中石化首套自研兆瓦級PEM電解水制氫裝置投產

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12月14日，《中國科學報》從中國石化新聞辦獲悉，中國石化首套自主研發的兆瓦級質子交換膜（PEM）電解水制氫裝置在燕山石化成功開車，產出合格高純度氫氣。該項目年產氫180噸，生產全過程實現零碳、零污染物排放，標志著中國石化質子交換膜電解水制氫成套技術實現工業應用，將有效助力我國氫能產業鏈發展。

綠氫是最清潔的能源載體，是實現工業低碳化和能源清潔化的重要手段。作為目前制取綠氫的最主要方法，電解水制氫具有制氫效率高、負荷范圍寬、無污染等特點，能適應可再生能源發電的波動性，滿足離網發電要求。同時，電解水制氫采用“零間隙”設計，體積小、啟停速度快、操作靈活，是一種理想的加氫站站內制氫技術，將推動站內制氫發展，降低氫能成本。

該項目由中國石化石科院和燕山石化共同開發和建設，應用了國產化程度最高的單槽兆瓦級PEM電解水制氫成套設備。相較于多電解槽組合而成的制氫裝置，單電解槽技術難度大，對材料和制造工藝要求更高，但其體積小、功率密度高、成本更低，是電解槽未來發展的主要方向。中國石化采取集成設計、一體成撬的設計理念，整撬圍繞電解槽進行整體布局和管路優化設計，設備占地面積不到40平方米。

電解槽是質子交換膜電解水制氫裝置的核心設備。中國石化自主開發陰極、陽極催化劑和膜電極，最大產氫量可達250標方/小時，功率調節范圍大，氫氣純度達99.999%。

據悉，項目采用的是“綠電”，產出的“綠氫”主要銷往北京、河北、山東等地區。作為北京市最大的氫氣生產和供應企業，燕山石化已經被北京市房山區及大興區列入北京市氫燃料電池城市示范群制氫重點企業名單目錄，日供氫能力達4.5噸。

據介紹，近年來中國石化持續開發可再生能源電解制氫技術，滿足綠氫發展需求。此前，石科院和燕山石化合作開發建設的中國石化首套30標方/小時PEM電解水制氫示范站成功投用，標志著中國石化打通PEM制氫設備從關鍵材料、核心部件到系統集成的整套流程；中原油田兆瓦級可再生電力電解水制氫示范項目已經中交，投產后將日產高純度綠氫1.12噸。下一步，中國石化將加快催化劑、膜電極技術迭代，整合相關產業鏈，進一步降低裝置成本，提高PEM電解水制氫技術市場競爭力。