行业新闻 | 庄信万丰:推动氢能经济从生产走向应用

文章来源:Matthey | 翻译:世界铂金投资协会

1. 庄信万丰在氢能价值链上有哪些生产活动?

庄信万丰数十年来一直致力于氢领域的研究,我们的经验横跨氢价值链的众多不同组成部分。在制氢方面,我们在催化剂领域目前处于市场领先地位,我们拥有先进的蓝氢和绿氢制造技术。一旦实现了生产,如何运输及分配这些氢气也就更具有挑战性。因此,我们的加工技术可以通过将氢转化为能源载体来帮助解决这一问题。在氢应用方面,我们开发和制造氢燃料电池的关键核心部件,并且,我们的催化剂和技术能够将氢转化为化学品和燃料。

蓝氢

在蓝氢领域,我们的LCHTM技术拥有最优的环境和经济资质。它能够捕获高达98%的二氧化碳并转化为高压、高纯度气,从而实现低碳氢气生产。被捕获的二氧化碳可以储存在油田中,也可以作为化学品和燃料的原材料。

我们的LCHTM技术具有显著的优势,这包括:
高效:生产单位氢的天然气使用量最低
与传统的蒸汽甲烷重整技术和碳捕获技术相比,优化设计将成本支出减少40%
非常低的碳足迹。事实上,氢能委员会(HydrogenCouncil)最近的分析表明,基于自热重整技术的方案,如庄信万丰的LCHTM技术,在完整周期分析中的表现与太阳能绿氢不相上下。
最关键的是,这项技术在今天已经可以使用,这使我们能够开始向零碳迈进。例如,我们的技术正被用于英国第一个大型清洁氢项目HyNet,该项目的年产能为8万吨。

燃料电池技术

我们的燃料电池技术几乎可以追溯到庄信万丰成立之初。19世纪30年代,当William Grove首次展示燃料电池时,庄信万丰为他提供了铂金。在20世纪60年代,庄信万丰甚至为燃料电池提供了电催化剂,这为“双子座”和“阿波罗”两艘太空飞船提供了机载电源。

在过去二十年里,我们一直在全球范围内开发燃料电池技术,提供催化剂涂层膜(CCM)和膜电极组件(MEA),它们是质子交换膜(PEM)氢燃料电池核心的关键组件。

我们是业内唯一一家拥有内部催化剂和膜技术的膜电极组件(MEA)供应商。这使我们能够提供个性化的定制服务,以满足客户的具体需求。燃料电池市场的成功取决于与客户建立合作关系,密切合作以解决在性能、耐用性和成本等竞争需求方面的挑战。自2005年以来,庄信万丰参与了50多个燃料电池开发项目,与世界领先的汽车品牌一道,推动燃料电池技术和制造工艺。

2. 庄信万丰在铂族金属(PGM)化学领域的潜能如何支持氢经济?

庄信万丰是铂族金属化学品和氢技术电化学方面的专家。利用我们在表面化学、材料设计和催化领域的研究成果,我们制造铂和铱催化剂(铂和铱催化剂是催化剂涂层膜(CCM)/膜电极组件(MEAS)生产绿氢并使用氢作为清洁燃料的基础)。我们这些产品能够保证燃料电池在使用寿命内提供卓越的性能;我们还生产防止电解槽钝化的铂盐来延长其使用寿命。

作为铂族金属精炼和回收方面的专家,凭借200多年的材料科学研究和冶金经验,我们能够在相关部件经济寿命结束时高效地回收和精炼其所含有的铂族金属。我们的循环解决方案能够确保这些贵金属可以反复使用。

我们的核心能力在研发部门得到了有力的体现。在研发部门,我们大约有1500名同事专注于各个业务的技术创新和开发。在铂族金属化学领域,我们专注于金属的高效利用,在尽可能少地使用贵金属的同时仍能实现相同的性能,这将有助于降低燃料电池或电解槽的总体成本,并提高这些技术的实际应用。

3.庄信万丰的铂族金属回收业务能为客户提供哪些帮助?

对于燃料电池和电解槽组件,铂族金属的稳定供应是其关键,尤其是针对铂金和铱金。作为世界上最大的铂族金属回收商,我们正致力于从燃料电池和电解槽的整个生命周期(从投入生产到使用寿命结束)中回收铂族金属,然后进行精炼,以便它们能够在我们的催化剂中重复使用,并且,这些循环使用的金属在性能方面的表现并不会有所降低。随着氢技术市场的扩大和对这些原材料需求的增加,这一点将会变得越来越重要。

当然,使用回收金属的好处之一在于碳足迹会更低。回收金属的碳强度仅为原生金属的2%(来源:IPA),因此我们还为客户提供了低碳制造路线,帮助他们实现可持续性目标。

我们在市场洞察和贵金属管理服务方面也拥有着卓越的专业知识,这有助于在需求增长时保证这些关键原材料的供应,从而实现氢经济。

4. 庄信万丰最近在燃料电池领域最大的成就/合作项目是什么?

商用车燃料电池市场的增长非常迅速。在过去几年里,中国的增速最快。根据国际能源协会(InternationalEnergy Association)去年发布的一份报告称,截至2020年底,全球道路上的燃料电池公交车中,有93%都在中国;同时,在中型商用车领域,超过99%的燃料电池卡车都在中国行驶。不过,在重型卡车领域,全球只有14辆卡车在欧洲运行,且都为示范项目。

然而,我们与氢燃料电池技术领先的供应商——重塑科技(REFIRE)之间的合作就是重型燃料电池汽车市场快速发展的一个例子。在2021年4月至9月期间,已有170辆由重塑科技和庄信万丰合作研发的新型重型燃料电池电动汽车(FCEV)在中国上路行驶,这一数字预计在未来几个月还会有所增加。

5. 你为什么认为中国的燃料电池重型汽车市场将比欧洲市场发展得更快?

原因之一是中国国内石油和天然气资源有限。随着中国越来越倡导能源独立,他们正在寻找替代能源。中国在可再生能源方面已经取得了巨大的进步,并且有大规模生产绿氢的计划。

中国的目标是到2060年实现碳中和。为了实现这一目标,政府正在为建设氢生产、分配和燃料电池电动汽车制造市场提供重要支持。例如,中国政府最近宣布了一项围绕主要城市的新补贴计划,以鼓励在当地发展加氢站和制造燃料电池电动汽车。

2021年11月,庄信万丰开始与国际氢能中心合作(属联合国工业发展组织),该中心目前正致力于在中国和其他发展中国家推广氢经济。

6. 能分享一些关于燃料电池组件的使用寿命吗?

燃料电池汽车还是新兴产品,这意味着用于衡量性能的道路数据有限。目前,中国道路上有1300多辆燃料电池汽车装有庄信万丰提供的部件,据估计,这些车辆目前行驶了650万公里以上。

庄信万丰特别关注催化剂和膜的开发过程,以最大限度地延长电池的使用寿命。我们与客户合作,确保催化剂涂层膜和组件足够稳健,在实现最佳性能的同时确保耐用性。

燃料电池领域的发展在催化剂和组装层面都尤其迅速。作为IMMORTAL项目(注:IMMORTAL项目由欧洲燃料电池和氢能联合计划资助,项目旨为重型卡车开发先进的燃料电池技术,以实现货运脱碳)的一部分,我们正在与合作伙伴合作,为重型车辆开发高性能燃料电池组件,使用寿命为3万小时或约100万英里。

7. 过去五年,庄信万丰的制氢业务发展的如何?

几年前,当我们开发出屡获殊荣的LCHTM技术时,我们开始制取蓝氢。这是基于我们合成气技术组合中现有装置操作的智能组合。我们的技术是专门为生产低碳氢而设计的,目前已经可以开始应用。近期,我们发现全球各地的客户开始对我们这项技术非常感兴趣。

在过去两年中,我们一直在发展我们的绿氢业务。通过收购Oxis Energy在牛津的工厂,我们扩大了产能,并与领先的电堆和电解槽制造商建立了合作伙伴关系,以拓展我们的技术产品和业务。

8. 可以分享一个近期在制氢领域取得的成就或合作项目的例子吗?

我们的技术正在HyNet项目中使用。该项目最近被英国政府选为Track-1cluster,这意味着它将在2025年开始发展脱碳产业。英国是低碳氢领域的领导者之一,并且同时拥有天然气、用于储存二氧化碳的枯竭油井及政府的支持。我预计英国的HyNet将是世界上第一个展示氢经济的项目。我们看到越来越多的国家和地区开始制定实行他们的氢计划,这包括北美、俄罗斯和东北亚在内的地区对我们的技术十分感兴趣。

在绿氢领域,我们与包括普拉格能源(PlugPower)、Hoeller Electrolyzer和挪威HyStar在内的许多领先厂商建立了良好的合作伙伴关系,以开发先进的电解槽组件。我十分期待我们在未来能取得的合作成果。

9. 你如何看待制氢的未来(包括蓝氢和绿氢)?

目前,人们非常关注气候变化。我们认识到氢在向更清洁世界的过渡中起着关键作用,这就是为什么庄信万丰近期承诺到2030年将在清洁氢技术上投入10亿美元的原因。

这需要使用不同的方法。地区差异意味着全球低碳能源的生产模式将有所不同。拥有天然气或储存二氧化碳油田的国家非常适合使用蓝氢;可再生能源利用良好的国家则会关注绿氢。

重要的是,在我们致力于开发绿氢,以便能够大规模推广的同时,具有低碳足迹的蓝氢技术——比如庄信万丰的LCHTM技术,与传统制氢相比,二氧化碳排放量降低了98%,这项技术已经实现低碳制氢。

10. 庄信万丰在氢能领域短期和中期面临的主要挑战是什么?

我们面临的挑战在于如何确保社会能够有效地发展氢经济背后的基础设施。我们需要降低可再生能源电力成本,以推动大规模的绿氢生产;同时我们也需要建设氢气运输系统和加氢基础设施,以大规模部署氢动力汽车。

目前,英国的几个项目,包括HyNet,正在努力在区域范围内展示氢经济,包括制氢、运输、储存和加氢。我们需要这样的项目来确保氢经济能够简单快速地投入运行。

氢基础设施的全球协调,例如出台运输和储存的行业规范或标准,对于加快氢经济的发展至关重要。全球标准化将为企业提供更加清晰的信息,以最大限度地将生产和终端用途联系起来,并降低成本。

11. 还有什么想要分享的吗?

除了我们的制氢和燃料电池技术外,在庄信万丰,我们还将氢气视为促进化工和燃料行业脱碳的关键。

只要有可再生电力和水,就可以生产氢气。如果二氧化碳是在难以脱碳的地区现场产生的,或者来源于城市固体垃圾,甚至是直接从空气中捕获的,那么可以将二氧化碳转化为一氧化碳,一氧化碳与氢气混合,也就生成合成气。合成气是制造日常生活所需化学品的基础,如甲醇和甲醛。庄信万丰用于生产化学品的催化剂和技术也适用于可持续来源的合成气。因此,建设氢经济也意味着为化学和燃料工业提供可持续的解决方案。(来源: Matthey)

翻译:世界铂金投资协会

提示:本文信息仅供参考,不代表世界铂金投资协会的观点,不构成或不应被认为是世界铂金投资协会的投资建议。

注:此新闻稿选取自国外行业新闻网站的实时行业新闻,经由世界铂金投资协会翻译并编辑成中文新闻稿,供读者阅读参考。为了尊重知识产权,任何媒体若要转载,请务必注明文章的原出处及翻译稿出处。

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#神十三与神十二的任务有何不同#
神舟十二号任务完成不到一个月,神舟十三号又踏上征途了,先预祝一下三位航天员工作顺利,神十三任务圆满成功!
这次任务是神舟系列飞船执行的第八次载人飞行任务,也是空间站关键技术验证阶段的最后一次任务。从明年的天舟四号开始,中国空间站将全面进入在轨组装建造阶段。
这意味着,神舟十三号任务要攻克空间站建造的最后几个关键点,有着承上启下的重要意义。

关注点1:太空驻留时长新纪录
神舟十二号在空间站一共停靠了90天17小时2分钟,这是目前的在轨停靠时长纪录,三上太空的聂海胜也因此创造了中国航天员太空驻留时长的记录。
当然这一记录很快就要被打破了,因为神舟十三号乘组预计将在空间站驻留六个月。神十三乘组中,太空飞行时间最长的执行过神舟十号任务的王亚平(15天),这也就意味她即将成为我国驻留太空时间最长的航天员。

王亚平完成神十任务出舱
在神舟十一号任务后,为应对空间站建设和运营的新需求,神舟飞船经历了一轮升级,使之成为了“迄今为止功能最完整、最完全的飞船”。而新的“完全体”神舟,设计最长在轨停靠时间就是六个月,所以神舟十二号只是小试牛刀,神十三才是它的全部潜能。
六个月也是未来空间站进入运营阶段后人员轮替的周期。神舟十三号一个很重要的任务就是验证航天员在空间站长时间驻留工作的可靠性,这其中包括再生生保、物资补给、航天员健康管理等一系列关键保障技术。

太空健身房即将重新开业
关注点2:首次女性航天员长期驻留
在本次发射之前,天舟三号已经先行一步将神舟十三号“出差行李”送到了空间站。而在天舟三号投送的快递中,有一套女性舱外航天服,以及能够满足半年使用的卫生用品和化妆品。
因此,在神十三乘组公布之前我们就知道这次的“出差三人组”中,肯定有一名女性。现在我们知道,这位女航天员是执行过神十任务的王亚平。

天舟三号货运飞船发射瞬间
女航天员上天可以积累女性在生理、心理及航天医学方面的飞行数据,而且女性在生理和心理方面具有独特的优势,所以女航天员一直是太空探索不可或缺的重要力量。
未来中国空间站的运营,肯定少不了女性航天员及专家的参与,因此对女性航天员长期驻留进行关键性验证也是神舟十三号的重要任务。
天舟三号搭载了女性舱外航天服,就意味着王亚平将在空间站驻留期间执行出舱任务,她也将成为我国首位完成太空行走的女航天员,又是一个历史性的时刻。

另外,从神舟十三号任务发布会获悉,王亚平将在任务期间再次担任“太空老师”,面向中小学生授课,时隔八年的第二课,可别忘了上哦~

2013年6月20日,王亚平在天宫一号空间实验室中对全国中小学生进行太空授课
关注点3:首次径向对接空间站
神舟十二号在撤离空间站后,并没有立即返回,而是执行了绕飞以及径向交会对接试验。
但是这次试验只是到达了距离节点舱下方对接口19米的停泊点,验证了相关技术后就返回了,并没有完成与空间站的径向交会对接。
于是,完成第一次径向交会对接的光荣使命就交在神舟十三号手里了。

神舟十三号对接位置
目前,天和核心舱前后两个接口分别对接了天舟二号和天舟三号货运飞船,神舟十三号将从节点舱下方对接口与空间站交会,使空间站组合体变成T形。

这一构型下组合体总重将近60吨,是目前阶段中国空间站的最大规模构型,也将刷新我国在轨航天器的吨位新纪录。当然,这个记录也是暂时的,明年发射的问天和梦天两个实验舱将把这一记录提升到100吨。
中国空间站建成概念图
关注点4:机械臂辅助转位试验
神舟十二号任务期间,我们见证了空间站的机械臂辅助航天员舱外作业的场景,神舟十三号任务期间,将对机械臂另一个重要用途进行试验——辅助舱段转位。

中国空间站上的机械臂
预计在明年的神舟十四号任务期间,中国空间站的两个实验舱——问天号和梦天号,将先后由长征五号运载火箭发射并与天和核心舱对接,这是空间站建造最重要的部分。
按照规划,问天号实验舱Ⅰ和梦天号实验舱Ⅱ将分别停泊在天和核心舱的左右两个径向对接口上。但是这两个实验舱都是20吨级大型舱段,因此它们不能像神舟十三号那样直接与核心舱进行径向交会对接,否则巨大的撞击惯量将对空间站组合体姿态产生难以控制的扰动。

因此两个实验舱需要先后分别与核心舱前向对接口对接,再转位至侧向停泊口。
实验舱转位示意图
实验舱转位有两套互为备份的转位方案。一是通过实验舱自备的转位机械臂与节点舱基座对接进行转位;二是通过天和核心舱配置的大型七自由度空间机械臂捕获实验舱直接进行转位。

而神舟十三号乘组进驻空间站之后的一项重要任务就是,操作空间机械臂捕获天舟二号货运飞船进行转位试验,为明年神舟十四号任务期间的实验舱转位工作做技术验证。
天舟二号配合天和机械臂进行辅助转位试验
从神舟五号一飞冲天,到中国空间站全面在轨建造,载人航天事业一步一个里程碑,成为中国科技进步的象征和国人永远的骄傲。

万和作为国内厨卫电器的领头羊,也一直从我国航天事业中汲取着奋进的力量。
万和早在2007年就成为“中国航天事业合作伙伴”,2016年升格为“中国航天事业战略合作伙伴”,是中国航天事业最高级别的合作类型。
与中国航天牵手十载,与不断进步的中国航天科技一样,万和的产品技术和品质也不断创新发展。

万和积极引入具有中国航天特色的科研生产及质量管理办法——“质量问题归零法则”,按照“过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章”五条标准对各种质量问题逐项落实。万和以“品质零缺陷,标准航天级”的管理法则精工制造,不断打造“航天级”品质产品,因此得到业界和消费者的支持和认可。

在产品研发过程中,万和也充分借鉴航天工业所使用的创新技术。应用在燃气热水器中的三芯短焰燃烧技术,来源于航天器发动机高效燃烧的概念,根据航天发动机理念设计的三芯短焰燃烧器,达到大功率、高效率、低排放三大指标。而万和的核心技术之一——碳氮双防技术,则来源于太空舱废气检测系统的概念,主动控制废气中的一氧化碳和氮氧化物等有害成分。
至今,万和在厨卫电器领域拥有48项行业先进技术,90多次主导或参与了燃气热水器、燃气灶具、消毒柜国家和行业标准的起草和修订,拥有2000多项专利,代表中国燃气具技术前沿方向。

万和的燃气热水器市场占有率已经连续十七年处于行业第一位,消毒碗柜、燃气灶、吸油烟机、电热水器的市场占有率均处于行业前列,万和燃气热水器和燃气炉具的出口量连续多年领先行业同类产品。
航天科技事业代表了我国科技产业最尖端的水平,航天精神代表了"爱国强军、自主创新"的精神。
万和电气作为“中国航天事业战略合作伙伴”,将通过创新营销、创新科技展现品牌活力,在不断助力中国航天事业发展的同时,在产品及技术创新上持续突破自我,全面提升管理水平,打造中国民族品牌面向世界的一张“国际名片”!


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