制氫系統(tǒng)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
制氫系統(tǒng)的實(shí)例教程
DT新能源
獲悉，8月25日，中國(guó)石油自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的千方級(jí)堿性電解水制氫智能系統(tǒng)在獨(dú)山子石化公司成功投入運(yùn)行。
據(jù)悉，該電解水制氫示范項(xiàng)目，用于煉油加氫，可減少化石能源的消耗，減少二氧化碳等溫室氣體的排放，有助于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和要求。項(xiàng)目建設(shè)單位為中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司，制氫系統(tǒng)由中國(guó)石油深圳新能源研究院、獨(dú)山子石化公司、中國(guó)寰球工程公司、昆侖數(shù)智科技有限責(zé)任公司聯(lián)合研發(fā)。
根據(jù)獨(dú)山子石化公示的信息，中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司堿性電解水制氫系統(tǒng)工業(yè)試驗(yàn)，項(xiàng)目總投資2646萬(wàn)元，環(huán)保投資5.46萬(wàn)元。
該項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)在獨(dú)山子石化分公司煉油老區(qū)35KV北區(qū)變北側(cè)預(yù)留用地內(nèi)，新建一套產(chǎn)氫規(guī)模為1000Nm3/h的采用堿性電解水工藝制氫試驗(yàn)裝置（簡(jiǎn)稱電解水制氫裝置），整體呈東西向布置，總占地面積 2400 m2，東側(cè)為 80 萬(wàn)噸／年催化汽油加氫裝置、100萬(wàn)噸/年蠟油加氫裝置，西側(cè)為預(yù)留用地，北側(cè)為預(yù)留用地，南側(cè)為 35KV 北區(qū)變。
裝置區(qū)分為兩期建設(shè)，裝置區(qū)一期占地面積為 1365 m2，裝置區(qū)二期預(yù)留用地占地面積為 1035 m2，本項(xiàng)目用地為一期占地。一期裝置區(qū)內(nèi)各撬塊呈一字型布置，由西向東依次為：變壓器、電氣小屋、電解槽、制氫框架、純化框架、輔助設(shè)施撬塊、純水機(jī)撬塊，裝置管廊與東側(cè)系統(tǒng)管廊連接。
該項(xiàng)目將具有中石油自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電解水制氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，以利后續(xù)推廣應(yīng)用。本項(xiàng)目的公用工程、輔助工程等依托獨(dú)山子石化現(xiàn)有設(shè)施。
本項(xiàng)目主要設(shè)備見下表。
來(lái)源：北極星氫能網(wǎng)
展開 2021年，凱豪達(dá)氫自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一期制氫項(xiàng)目光伏制氫與燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)裝置，完成調(diào)試驗(yàn)收工作，該裝置由太陽(yáng)能光伏發(fā)電、電解水制氫、儲(chǔ)氫罐、燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)組成，不僅能解決新能源消納問題，還能為偏遠(yuǎn)地區(qū)供熱供電，對(duì)天然氣摻氫的應(yīng)用場(chǎng)景也有重要的示范作用。
3）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電制氫技術(shù)/多能耦合發(fā)電制氫
眾多研究案例表明，在發(fā)電機(jī)組容量相同時(shí)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電制氫儲(chǔ)能系統(tǒng)相較于單一含有風(fēng)電或光伏發(fā)電制氫的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
利用風(fēng)能、太陽(yáng)能的互補(bǔ)性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性;
在保證同樣供電的情況下，可大大減少儲(chǔ)能蓄電池的容量;
通過(guò)合理地設(shè)計(jì)與匹配，可以基本上由風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)供電，很少或基本不用啟動(dòng)備用電源如柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組等，可獲得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，符合脫碳減排理念。因此，多種可再生能源互補(bǔ)耦合發(fā)電制氫將是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要手段。
風(fēng)光互補(bǔ)耦合發(fā)電制氫系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、電解制氫裝置及氫能儲(chǔ)存和利用系統(tǒng)組成，系統(tǒng)總體框架如圖3所示。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者開始針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)耦合發(fā)電制氫技術(shù)展開了研究，并開始探索更多可再生能源實(shí)現(xiàn)多能耦合制氫系統(tǒng)的可行性。
展開 新能源+氫儲(chǔ)能，可以利用可再生資源特別是“棄風(fēng)棄光”進(jìn)行電解水制氫，再用氫氣發(fā)電，包括燃料電池發(fā)電上網(wǎng)和氫燃料電池汽車等在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。
相比電化學(xué)儲(chǔ)能，氫儲(chǔ)能更加高效。氫儲(chǔ)能適用于長(zhǎng)時(shí)間、跨區(qū)域、靈活應(yīng)對(duì)可再生能源季節(jié)性波動(dòng)的儲(chǔ)能場(chǎng)景，是少有的能夠儲(chǔ)存上百千瓦時(shí)以上的儲(chǔ)能形式。
氫儲(chǔ)能技術(shù)可以在多個(gè)儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，使得它具有更豐富的商業(yè)化路徑和應(yīng)用場(chǎng)景。這也讓氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)更具想象空間。
01
氫儲(chǔ)能技術(shù)路線圖
氫儲(chǔ)能的發(fā)展，需要從制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、發(fā)電等方面整體規(guī)劃， 在關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)一步突破。
電解水制氫是一種清潔的制氫方式。目前主要是堿性水電解（AE）、質(zhì)子交換膜水電解（PEM）、陰離子交換膜水電解（AEM）以及固體氧化物水電解（SOE）四種技術(shù)路線。堿性水電解與PEM的產(chǎn)業(yè)化程度相對(duì)較高，前者技術(shù)成熟、成本低，但快速啟動(dòng)與變載能力相對(duì)較差；后者效率高，運(yùn)行靈活，與風(fēng)電、光伏的適配性更佳，但當(dāng)前成本仍較高。
△水電解制氫儲(chǔ)能原理
圖源：葉明哲工作室
電解水制氫系統(tǒng)由電解槽、輔助系統(tǒng)組成。電解槽是電解反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，輔助系統(tǒng)則包括電力轉(zhuǎn)換、水循環(huán)、氣體分離、氣體提純等模塊。從成本構(gòu)成來(lái)看，電解槽在制氫系統(tǒng)總成本中的占比約為40%-50%，此外電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)以及氫氣收集系統(tǒng)也在總成本中占據(jù)較高的比例。
圖源：IRENNA、東北證券
氫儲(chǔ)能技術(shù)路線圖如下：
02
氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)圖譜
氫儲(chǔ)能技術(shù)可以在多個(gè)儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，使得它具有更豐富的商業(yè)化路徑和應(yīng)用場(chǎng)景。
氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，可大致分為制氫、儲(chǔ)運(yùn)以及應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。
展開 光伏發(fā)電制氫用于天然氣摻燒、燃料電池，可豐富終端用戶用能多樣性，保障能源安全，也是解決光伏發(fā)電所面臨問題的一種途徑。
光伏發(fā)電技術(shù)和制氫技術(shù)都較為成熟，光伏制氫系統(tǒng)技術(shù)研究相對(duì)較多，但還未出現(xiàn)大型工程。光伏制氫技術(shù)主要集中在光伏制氫聯(lián)合運(yùn)行模式優(yōu)化與光伏制氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化方面，目前研究主要集中于系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性缺乏研究。本文重點(diǎn)研究光伏制氫經(jīng)濟(jì)性，并與傳統(tǒng)行業(yè)制氫成本進(jìn)行對(duì)比分析，從而為光伏制氫提供發(fā)展路徑建議。
光伏制氫技術(shù)路線
光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應(yīng)制氫站制氫用電。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過(guò)程，主要設(shè)備設(shè)施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎(chǔ)、接地裝置等，光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進(jìn)行串、并連配置，從而提高系統(tǒng)效率。電解水制氫目前技術(shù)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無(wú)污染，主要有3種技術(shù)路線。
堿性電解槽制氫。該種電解槽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模制氫，價(jià)格較便宜，效率偏低約70%~80%，主要設(shè)備包括電源、陰陽(yáng)極、橫膈膜、電解液和電解槽箱體組成，電解液通常為氫氧化鈉溶液，電解槽主要包括單極式和雙極式。
質(zhì)子交換膜電解槽（PEM Electrolyzer）制氫。效率較堿性電解槽效率更高，主要使用了離子交換技術(shù)。電解槽主要由聚合物薄膜、陰陽(yáng)兩電極組成，由于較高的質(zhì)子傳導(dǎo)性，電解槽工作電流可大大提高，從而提升電解效率。隨著質(zhì)子交換膜、電極貴金屬技術(shù)進(jìn)步，PEM電解槽制氫成本將會(huì)大大降低。
展開 2026第四屆上海國(guó)際氫氨醇能源產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)
時(shí)間：2026年4月13-15日
地點(diǎn)：上海新國(guó)際博覽中心
展會(huì)介紹：
全球脫碳愿景的核心戰(zhàn)場(chǎng)萬(wàn)億氫能市場(chǎng)的關(guān)鍵入口
氫能憑借零碳排、清潔高效等顯著優(yōu)勢(shì)，已成為我國(guó)“雙碳”目標(biāo)深度推進(jìn)下能源低碳轉(zhuǎn)型的核心抓手。在國(guó)家政策強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)下，氫能已正式納入國(guó)家能源法律體系，其發(fā)展正從技術(shù)驗(yàn)證階段邁入規(guī)模化應(yīng)用的黃金期，并加速向綠氨、綠色甲醇等“泛氫能源”領(lǐng)域拓展，構(gòu)建更廣闊的能源應(yīng)用生態(tài)。
在此戰(zhàn)略背景下，首屆上海國(guó)際氫氨醇產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)（HTEC EXPO 2026）將于 2026 年 4 月 13-15 日在上海盛大啟幕。展會(huì)聚焦構(gòu)建氫、氨、醇一體化生態(tài)，打造專業(yè)平臺(tái)，全面覆蓋“風(fēng)光發(fā)電 - 氫氣制備-綠氨/甲醇合成-終端應(yīng)用”全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)、材料、零部件及工程解決方案。同期將舉辦“國(guó)際氫基能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)”等高規(guī)格論壇與研討會(huì)，匯聚產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游專家，深度剖析生產(chǎn)工藝、經(jīng)濟(jì)成本與減碳效果，促進(jìn)技術(shù)交流、產(chǎn)
學(xué)研合作與成本優(yōu)化。誠(chéng)邀您在氫能應(yīng)用規(guī)模爆發(fā)的前夜加入我們，共同按下戰(zhàn)略布局加速鍵，為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)注入強(qiáng)勁產(chǎn)業(yè)動(dòng)能與創(chuàng)新活力！
（組委會(huì)）陸亮（組委會(huì)）138（組委會(huì)）1821（組委會(huì)）9172（組委會(huì)）
展示范圍：
氫氣制備技術(shù)：電解水制氫系統(tǒng)、電解水制氫關(guān)鍵材料、氫制備系統(tǒng)、氫氣純化裝置、氫氣檢測(cè)與分析儀器、可再生能源耦合裝備、生物質(zhì)綠氫技術(shù)；
儲(chǔ)運(yùn)與加注：氫氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、綠氨儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、綠醇儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、零碳輸配；
合成與應(yīng)用：綠氨合成、綠醇合成、氫能應(yīng)用、氨能應(yīng)用、甲醇應(yīng)用；
產(chǎn)業(yè)服務(wù)生態(tài)：綜合能源系統(tǒng)與解決方案、認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)、金融與工程、數(shù)字化與安全；
2026第四屆上海國(guó)際氫氨醇能源產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)-組委會(huì)
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制氫系統(tǒng)的最新內(nèi)容
（組委會(huì)）陸亮（組委會(huì)）138（組委會(huì)）1821（組委會(huì)）9172（組委會(huì)）
展示范圍：
氫氣制備技術(shù)：電解水制氫系統(tǒng)、電解水制氫關(guān)鍵材料、氫制備系統(tǒng)、氫氣純化裝置、氫氣檢測(cè)與分析儀器、可再生能源耦合裝備、生物質(zhì)綠氫技術(shù)；
儲(chǔ)運(yùn)與加注：氫氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、綠氨儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、綠醇儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、零碳輸配；
合成與應(yīng)用：綠氨合成、綠醇合成、氫能應(yīng)用、氨能應(yīng)用、甲醇應(yīng)用；
產(chǎn)業(yè)服務(wù)生態(tài)：綜合能源系統(tǒng)與解決方案
項(xiàng)目建設(shè)單位為中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司，制氫系統(tǒng)由中國(guó)石油深圳新能源研究院、獨(dú)山子石化公司、中國(guó)寰球工程公司、昆侖數(shù)智科技有限責(zé)任公司聯(lián)合研發(fā)。
根據(jù)獨(dú)山子石化公示的信息，中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司堿性電解水制氫系統(tǒng)工業(yè)試驗(yàn)，項(xiàng)目總投資2646萬(wàn)元，環(huán)保投資5.46萬(wàn)元。
該示范站位于安徽省六安市金安區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，額定裝機(jī)容量1MW，占地面積超7000㎡，主要配備兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜制氫系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和熱電聯(lián)供系統(tǒng)、風(fēng)光可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、配電綜合樓等，是國(guó)內(nèi)首次對(duì)具有全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“制、儲(chǔ)、發(fā)”氫能技術(shù)的全面驗(yàn)證和工程應(yīng)用。
5.6.6 水電解制氫/燃料電池系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置氫氣檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，氫氣探測(cè)器應(yīng)安裝在最有可能積聚氫氣的位置。
5.7.3 水電解制氫/燃料電池系統(tǒng)涉氫設(shè)備或管道放置房間均應(yīng)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，并與氫氣檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)鎖控制。
6.1.2 電化學(xué)儲(chǔ)能電站應(yīng)定期對(duì)電池及電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施進(jìn)行巡視檢查，進(jìn)入電池室/艙巡視檢查前應(yīng)采取通風(fēng)措施。
近年來(lái)燃料電池和制氫系統(tǒng)的性能逐漸提高，成本不斷下降，但是推進(jìn)氫能應(yīng)用需要協(xié)調(diào)區(qū)域和部門共同制定燃料電池和氫相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從而在研發(fā)、布局和制造方面實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，存在很大的發(fā)展障礙。（完）
【崗位名稱】
制氫/燃料電池系統(tǒng)CFD工程師
工作地點(diǎn)：北京
【工作任務(wù)】
1. 完成重整制氫與氫氣凈化系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)等部件多物理場(chǎng)模型的搭建和持續(xù)性完善；
2. 分析各類能源化工部件內(nèi)部流動(dòng)、傳質(zhì)與傳熱特點(diǎn)，形成系統(tǒng)性模擬報(bào)告；
3. 根據(jù)分析結(jié)果，完成設(shè)備與部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝的優(yōu)化；
4.
相比2013年版，新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《氫系統(tǒng)安全的基本要求》主要變化如下：
1、增加氫分壓、固定式氫氣儲(chǔ)存容器、液氫增壓泵、漿氫、正氫、仲氫、常態(tài)氫、液氫、加氫合建站氧的術(shù)語(yǔ)和定義；
2、更改了氫系統(tǒng)類別中制氫系統(tǒng)、儲(chǔ)氫系統(tǒng)和輸氫系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定；
3、增加了氫系統(tǒng)類別中用氫系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定；
4、增加了氫氣火焰探測(cè)要求；
5、更改了固態(tài)儲(chǔ)氫有關(guān)的危險(xiǎn)因素的相關(guān)規(guī)定；
6、增加了與溫度有關(guān)的危險(xiǎn)因素的相關(guān)規(guī)定
4、水電解制氫
水電解制氫系統(tǒng)的工作原理是由浸沒在電解液中的一對(duì)電極中間隔以防止氣體滲透的隔膜而構(gòu)成的水電解池，當(dāng)通以一定的直流電時(shí)，水就發(fā)生分解，在陰極析出氫氣， 陽(yáng)極析出氧氣。然后再通過(guò)氣液分離器、冷卻洗滌器、脫氧系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、壓縮儲(chǔ)存后得到高純度氫氣。
2014年歐盟提出PEM水電解制氫技術(shù)發(fā)展目標(biāo)：第一步開發(fā)分布式PEM水電解系統(tǒng)用于大型加氫站，滿足交通用氫需求；第二步生產(chǎn)10、100、250 MW的PEM電解槽，滿足工業(yè)用氫需求；第三步開發(fā)滿足大規(guī)模氫儲(chǔ)能需求的PEM水電解制氫系統(tǒng)。
△水電解制氫儲(chǔ)能原理
圖源：葉明哲工作室
電解水制氫系統(tǒng)由電解槽、輔助系統(tǒng)組成。電解槽是電解反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，輔助系統(tǒng)則包括電力轉(zhuǎn)換、水循環(huán)、氣體分離、氣體提純等模塊。從成本構(gòu)成來(lái)看，電解槽在制氫系統(tǒng)總成本中的占比約為40%-50%，此外電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)以及氫氣收集系統(tǒng)也在總成本中占據(jù)較高的比例。
