2025年5月11日,北京市大興區首個“光伏微網DC-DC直接制氫”項目在大興國際氫能產業園完成電解槽集群全系統聯動試運行,并順利通過北京市科學技術委員會的現場見證與專項驗收。這標志著北京市首個電氫耦合低碳園區示范項目正式落地,也是大興區的重點項目之一,由火箭院航天長征化學工程股份有限公司(以下簡稱“航天工程”)承擔工程設計和電解制氫裝備集群的供貨。
該項目采用“堿性+PEM”矩陣式配置方式制氫,結合了航天工程自主研制的堿性電解制氫系統和PEM電解制氫系統,實現了純水電解和堿性電解兩種技術路線的協同應用,既保障了系統的安全可靠性,又兼顧了高效靈活性。
在堿性電解制氫系統方面,航天工程首創“雙溫區動態響應”策略,通過分級控溫,使電解槽集群能夠實現全自動啟停機,一鍵常溫冷啟動時間不超過30分鐘,一鍵熱啟動時間不超過10分鐘,能夠很好地適應光伏離網場景的頻繁啟停需求。在綜合工況下運行時,實測直流電耗低于4.3kWh/Nm3 H?,優于行業同等水平。同時,該系統以航天Ⅱ代電化學裝備流場技術保障可靠性,多工況實測小室電壓不一致率不超過5%,并且能夠實現30%-110%負荷動態調節,響應速率不低于2%/s,與PEM形成高效協同互動,可安全、高效地響應光伏波動。
PEM電解制氫系統則由空間站生命維持及保障技術轉化而來,具有響應速度快、制氫效率高、功耗低等特點。常溫冷啟動時間不超過20分鐘(行業平均30分鐘),熱啟動時間不超過1分鐘。額定產氫能耗為4.1kWh/Nm3H?,小室電壓不一致率小于2%,保障電流密度可達2.5A/cm2,優于行業同等水平。此外,該系統支持寬負荷階躍響應,響應速率不低于10%/s,達產速度快、調節范圍廣。
在本次項目中,航天工程以“工程設計+裝備供貨+運行調試”三位一體的服務模式,為客戶提供了全方位、一體化的解決方案。目前,航天工程自主研制的堿性電解制氫產品能力為200至2000Nm3/H?,PEM電解水制氫產品能力已覆蓋0.5至100Nm3/H?,形成了系列化產品型譜,可為客戶提供可靠的制氫裝備和全生命周期的工程服務。未來,航天工程將繼續依托在綠氫裝備及工程技術領域的深厚積累與綜合實力,助力行業有效解決從綠電到綠氫,以及向下游化工等更為復雜應用場景延伸過程中的諸多難點和痛點,為國家“雙碳”目標貢獻航天智慧和航天方案。