)圍繞氫能技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)、2022北京冬奧會(huì)綠色制氫科創(chuàng)項(xiàng)目、氫能產(chǎn)業(yè)能力培育和標(biāo)準(zhǔn)制定、第三方市場(chǎng)合作等領(lǐng)域開(kāi)展高技術(shù)合作。

西門(mén)子公司發(fā)布的消息稱(chēng)，雙方基于今年3月簽署的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系框架協(xié)議（框架協(xié)議）簽署該諒解備忘錄，將既有戰(zhàn)略合作進(jìn)一步拓展至綠色氫能和Power-to-X（以清潔能源為主體的能源轉(zhuǎn)化）領(lǐng)域。雙方也將共同建設(shè)中德綠色氫能科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目，并以該項(xiàng)目為依托探討建設(shè)驗(yàn)證中心并制定氫能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

四年前由原中國(guó)電力投資集團(tuán)公司與國(guó)家核電技術(shù)公司重組組建的國(guó)家電投，同時(shí)擁有火電、水電、核電、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電資產(chǎn)，是五大發(fā)電央企中首個(gè)清潔能源裝機(jī)占比超過(guò)50%的企業(yè)。這種發(fā)電結(jié)構(gòu)決定了其在制氫路線上的側(cè)重點(diǎn)一——以可再生能源制氫、解決棄風(fēng)棄光。在應(yīng)用環(huán)節(jié)，氫燃料電池是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛使用階段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技術(shù)方案，已成為各大能源央企近年來(lái)攻關(guān)的“新寵”。

2017年4月，國(guó)家電投科學(xué)技術(shù)研究院與清華大學(xué)汽車(chē)工程系簽署“北京2022冬奧氫能交通”合作意向書(shū)，雙方將在在氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)達(dá)成全產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略合作。清華大學(xué)汽車(chē)工程系在該領(lǐng)域積累深厚，自2001年就開(kāi)始了氫能燃料電池商用車(chē)的研發(fā)。緊接著，是年5月，國(guó)家電投中央研究院控股、北京市未來(lái)科技城產(chǎn)業(yè)發(fā)展公司參股的氫能科技發(fā)展有限公司成立，承擔(dān)以氫燃料電池為核心的氫能關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化任務(wù)。

同年9月，國(guó)家電投與騰華氫能、博石資產(chǎn)簽訂協(xié)議，共同投資10億元用于氫能產(chǎn)業(yè)投資基金，主要投資方向?yàn)闅淠墚a(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新企業(yè)，電能轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用技術(shù)，清潔能源領(lǐng)域科研成果的產(chǎn)業(yè)化。10月，國(guó)家電投科學(xué)技術(shù)研究院與遼寧省朝陽(yáng)市舉行氫能源產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)項(xiàng)目簽約儀式，氫能源產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目一期總投資11.3億元，主要建設(shè)風(fēng)電制氫應(yīng)用示范及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、天然氣摻氫應(yīng)用推廣示范項(xiàng)目、氫能交通和分布式供能示范及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。

有了上述科研、資本、示范項(xiàng)目等層面的儲(chǔ)備后，2018年7月，國(guó)家電投的氫能業(yè)務(wù)規(guī)格升級(jí)，成立了以董事長(zhǎng)錢(qián)智民掛帥的氫能工程領(lǐng)導(dǎo)小組，以加強(qiáng)對(duì)氫能技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用等工作的組織領(lǐng)導(dǎo)。此后，國(guó)家電投又馬不停蹄，先后與巨化集團(tuán)簽署氫能合作協(xié)議；設(shè)立氫能科技發(fā)展有限公司寧波辦事處，以重點(diǎn)推進(jìn)雙極板和氫燃料電池總裝兩條中試線、氫能產(chǎn)業(yè)園一期建設(shè)、氫能交通示范應(yīng)用等項(xiàng)目實(shí)施；與北汽福田、億華通簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，三方就推動(dòng)京津冀地區(qū)氫能交通應(yīng)用示范與推廣達(dá)成合作共識(shí)。

國(guó)家電投氫能科技發(fā)展公司首席技術(shù)官柴茂榮近日在論述上透露，國(guó)家電投百千萬(wàn)燃料電池電堆項(xiàng)目將在今年內(nèi)完成中試，并進(jìn)行相關(guān)工藝放大驗(yàn)證及固化。到2020年，國(guó)家電投氫燃料電池關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并建成國(guó)家能源氫能研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心，初步建成氫能檢測(cè)鑒定實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)；2025年將形成系列化電池產(chǎn)品及穩(wěn)定的系統(tǒng)配套能力和原材料供應(yīng)體系，驗(yàn)證平臺(tái)發(fā)揮行業(yè)支撐作用。

另一方面，據(jù)澎湃新聞（www.thepaper.cn）了解，早在十年前西門(mén)子就已經(jīng)啟動(dòng)對(duì)氫能的研究與應(yīng)用，且正在探索以多能互補(bǔ)提高能效，為其能源業(yè)務(wù)注入新的活力。其中之一是以氫能串聯(lián)起能源上下游產(chǎn)業(yè)鏈：在上游，西門(mén)子提供適合光伏和風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電和輸配電設(shè)備及解決方案；在中游，提供高效電解水制氫的核心技術(shù)。在下游，由其提供適用于工業(yè)等領(lǐng)域的氫能應(yīng)用設(shè)備，如可以使用氫氣或氫氣—天然氣混合燃料的燃?xì)廨啓C(jī)等。截至目前，西門(mén)子對(duì)氫能的綜合應(yīng)用在全球范圍內(nèi)已有多個(gè)案例。

在整條氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，最核心的環(huán)節(jié)當(dāng)屬對(duì)氫氣的制取。目前，電解水制氫的主要方式有堿液制氫法、高溫固態(tài)氧化物制氫法及質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫法。西門(mén)子采用PEM電解水制氫技術(shù)，即在質(zhì)子交換膜兩側(cè)連接電極，通電時(shí)，電極兩側(cè)會(huì)分別產(chǎn)生氫氣與氧氣。與堿液法相比，PEM法具有能量密度高、電解效率高、產(chǎn)出氣體純度高、安全性高和占地面積小等優(yōu)勢(shì)。此外，在光伏和風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電量波動(dòng)時(shí)，PEM法也具有更快的響應(yīng)速度。基于PEM電解水制氫技術(shù)，西門(mén)子推出了質(zhì)子交換膜電解器產(chǎn)品系列，并已成功商用。

2018年，利用上述工藝流程的全球首個(gè)兆瓦級(jí)別電解水制氫工廠已在德國(guó)實(shí)現(xiàn)盈利：工廠內(nèi)安裝了三臺(tái)西門(mén)子質(zhì)子交換膜電解器，最大功率達(dá)6兆瓦。該項(xiàng)目中，園區(qū)內(nèi)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電一部分被直接送入電網(wǎng)，另一部分則用于電解水制氫。得到的清潔氫氣一部分注入當(dāng)?shù)剌敋夤芫W(wǎng)，和管道內(nèi)的天然氣混合供用戶使用，一部分會(huì)被運(yùn)送至周邊化工企業(yè)，還有一部分則會(huì)供給當(dāng)?shù)丶託湔竟淙剂想姵毓卉?chē)等車(chē)輛使用。