7.技术可行性分析
中国船舶重工集团公司第七一八研究所是集科研开发、设计生产、技术服务于一体的国家级科研单位,是中国水电解制氢设备龙头企业,具有四十多年水电解制氢装置的研制、开发和制造经验,成功研制出氢气产量从0.5Nm3/h到世界上最大的加压无石棉隔膜的600Nm3/h单体电解槽的系列制氢装置,产品广泛用于军工、核电、半导体等尖端领域,特别是大型加压电解槽技术达到了世界领先水平。
2010年5月,七一八所研制的ZDQ-600/1.8型电解水制氢装置项目通过了河北省科技厅主持的新产品鉴定。ZDQ-600/1.8型电解水制氢装置设计合理、结构紧凑、运行稳定、安全可靠、自动化程度高,主要性能指标达到了国际先进水平。该装置的创新点包括:1)国际领先并具有自主知识产权的无石棉隔膜,填补了国内空白;2)直流电耗降低至4.4kWh/m3H2以下;3)采用碱液多通道循环,满足了大型电解槽槽体温度均匀性的要求;4)采用液位分步控制方法,实现了大型制氢设备平稳、安全运行;5)以多台小型换热器对大型制氢设备温度进行分步控制,实现了运行温度的均匀稳定;6)槽体密封性能好,在反复开停车的条件下确保槽体无泄漏,并采用最先进的微机自动控制。
七一八所前期专门投人力量研制的高效电解水制氢系统在运行期间能较好地适应风电特性,生产过程中出现的电压或电流适度波动,一般只影响产品的产量,对产品的质量和工艺流程影响较小。并且可以有针对性地根据电网的波动,在谷段满负荷制氢,在峰段低负荷制氢。七一八研究所近年来先后承担过包括“重大专项”在内的多项科技部 "863”项目研究,具有雄厚的科研和工程化实力。
为了更快地推进氢能产业的发展,依托中船重工集团公司第718所专门成立了专注于风能发电制氢等氢能领域的专业公司一一北京派瑞华氢能源科技有限公司,负责具体氢能工程的实施,承接各类氢能项目的评估、指导、设计、开发、集成、安装、调试、运行指导等交钥匙工程。
对于氢气与天然气和生物沼气的混合所涉及的安全性问题,则完全不用担心。以前市民使用的煤气(焦炉煤气等)就含有大概55%体积比的氢气,实际上就属于混氢气体,混氢气体从未出现过安全性问题。而且目前欧盟实施的Power-to-Gas示范项目的氢气掺混比例只有1-2% (V),处于极低的比例。所谓“氢脆”的一种理论解释是由于金属材料中的碳和氢气同时在高温(300℃以上)、高压条件下发生甲烷化反应:2H2 + C二CH4,即氢脆只有在高温高压时,才容易出现,而对于常温、低压的管道,则完全不存在这种可能性。另外,氢气中含有的极性杂质,会强烈地阻止氢化物的生成,,如水蒸汽、H2S, C02,醇、酮以及其它类似化合物都能阻止金属生成氢化物。只有在金属十分洁净和高纯度,放置在不含这些杂质的极纯氢气中,才有利于生成氢化物,发生氢脆。