2024年11月26日,三一氫能“智啟新章”成功舉辦全新3+1系列新品發布會。此次發布會標志著三一氫能在氫能裝備領域邁出了堅實的一步,展示了其最新的技術創新和戰略布局。
此次發布會上,三一氫能發布了全新3+1系列新品,涵蓋全新一代E系列圓形槽、全新一代S系列方形槽、全新PEM槽以及全新一代BOP系列產品。
一、新一代E系列圓形槽
三一氫能從核心材料(電極、隔膜)試驗到短堆測試,再到整槽集成的研發路徑,通過先進的模塊化設計理念,成功開發出全新一代E系列圓形電解槽。
低能耗:4000電密下直流能耗<4.3,30%負荷下<3.85,有效節省運行成本。
高純度:30%負荷下氫氧純度合格。
輕量化:三一氫能E系列新一代電解槽槽體長度<4.2m,相比上一代降低42%,重量<40噸,相比上一代降低了30%。同時,單位占地面積產氫量提升40%,流場均勻性也得到大幅提升。
穩定性:三一氫能對電極進行了超5000小時的穩定性測試,以及超3000次的啟停測試。此外,還對不同廠家的隔膜進行了氣密性、面電阻的耐久性測試及長期電解測試。
可靠性:通過對流場、溫度場、內密封、外密封進行優化設計,使得小室間溫差<15°C,極高溫與工作溫度間溫差<8°C,有效提升反應溫度,進一步降低電耗。
一致性:通過制造工藝升級、數字化監控,槽體長度偏差<3mm,槽體旋轉偏差<1mm,大大降低了槽體泄露風險。
密封升級:采用全新的內密封與外密封設計,結合高精度裝配與在線量化擰緊技術,打造出永不漏液的槽體。
二、新一代S系列方形槽
三一氫能新一代S系列方形槽,在2013年重磅發布的3000標方方形電解槽基礎上進行了全面升級。
S系列方形槽集成了行業頂尖的復合隔膜、貴金屬電極、純鎳等材料。電解單元采用復極式零極距設計和獨立循環結構,經過10余輪流場、溫度場及結構不斷仿真改進,流場均勻性從1.45提升至1.05,提升28%,業內首次實現12000電密的技術突破,經第三方權威機構現場測試認證。
此外,三一氫能在借鑒成熟的氯堿技術與工藝的同時,也注重技術的自主研發與創新。截至目前,公司已申請發明專利30余項,旨在將最好的技術服務于客戶。
高效節能:全新一代S系列方形槽負載范圍可達到5%-120%,低負荷媲美PEM槽,進入純化系統前,氧純度高于99.5%,氫純度高于99.9%。高負荷優于常規圓形槽10%,綠電吸收能力提升8%。能效最優,2500電密能耗僅為3.88,10000電密4.4,電流效率高達97%,為客戶提供實實在在的產氫量。
運維便利:三一氫能基于模塊化設計理念,結合智能制造與組裝工藝,實現了電解單元的快速拆裝與維護。單個電解單元更換僅需35分鐘,全程維護至重啟僅需36小時,極大提升了客戶維保的便利性。
帶壓運行:三一方形槽支持0.5MPa帶壓運行,低壓更匹配矩形密封結構,保證長周期安全的同時兼顧下游帶壓需求,以化工端5.5MPa為例,壓縮能耗僅略增0.02度/標方。相比常壓槽,二次壓縮需求可大幅降低。
全程氣體合格:三一氫能全新一代S系列方形槽在熱啟、熱備啟、冷啟動等多種工況下,均可實現氫氧純度開機即合格,全程無排空浪費,既經濟又安全,更適用于綠電耦合溫度交變工況。
綠電利用率高:在氫能聯盟的風光波動曲線擬合認證中,三一方形槽展現出優異的動態耦合制氫性能,具有強大的功率變載能力,運行功率跟隨率高于90%,完全勝任大基地的綠電制氫項目。
權威認證:發布會當天,全球權威認證機構法國必維為三一氫能全新S系列帶壓方形槽產品頒發了相關認證。這不僅是對三一氫能技術實力的高度認可,也是國際第三方對其新技術路線產品力的充分肯定。
三、全新系列PEM槽
三一氫能全新P系列兆瓦級PEM電解槽產品,這不僅是三一氫能技術實力的一次飛躍,更是實現三一氫能3+1戰略板塊的首次全面布局。
三一氫能全新PEM電解槽產品以其高電流密度、低能耗、高安全性和高一致性為特點,具備快速啟動、寬負荷調節范圍和快速功率調節能力,能夠靈活適應風光等可再生能源的波動性電源。已經過多輪的零部件、單電池、短堆、長堆測試驗證和迭代更新,且成功開發出50-500標方的PEM電解槽產品平臺。
全新P系列PEM電解槽額定直流電耗為4.25kWh/Nm³,設計壓力為3.0MPa,陰陽極耐受壓差超過1.6MPa,負荷調節范圍為5%-120%,負載調節速率為10%/s,確保在波動性電源條件下運行高效穩定。目前已經過200小時以上的整機額定、波動等工況的實測運行。
低電耗:三一氫能PEM電解槽通過優化膜電極催化劑活性、降低質子和電子電阻、減少零部件接觸電阻、優化流場結構設計和選擇高性能PTL材料,全面提升了氣液傳質效率。在25000A/m²的額定電流密度下,直流能耗為4.25kWh/Nm³;在峰值電流密度30000A/m²下,直流能耗僅為4.38kWh/Nm³,達行業領先水平。
超安全:三一氫能PEM電解槽通過優化密封結構設計和選擇優質密封材料,結合多尺度仿真模擬及試驗驗證,確保了在高壓力下的密封可靠性,有效降低氫氣泄漏風險。同時,采用低氫氧互竄的膜電極產品,確保在高壓力、高壓差條件下的安全、可靠運行。在3.0MPa的高陰極壓力下,電解槽總泄漏量為0.11%/h,全功率負荷范圍內氧中氫含量均小于0.05%。
高一致性:三一氫能PEM電解槽通過流體、力學、電化學仿真優化電解槽結構設計,并精選供應鏈,結合零部件尺寸的100%檢驗,確保新產品在高電流密度、高壓差運行下的高一致性。在25000A/m²電流密度下,電解槽極差<30mV,標準差為<10mV。
三一氫能全新PEM電解槽在交付前都會經歷超過168小時的全面下線合格測試,確保客戶收到的產品與其所見完全一致。
未來三一氫能將推出更高電流密度的電解槽,解決現階段PEM電解槽成本過高的痛點問題,目標在兩年內將成本下降到1000元每千瓦以內,從客戶的需求出發,提供高效穩定又有經濟性的多樣化PEM產品。
四、新一代BOP系列
三一氫能新一代BOP系列 依托三一工業化體系,引領業主、設計院和友商,聚焦BOP產品化、部件系列化和流程標準化,打造全行業最高質量、最安全的BOP系統,為制氫系統保駕護航。
工藝安全“強”:三一氫能深入聚焦質量與安全,對零部件及流程進行了全面而細致的可靠性分析,包括30項零部件分析、20項故障模擬、10項極端工況測試,確保溫度、壓力、液位、純度等關鍵參數的安全控制,并對異常狀況實現即時響應。同時,三一氫能嚴控氧側安全,通過增加氧側零部件及設備厚度,使腐蝕余量提升50%,進一步筑牢系統安全防線。
波動適應性“寬”:寬頻波動適應性,通過獨立堿液變頻循環工藝、純化再生氣智能調節控制系統,分離負荷范圍達到6.25~120%,純化負荷范圍達到0~120%。
操作便利性“好”:為提升客戶操作體驗,三一氫能系統采用模塊化設計理念,安裝效率顯著提升40%。人機工程學設計合理,巡檢檢修更加便捷,維修時間縮短30%。一鍵啟停功能簡化了開機流程,并配備防誤操作防護,僅需兩人即可完成開機操作,相比傳統四人配置,人員需求減少50%。
節能控制“優”:在用戶端,三一氫能同樣注重節能控制。通過分離系統堿溫/流量動態雙PID調節控制方法,BOP能耗指標有效降低10%。在純化系統中,脫氧與再生氣熱量得到充分回收,冷凍水用量銳減60%,整體能耗下降30%,實現綠色高效運行。
零排放“全”:在環境端,充分考慮環保友好,分離實現堿液全回收、純化凝液閃蒸至循環水系統,全系統無廢液排放。
未來,三一氫能將繼續聚焦圓形槽、方形槽、PEM 槽、BOP 的“3+1”技術路線,不斷完善并強化集成設計、材料研發、仿真分析、試驗驗證、電氣控制、制造工藝&品控、氫安全設計、工程交付等八大核心能力。同時,三一氫能期待與行業客戶、設計院、供應商、科研院所、行業機構等深化合作,共謀氫能裝備的高質量發展,為實現“雙碳”目標貢獻三一的力量與三一方案。