今年3月,我国在秦岭站建设的首个规模化新能源系统启用。作为该系统的一大核心部件,济南绿动氢能科技有限公司(简称“济南绿动”)自主研发制造的“氢腾”燃料电池发电产品在南极成功发出第一度电。
破冰启航,极地召唤下的山东加速度
高寒、强风、辐射、极昼极夜、低气压。进军南极,氢能发电系统面临的严峻压力不止一重。不同于车用动力产品,发电专用产品的研发需要针对能源供应响应和环境需求开展,并着重提升产品效率、寿命和可靠性。
针对产品效率不高、耐久性不足等问题,500天的时间里,团队结合仿真技术,经过多堆重复性验证和长达1000小时的不间断耐久测试,进一步提升了发电堆效率,形成了发电产品典型工况谱图,并使电堆运行寿命提升近5倍。
由于新能源制氢和氢燃料电池发电具有良好的低温适应性,氢电耦合的“风-光-氢-储-荷”供能系统就成为极地恶劣环境的优选。“氢腾”燃料电池是微电网的核心部件之一,在微电网运行过程中,氢能既起到了储能的作用,又起到了分布式能源的作用。
在风光条件良好的时段,系统使用多余的电力制氢,通过存储氢气实现储能;在风光发电条件不好时,通过氢燃料电池将氢气转换为电能和热能,系统可为站区提供约2.5小时的供电。
破冰攻坚,南极低温下的极限试炼
研发攻关只是“万里长征第一步”,设备验证是整个任务的关键环节,直接影响南极项目的可行性。为确保项目顺利交付,2023年9月,项目团队模拟南极用电环境进行低温测试。2024年11月1日,氢能发电设备完成各项验收工作,前往南极。
2025年1月8日,搭载“氢腾”燃料电池的设备顺利到达秦岭科考站……项目团队虽未能前往现场,却时刻牵挂着南极的一举一动,全程提供远程技术支持,与远在万里外的南极项目组心手相牵、并肩作战。
“氢腾”氢燃料电池的设备及系统在秦岭站完成安装调试,成功发电,验证了氢燃料电池产品在极端低温环境中的可靠性,填补了氢能在南极能源系统建设中的应用空白,为极地环境及低温恶劣环境能源系统建设、微电网建设提供了样板。
破冰远征,齐鲁氢能的星辰大海
除南极项目外,“氢腾”燃料电池发电产品目前已应用于多个工业园区供热供电,并在济南起步区厂区稳定运行超过两年,下一步还将批量应用于“氢进万家”科技示范工程氢能社区和园区供能,代替柴油发电机作为核电站、数据中心、工业园区应急电源和备用电源等。
“氢腾”的诞生绝非横空出世,而是长期研发攻关、持续迭代升级的结果。济南绿动是国氢科技旗下子公司,为塑造“氢腾”燃料电池“中国人自己的燃料电池品牌”,国氢科技以“自主化、高性能、低成本”为研发目标,从“氢腾”八大关键部件入手攻克技术难题,逐步实现了从材料到零部件、再到电池电堆和系统的全线自主化,为打造“氢腾”品牌奠定了坚实基础。
从2019年正式发布第一款“氢腾”产品,到2022年形成适配多种车型的“氢腾”产品谱系,再到如今,“氢腾”燃料电池突破了极地场景下氢燃料电池冷启动控制等关键技术,可适用于极低温等恶劣环境的场景使用。截至目前,“氢腾”已形成了系列化燃料电池产品谱系,面向客车、中重卡、轨道交通、船舶、无人机、助力车、应急电源等多场景开展示范应用,也在供能等领域实现了初步应用。