“天擎”誕生記——高效制取綠氫，降低終端用氫成本！

制氫不算什么新事物。在上個世紀，人們已經學會用化石燃料制造氫氣，后來這種會產生大量溫室氣體的制氫方式被稱為“灰氫”。但是隨著對碳排放的重視，以新能源制得的綠氫開始進入人們的視野。這種從未規?；碾娊馑茪浼夹g顯出更大的吸引力。與此同時，國內制氫設備行業迎來了一股強大的逆襲勢頭，正在引領著綠色能源新時代的到來。

 

來源：天合元氫

國內清潔能源技術企業江蘇天合元氫科技有限公司（以下簡稱“天合元氫”）通過持續創新，制造的首臺套堿性電解水制氫設備“天擎”系列在實現綠色能源轉型方面取得了令人矚目的成果，并成功應用于宜昌南玻項目中，為國內清潔能源產業升級和發展帶來新的機遇。

 

 

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縱觀過往，在制氫設備市場中，海外企業長期以來壟斷的現象給國內企業帶來了巨大的挑戰。技術壁壘、專利掌控以及生產規模優勢等因素，使得國內企業在制氫設備領域一直處于劣勢地位。這種壟斷局面不僅限制了國內綠色能源產業的發展，也使得我國在能源自主可控方面面臨巨大的挑戰。

據統計，近兩年國家部委共計發布50余條氫能相關政策，地方發布300多條氫能相關政策?？梢灶A判，隨著氫能中長期發展規劃的影響面持續擴大及各級政策的落地，氫能產業順勢而起指日可待。

但是對于氫能的開發和利用，我國仍然處在一個前期和發展中的水平，許多關鍵技術問題仍未得到解決，核心技術裝備國產化成為氫能的“阿喀琉斯之踵”。與發達國家相比，我國在氫能自主技術研發、裝備制造、基礎設施建設等方面仍有一定差距。

從行業角度看，氫能產業與風電光伏、純電動汽車甚至通信產業類似，完全可以依托我國強大的工業底蘊，通過企業不斷的自主創新和市場應用，達成規模效應，形成全球競爭力，進而實現產業后發先至。目前階段也需要通過技術創新來提升產品性能，并實現更高效率和更低成本的技術應用。

《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》指出，到2050年我國氫能在中國能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經濟產值超過10萬億元；全國加氫站達到1萬座以上，交通運輸、工業等領域將實現氫能普及應用。近年來，國內企業通過不懈的努力和創新，逐漸實現了國產制氫設備的逆襲。

“天擎”就是在這樣的背景下誕生的。

2021年，天合元氫成立。這個年輕的企業通過不斷推動創新，成功開發出高效能源轉化和可靠穩定性的“天擎”系列堿性水制氫設備。并在2022年成功首臺套下線運行。“天擎”系列以其卓越的性能特點，實現了高效制取綠色氫氣，并能為實現新能源發電提供可靠支持；其先進的設計和工藝流程，使其具有出色的能源利用效率和可持續性，為國內能源產業帶來了全新的變化，為綠色能源產業的發展注入了強大動力。

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當然，這一突破性創新的背后付出了巨大的努力和研發艱辛。天合元氫團隊經過多年的持續研究和實驗，克服了技術難題，不斷優化和改進設備性能。經過不斷的試錯和迭代，最終成功讓“天擎”問世。

“最關鍵的就是在設備整個生產制造的過程中的嚴謹性。”天合元氫總工程師劉萬明強調，“在設備制造過程中，無論是一個小螺絲還是一個極板上的小毛刺，我們都予以高度關注。舉個簡單的例子，我們的電池組裝中，當我們組裝了200多片后，發現了一個疑問，我們立刻將這200多片全部拆解，重新組裝，以確保設備的絕對可靠性。”在他看來，制氫設備絕對不能存在大概、應該、差不多。

 

 

“去年在整個設備的生產過程中，我們的幾位總工程師全程待在車間內。車間沒有空調，熱的時候很熱，恨不得要把地烤焦了，冷的時候呼一口氣眼鏡都看不見，但這個只是小意思，我們都習慣了，不在這里我們放心不下。也正因為對設備生產過程的全程把控，才能夠保證設備在各個方面的穩定性和技術操作的卓越表現，最終取得了今天的成果。”

劉萬明表示，我們關注的主要參數是氫氣的純度。與行業內常用的隔膜技術相比，我們采用了PPS（聚苯硫醚）技術，經過后處理裝置分離得到的氫氣純度為99.86%，氧氣純度達到99.61%，這個結果是優于國家標準GB/T19774-2005《水電解制氫系統技術要求》中4.1 分類中氣體純度。

據劉萬明介紹，大型制氫設備面臨的主要問題是無法滿足長期運行的要求。天合元氫的客戶端需求是24小時不停機運行，這對設備的穩定性提出了很高的要求。根據出廠管控要求，天合元氫的產品在出貨前會在工廠實測，經過一個多月的長時間運行測試，天擎的能耗和整體表現一直很穩定，這其實很不容易。

除了設計層面的優化，安全性也是能源行業的底線。“不論是什么類型的設備，尤其是像我們的制氫設備這樣存在一定危險性的設備，安全都是客戶端首要考慮的因素，無論是哪個行業，安全生產必須放在第一位。一個公司能否正常運營，關鍵在于安全性能是否可靠，因為一起安全事故可能會給公司帶來巨大損失。”劉萬明強調，“在南玻進行設備的調試和運行過程中，我們對所有報警點、連鎖點和自動控制進行了全面測試，并得到了客戶的積極認可。”

劉萬明提到，“設備采用全自動化PLC控制系統，當進行編程時，我們會對每一個報警點和連鎖點進行測試，并記錄每一個測試結果。在運行過程中，當我們發現一個引擎選型的問題，系統都會進行自動處理?？梢哉f，我們的設備在安全性和穩定性方面取得了顯著提升。”

“不管過程怎么艱辛，都認為很正常的一個事情，也就是說對于我們來說沒什么值得可說的。”劉萬明表示。“這只是我們職責范圍內的常規事務。我們認為這些事情是我們應該做的，每件事情都是非常平常的。”

“天擎”的誕生，是一群人的堅持，是每個人堅持不懈去奉獻的結晶。他們深知，只有通過團隊的合作和努力，才能取得如此出色的成績。他們相信，只有通過不斷追求卓越，才能不斷推動技術的進步，為行業的發展做出貢獻。我們將繼續延展這份堅持和努力，為未來的氫能發展探索新的可能性，為構建更美好的世界貢獻力量。

 

 

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在業界看來，天合元氫和宜昌南玻的牽手是一次“雙碳”背景下的雙向奔赴。這離不開宜昌南玻對于綠色能源的高度認知和天合元氫的設計理念。

隨著全球對綠色能源的需求不斷增長，各行各業都在積極尋求實現可持續發展的途徑。在這股綠色轉型的浪潮中，宜昌南玻深刻認識到轉向綠色能源的緊迫性和重要性，需要通過可靠、高效的解決方案，實現綠色能源轉型，減少碳排放，提高能源利用效率。

為了滿足宜昌南玻硅材料的需求， “天擎”系列從技術水平、制造工藝、效率等方面著手，推動電解水制氫成本下降，成為了宜昌南玻的理想選擇。

 

 

與傳統堿性電解槽相比，天擎系列具備更高的電解效率和更低的能耗，能夠實現資產投入的節約。在氫能市場中，LCOH（單位氫成本）是評估綠氫經濟性的核心指標。根據核算，每降低0.1kWh/Nm³的制氫直流電耗，可間接降低1.8%-2.2%的LCOH，進而降低10%-25%的制氫設備初始投資。天擎系列在滿載狀態下的直流電耗可降至4.3kWh/Nm³，未來有望達到3.9kWh/Nm³，在不同應用場景中實現最優的LCOH，對于降低制氫成本具有重要意義。

其他方面“天擎”也表現的很好。從電流密度來看，它整體運行的電流密度可以提高約50%-75%，降低10%-15%的直流電耗，而且有一點很重要，與輸出能耗同等的產品相比，天擎通過對管路的合理布置設計，可以縮小30%的體積，這樣應用的場景就更加靈活廣泛。氣體的純度也完全滿足客戶用于多晶硅還原的要求。此次南玻項目使用的是1000 Nm³/h的標準產品，但是根據客戶的需求不同可以定制，最大單槽產氫量可達2000Nm³/h。

“現在整個市場對能源的需求和客戶的要求非常重要。因此，在制造過程中，我們非常關注能源消耗的問題。無論是材料的選擇還是內部零部件的設計，我們都關注每一個細節，確保能源的有效利用。以南玻項目中的設備為例，我們的設計符合常規標準，但實際制造出來的設備在行業中的能源消耗是最低的。”劉萬明這樣說。

天擎系列具備易維護和智能化控制等特點，采用一體式撬裝設計，可實現獨立控制，確保整個系統安全可靠。在面對惡劣環境時，天合元氫可提供定制的移動式制氫站，其方便的安裝和出色的機動性，可進行快捷運輸，有效解決“燃料氫”的經濟性和氫儲運的安全性問題。實現站內制氫自給自足，還因為無需長管拖車運輸、無裝卸車環節而無運輸成本，可降低終端用氫成本。

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宜昌南玻硅材料與天合元氫共同合作的成功案例是國產制氫設備逆襲的生動典范。通過引入天擎系列，宜昌南玻硅材料實現了對傳統能源的轉型，也為其他類似行業樹立了榜樣。隨著綠色能源轉型的迫切需求，越來越多的企業開始關注可再生能源的利用和綠色技術的應用。

天合元氫的“天擎”系列制氫設備的突破性創新，不僅為國內能源產業提供了可靠的解決方案，也在國際舞臺上彰顯了中國制氫技術的實力和競爭力。

自“天擎”系列立項至今，不僅見證了設備從研發到首次商業化落地的跨越式變革。更重要的是，它引領了國內制氫設備行業的突破和發展。這不僅僅是設備成功的成果，更是國產清潔能源技術的實際應用和推動的里程碑。

國產“天擎”系列堿性電解水制氫設備的突破不僅解決了國內能源產業面臨的海外壟斷問題，也推動了國內清潔能源產業的升級和發展。通過自主創新和技術突破，國產制氫設備成為了國內企業實現綠色能源轉型的重要選擇。

隨著綠色能源的需求不斷增長，天合元氫技術創新的腳步依然不會停止。

“對于一個企業的發展來說，首先靠的是有技術的基礎，然后還要看公司的投入。這兩點缺一不可。沒有技術，再大的投入也沒有用；但有了技術，如果公司不投入，也無法發展。這兩者是相輔相成的關系。”劉萬明表示，在技術方面，天合元氫目前在國內算是力爭領先，但并不滿足于停滯不前。

“我們仍在進行研發，并尋求新的突破。我們還要進一步提升設備，推動技術的發展。我們目前的重點是減輕操作方面的痛點，同時也在積極尋求新的材料。希望做到技術與設備的同步發展。”據劉萬明透露，目前，天合元氫也在探索海水制氫技術的機會，只要能為市場帶來突破 ，技術團隊一定會全力以赴，毫無保留！

過去制造的綠氫只需要滿足半導體、醫藥、航天這樣的少量高精尖行業，但現在中國對氫氣的定位是一種“能源”。能源意味著必須做到低成本、大規模、可靠和安全和國產化。

劉萬明認為，對于中國企業來說，有很多企業還習慣了比較粗放管理方式，如果仍然延續這種粗放的方式，就會引起一些爭議和不足之處。在這方面，中國氫能設備制造需要更加細心。

“研發是需要時間的，不可能一蹴而就，因此我們需要一定的時間來滿足要求。我覺得需要一定的時間好好打磨出精品。” 劉萬明感嘆道，“在氫能技術方面，我們肯定不會停止，也不會原地踏步。我們要繼續向前邁進，因為氫能行業具有一些特殊性。”

目前，氫能產業已在國產替代過程中實現成本的快速下降，后續還需要通過技術創新、工程創新進一步降低裝備成本；另外，隨著新能源發電成本的下降，以及制儲運加裝備的降價，氫氣價格也會隨之下降，既清潔又便宜的氫氣已經為時不遠了。

行業專家預計，隨著氫能技術創新體系逐步完善，在制氫、儲氫、燃料電池等領域不斷實現技術突破，氫氣應用的成本將進一步下降，未來有望大規模進入市場。天合元氫等國內巨頭企業紛紛入局，搶占氫能產業發展機遇，助力我國能源轉型和綠色發展，必將讓我們看到更加綠色、清潔的能源未來！