目錄

CONTENTS

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02

03

04

05

06

中國氫能政策發展歷程

電解水制氫基本原理

電解水制氫系統及工藝流程

ALK制氫設備詳解

河北加氫站及基礎設施建設

張家口制氫領域實現技術新突破

氫能專欄期刊

第01期

來源單位：冀交能源氫能工作小組? ? ? 投稿人：郝尚寧

? ? ? 氫能產業近年來在我國獲得了前所未有的關注，從早期的推廣階段，到2019年首次被政府報告提及，再到“十四五”規劃中首次出現在“五年規劃”中，氫能源行業的政策發展實現了“從無到有”的快速變化。根據《“十四五”規劃和2035年遠景目標剛要》，未來將要實施氫能產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批氫能產業。

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第01期

企業月度期刊

第01期

氫能專欄期刊

來源單位：晟德公司風光氫能小組? ? ? ?投稿人：劉大為

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（1）陰極反應，其電化學反應為：

? ? ? 2H2O+2e^- = 2OH^-+H2↑

（2）陽極反應，其電化學反應為：

? ? ? 2OH^--2e^- = H2O+1/2O2↑

? ? ? ?根據不同電解質，目前電解水制氫技術可分為三類：堿性電解水制氫技術（ALK）、固體氧化物電解水制氫技術（SOEC）、質子交換膜電解水技術（PEM）。ALK的制造成本最低，結構框架最為成熟，電堆壽命最長并且商業化程度最高。

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第01期

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電解水制氫系統及工藝流程

? ? ? 電解水制氫系統主要由補水系統、堿液循環系統、電解槽、氣液分離裝置、氫氣純化裝置、氫氣儲存系統等部分組成。其流程分述如下：

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第01期

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?1? 補水系統

? ? ?生水進入除鹽水制備裝置內，經過超濾+二級反滲透處理后進入堿液箱和冷卻裝置水箱。進入堿液裝置的水，用于配制堿液，由配堿泵送入氣液分離裝置內，為堿液循環系統補充堿液；進入除鹽水冷卻裝置水箱的水，流經水-水換熱器后進入氣液分離裝置、氫氣純化裝置中的多個冷卻器，最終回到冷卻裝置水箱。

?2? 堿液循環系統

? ? ?電解槽中電解液分為兩路：一路富含氫氣，一路富含氧氣，它們分別進入置于氣液分離裝置內的氫分離器和氧分離器中，分離出氫氣和氧氣后再匯合，經堿液過濾器過濾、堿液冷卻器冷卻后，進入堿液循環泵，由泵加壓后回到電解槽內，實現堿液循環。

?3??電解槽

? ? ?堿液循環系統的堿液進入電解槽，水在直流電的作用下開始分解，在電解室的陰陽極板上分別產生氫氣和氧氣。這些氫氣氧氣隨電解液一起從電解槽兩端流出進入氣液分離裝置。電解槽中隔膜的作用。電解槽的隔膜主要用于隔絕陰極室和陽極室，防止產物混雜發生危險，需要注意的是，隔膜含有一定的孔隙率，既可以避免氣體和氣泡通過，又可以保證離子通過。電解隔膜材料的惰性要求高，一般采用石棉隔膜。

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第01期

來源單位：晟德公司風光氫能小組? ? ? ?投稿人：劉大為

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　紹興黃酒。新華網發

?4? 氣液分離裝置

? ? ? 氣液分離裝置內分別設有氫分離洗滌器、氧分離器、氫氣冷卻器、氣水分離器、堿液循環泵等設備。含有氫氣和氧氣的電解液分別經過氫、氧分離器，在重力作用下與電解堿液發生沉降分離，分離出的氧氣排放到室外或儲存，氫氣在分離裝置內進一步洗滌、冷卻、分離去除液滴，然后進入氫氣純化裝置。

?5? 氫氣純化裝置

? ? ? 氫氣在氫氣純化裝置中，與氫氣中殘留的氧氣發生反應生成水，經過冷卻、吸附、分離后，得到純度為 99.999%的高純氫氣。

?6? 氫氣儲存設備

? ? ? 高純氫氣經氫氣匯流排架平衡壓力后分配至氫氣儲罐儲存。

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第01期

?1? 設備組成:主體設備，輔助設備及電控設備。

?2? 主體設備組成：電解槽，附屬設備一體化框架。

?3? 輔助設備組成：水箱，堿箱及補水泵及氣體減壓分配框架等。

?4? 電控設備組成：整流柜，配電柜等。

?5? 設備特點：電解槽、氣液處理裝置、氫氣干燥框架組裝為一個框架，占地面積小；產品氫氣純度高，含濕量低；自動化程度高，完全實現全自動一鍵啟停。

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來源單位：晟德公司風光氫能小組? ? ? ?投稿人：劉大為

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第01期

來源單位：冀交能源氫能工作小組? ? ? ?投稿人：郝尚寧

? ? 根據河北省氫能發展利用整體規劃，按照“功 能集成化、資源集約化運行商業化”的原則，加快加氫站規劃布局，超前預留站址資源。其中張家口、雄安新區率先規劃布局加氫站建設，著力打造“氫能城際高速公路”，優先在京張高速和京港澳高速河北沿線服務區布局加氫站，支持制氫、加氫一體化建設，鼓勵加氫站與加油站、加氣站和充電站多站合一布局，允許現有加油(氣、電)站擴建成加氫、加油(氣、電)合建站，積極開展氣態70MPa 壓力等級和液氫加氫站示范運營。

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第01期

? ? ? 為保障燃料電池公交正常運營以及滿足冬奧會氫能出行需求，《張家口氫能保障供應體系-期工程建設實施方案》明確提出，為滿足冬奧會期間燃料電池汽車示范運營需求，計劃在2021年底前建設16座加氫站(固定14座，70MPa撬裝站2座)。目前已投運的創壩加氫站于2018年7月正式運行，采用三套撬裝式35MPa增壓加氫設備，是全國日加氫量最大的加氫站，占地10畝，設計加注能力為500kg/天，于2017年建成投用，為張家口市174輛燃料電池公交車和5輛燃料電池物流車加氫。截至2019年底，該站累計加氫530噸，日均890kg，日加氫量最高達1.9噸，日均加氫車輛數為165輛。另外，年產能1億標準立方氫氣的張家口海珀爾制氫、加氫項目二期正在進行前期準備工作，建成后每天可以為1500輛氫燃料電池客車提供氫燃料，滿足2022年冬奧會對氫燃料的需求。

來源單位：張家口氫能專班? ? ? ? ? ? 投稿人：李鐵儒

? ? 張家口制氫領域實現技術新突破“綠電”制“綠氫 + 綠氧”實現零碳排放。

? ? ? 今年2月，海珀爾新能源科技有限公司利用我市豐富的“綠電”資源制氫，制氫全程無碳排放，實現“綠電”制造“綠氫”，為即將舉辦的冬奧會提供清潔的交通能源。近日，該公司在制氫過程中試驗性將排空的電解水副產氧制成液態工業氧回收利用，全程無碳排放，實現了副產“綠氧”，拓展了“綠氫”的應用場景。

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第01期

? ? ? 對于電解水制氫產生的氧氣，一般企業采用直接排入空氣中的方法處理，也有企業充裝入鋼瓶用于工業氧銷售，當副產氧氣量較大時，采取液化氧氣方法便于儲存和運輸。一般工業氧的制取液化過程有碳排放， “綠氧”的生產過程清潔環保，符合碳達峰、 碳中和的脫碳發展理念。“綠氧”的銷售是行業發展趨勢，可間接降低 “綠氫”的制取成本。

? ? ? 橋東區作為全市氫能及可再生能源產業發展規劃的重點，出臺了獎勵獎補等15條措施支持氫能企業發展，延伸制氫、 加氫、 氫能裝備制造等多個產業鏈條，推進“綠氫”制造二期、氫燃料電池發動機生產二期、殼牌綠色氫能一體化示范基地、718研究所制氫設備生產等一批項目，爭創全國氫能發展示范區。

? ? ? 圍繞“制取、儲運、加注、應用”4個環節補鏈強鏈，“氫能驅動未來”，在張家口市城區，一輛輛氫燃料公交車來回穿梭， 車身上氫能的宣傳引人注目。“吃”的是氫，“排”的是水———氫燃料汽車被公認的優勢是有排放、無污染。截至目前， 張家口市已先后投運氫燃料公交車近200輛，在我省率先邁入氫能源公交時代，也成為全國氫燃料電池公交車運營數量最多的城市。致力于打造國內領先氫能城市， 張家口市不僅僅在公交領域推廣氫燃料， 還聚焦氫能全產業鏈， 將發展氫能產業作為打造國家可再生能源示范區的重要抓手，高水平規劃、高標準建設、高效率推進，通過建立清潔、低碳、安全、高效的能源體系，不斷提升氫能創新能力， 加快引導氫能源重大科技項目和科技成果在張家口轉移轉化， 為可再生能源發展和新能源體制改革探索新路徑。

氫能產業發展初具規模

? ? ? 億華通燃料電池項目一期建成投產，二期開工建設；海珀爾制氫、沽源縣風電制氫綜合利用示范項目初步建成……隨著一批氫能產業項目的建設，張家口市氫能產業的發展已初具規模。

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第01期

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第01期

? ? ? 全產業鏈布局。該市圍繞“制取、儲運、加注、應用”4個環節補鏈強鏈，加快建設氫能產業研發、生產、示范中心，努力打造國內一流的氫能產業集群和裝備制造基地。目前，以望山示范園區氫能裝備研發制造園、空港經濟開發區氫燃料電池研發制造基地、南山園區氫燃料電池汽車整車生產基地等為支點，氫能產業生態園區基本成形。

? ? ? ?一批氫能產業項目簽約落地。該市依托橋東區氫裝備產業園制造基地、宣化區氫燃料大巴物流車制造基地， 加快氫能產業布局發展，目前，北汽福田歐輝氫能大巴生產項目設備已調試完成具備生產能力，崇禮區新天風能風電制氫以及中油金鴻、國能投等加氫制氫項目正在加快建設。此外，該市先后

與賽克賽斯、聚通科技等國內知名企業，以及世界500強的美國空氣化工產品(中國)投資有限公司、英國殼牌（中國） 有限公司等國外知名企業簽訂了合作框架協議，與中節能、中氫儲能等14個企業達成合作意向。

? ? ? ?加速建設基礎設施。目前，該市已建成投運加氫站1座，正在選址建設兩座，其他均在積極布局推進中。按照相關規劃，到2020年、2025年、2030年將分別建成加氫站14座、58座、102座。

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主 編： 王國清? 齊樹平? ?副主編：楊虎山??康斌?