隆基氢能：年少凌云志 长空竞风流

  在“双碳”背景下，绿色低碳已成为高能耗、高排放行业可持续发展的必答题。作为一种用途广泛的清洁低碳能源，氢能尤其是可再生能源制取的绿色氢能，成为全球能源转型绿色低碳发展的焦点，受到业界广泛关注。

作为全球光伏行业的龙头企业，多次刷新硅太阳能电池转换效率世界纪录、总部位于西安的隆基绿能科技股份有限公司，果断进军氢能领域，打造“光伏+绿氢”黄金组合。2021年3月，隆基绿能的全资子公司——隆基氢能科技有限公司（以下简称隆基氢能）应运而生。这个青春年少、意气风发的“新生代”，短短几年间就在国内碱性电解水制氢领域崭露头角、风生水起。

    隆基氢能西安工厂鸟瞰图

技术创新抢占制高点

 去年12月，《2023势银氢能与燃料电池产业年度蓝皮书》在宁波发布，隆基氢能碱性电解水制氢设备产能、国内市场份额及电解槽单槽产氢量3项指标均居行业首位。

《蓝皮书》统计数据显示，2023年国内电解水制氢总产能11.5GW，预计2025年将超40GW。其中隆基氢能电解水制氢产能达2.5GW，占国内总产能的21.7%。2023年，隆基氢能先后中标了大安风光制绿氢合成氨一体化项目、中广核新能源宁东清洁能源制氢项目、鄂尔多斯市纳日松40万千瓦光伏制氢项目等，碱性电解水制氢规模在国内市场占有率达24%。

此外，在碱性电解水制氢装备方面，电解槽呈现单槽规模越来越大的发展趋势。2023年国内平均单槽产氢量达1667标准立方米/小时，同时已有8家企业宣布上线2000标准立方米/小时电解槽。隆基氢能继2023年年初向全球发布自主开发的新一代碱性电解水制氢设备LONGi ALK Hi1（1000标准立方米/小时电解槽）新品后，全新一代碱性电解水制氢设备ALK G系列产品于去年9月也正式亮相，其中3000标准立方米/小时电解槽为国内甚至全球单体规模最大。

“我们的3000标准立方米/小时电解槽刚刚在河北某客户冶金项目投产应用，在全球尚属首次。这依靠的是我们自主开发的高电流密度技术。”隆基氢能总裁马军说，该高电密电解槽即使在低负荷状态时也可以保持稳定运行，氢、氧气体产品稳定合格，意味着其操作弹性更大，提升了碱性电解槽在大规模绿电波动场景下的适应性。事实上，隆基氢能也是唯一实现大于4000安培/平方米高电流密度中压碱性电解槽生产并成功商业化运行的厂商。

成立至今只有1200多天，隆基氢能为何能快速实现更新迭代、占据行业“C位”？“这与我们始终坚持科学探索中的‘第一性原理’这个隆基固有的基因不无关系。”马军表示。早在2018年，隆基绿能就对氢能产业发展战略进行深入研究，坚信绿氢将成为深度脱碳的必然选择之一。作为初创企业，隆基氢能坚守“绿电+绿氢”是实现碳中和解决方案的初心，坚持以绿氢项目安全、可靠、高效、降本为研发方向，持续加大科研投入，建立了科研团队以及实验平台，拥有100多人的技术研发团队，每年研发投入超5000万元，在营业收入的占比超过20%，累计获得国家专利授权177件。目前，隆基氢能已形成了LONGi ALK Hi1和G系列为主的碱性电解水制氢设备系列产品以及“绿电+绿氢”系统解决方案。

今年10月，隆基氢能碱性电解槽启运发往乌兹别克斯坦

 工业示范打造新样板

2023年8月，中国石化新星新疆绿氢新能源有限公司在新疆库车建设的300兆瓦级光伏制绿氢项目建成投产。作为该项目制氢设备的核心供应商，隆基氢能交付了80兆瓦电解槽系统，相当于整个项目电解槽总量的近1/3。

在新疆库车绿氢现场，8座制氢厂房与10台储氢球罐错落有致，位于天山南麓戈壁滩区，由54万多块光伏板组成的300兆瓦光伏电站提供清洁电力，经过电解槽系统制取纯度大于99.99%的氢气，再通过管道输送至5千米外的塔河炼化公司，成为该公司160万吨/年汽柴油加氢、60万吨/年连续重整等3套装置的生产原料。库车工厂4号和5号制氢厂房，各安装了隆基氢能的8台碱性水制氢电解槽，厂房内8台电解槽一字排开，与2台气液分离装置和1台氢气纯化装置通过管道相连组成一套制氢系统，产生源源不断的清洁氢气。

这个全球首个百兆瓦级绿氢项目，坚持更高标准、更严要求。2022年5月中标后，隆基氢能首次采用自主开发的创新解决方案——“4对1”制氢系统模式，即4台1000标准立方米/小时电解槽对应1台气液分离框架的模块化设计方案，打破了“1对1”的常规模式，可节约占地20%，投资降低约1/3。

在确认电解槽本体设计完全符合标准的情况下，隆基氢能进一步攻克控制系统等技术难关，努力尝试解决光伏制氢中新能源供应不稳定的难题。基于“4对1”制氢大型化系统模块，在日间光伏供电充足时可以实现100%满负荷运转。在夜间电力不足时，隆基氢能巧借模块内4个电解槽的关联控制，确保夜间保温和快速启动。该系统模块至今已安全运行超200天，得到项目建设单位的高度认可。

项目建设和试车期间，隆基氢能积极配合业主迅速开展相关工作，16台碱性水制氢电解槽及气液分离、氢气纯化装置从生产到交付仅用时85天，受到业主的好评。他们认为隆基氢能的制氢设备到货最快，服务意识最强，调试期间技术团队坚守现场安装调试设备。

“我们技术团队克服疫情影响等重重困难，积极履行‘倾心呵护一百天’的服务承诺，打通电解槽生产、运输、安装、调试各个环节，最终成为第一个交付、第一个安装、第一个产氢的制氢设备供应商，向用户交出了满意答卷。”回想起当时的情景，隆基氢能工程交付高级工程师王祥龙仍记忆犹新。

除新疆库车绿氢示范项目外，近年来，隆基氢能还成功中标了多个绿氢、绿氨项目：2023年4月，以第一名的业绩中标全球最大的绿色合成氨项目——吉林大安项目；6月又与兴国铸业签署战略合作协议，共同建设30万立方米/天可再生能源电解水制氢——450立方米高炉富氢冶炼工业化应用示范项目。其中，吉林大安项目共招标39套1000标准立方米/小时碱性电解水制氢系统，隆基氢能获得了其中的15套订单，并针对该项目提出了适配的产品技术方案，将进一步降低运行能耗和项目投资。目前，吉林大安项目已完成设备安装，预计明年初开展设备调试。

今年10月，隆基氢能4台套1000标准立方米/小时高电密中压碱性电解槽从江苏无锡生产基地启运，发往乌兹别克斯坦绿氢项目现场。这是隆基氢能在中亚地区首次为绿氢项目提供制氢装备。该项目由沙特国际电力和水务公司投资，分两个阶段建设，其中第一阶段年产3000吨绿氨示范项目正在施工中。

“目前，隆基氢能在澳洲、印度、乌兹别克斯坦等区域都有千立方级电解槽项目交付落地，已签署订单进入欧洲市场。同时，我们也正在评估在欧洲等海外地区布局产能，实现部分本地化生产。”马军表示，隆基氢能践行国家“一带一路”绿氢项目推动能源转型，致力于成为全球领先的大型绿氢装备制造商和解决方案提供商。

双链融合增强竞争力

当前，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，新技术不断涌现、产业转化和扩散融合，推动产业链与创新链深度融合，提升产业链供应链韧性和安全水平，成为企业抵御市场风险、增强竞争力的新动能。隆基氢能作为国内最早入局绿氢行业的先行者之一，近年来业绩傲居行业龙头的底气，既有技术研发的不断投入、产品方案的不断迭代，也有设计团队的丰富经验、工程应用的实践积累，更有全产业链的深度布局。

2021年3月，隆基氢能在西安注册成立后，同年4月便在江苏无锡高新区建立碱性水电解槽自动化生产线基地，当年10月首台1000标准立方米/小时碱性电解槽下线。今年6月，隆基氢能位于西安高新区的建筑面积超3万平方米的制氢设备总装项目建成启运。至此，隆基氢能碱性水电解槽总产能达2.5GW，其中无锡工厂1.5GW、西安工厂1GW。

“其实，我们在公司建立之初就在西安市阎良区着手建设了电解槽主要零部件加工基地，包括电极板、绝缘密封垫片生产等。”马军说，隆基氢能还与北京碳能科技有限公司合作成立西安氢基碳能科技有限公司，研发并生产碱性电解槽高性能复合隔膜。2023年年初，氢基碳能成功开发电解槽高性能复合隔膜，该产品具有泡点高、面电阻小、稳定性高等特点。同时，为减少具有波动性的绿电对绿氢稳定生产的影响，隆基氢能与禾望电气公司合资成立了西安氢芯电气有限公司，专门研发生产能够适应绿电波动性的电源系统。该产品作为电解槽配套的新一代高效电源，能够适应绿电波动、有效保护场区电能质量并实现更快速响应、更高精度控制。

通过上下游垂直整合，建立富有弹性的供应链，目前隆基氢能具备了碱性水电解槽配套的关键零部件和核心材料生产能力，实现自主设计、自有生产，为具备快速扩产能力奠定了坚实的供应链基础。截至目前，隆基氢能累计为绿氢项目交付制氢设备超过350兆瓦，一半以上项目已完成安装调试或投产，应用场景涉及氢炼化、氢化工、氢冶金、多晶硅、氢能交通、天然气掺氢等。未来，他们将根据市场需求进行弹性调配，强化对全球氢能市场需求的保障能力。

“氢”心助力发展可持续

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合发布的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，明确提出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。在清洁能源转型的背景下，国内各地纷纷布局氢能一体化产业，风光氢储、绿氨绿醇、氢氨甲醇耦合化工等项目遍地开花，可再生能源制氢迎来发展良机，带动电解水制氢设备快速增长。

尽管如此，绿氢行业仍面临诸多挑战，最大的“拦路虎”莫过于经济性。绿氢单位制氢成本相比灰氢和蓝氢仍然较高。因此有专家断言：“绿色的都是贵的，需要付出更高的经济代价。”

但在马军看来，通过技术进步降低绿氢生产成本的空间很大。他进一步分析说，电解水制氢刚性成本由电能和制氢装备两部分组成，其中电能成本占70%以上。若按绿电电价0.2元/千瓦时、平均电耗4.3千瓦时/标准立方米氢气、电解槽0.1元/标准立方米氢气测算，隆基氢能用绿电生产出来的绿氢成本将低于11元/千克氢气，也低于欧美国家2030年目标2美元/千克氢气。若光伏发电的电价进一步回归到0.1元/千瓦时，绿氢成本就与煤制氢的灰氢具有完全竞争性了。

目前，全球电解水制氢领域有4种技术路线，即碱性、质子交换膜、阴离子交换膜和固体氧化物电解水制氢。后两者技术尚处于研发阶段，碱性电解水是实现规模化应用的主流工艺技术。碱性水电解槽包括方型电解槽和圆型电解槽两种。由氯碱行业碱液电解槽演变而来的方型电解槽在我国应用较早，主要为常压或低压运行工况，现场可进行检修，但缺点是制造成本和产品氢气储存成本高、占地面积较大。而圆型电解槽具有耐压性能好、电解效率高、电解槽维护需求少及投资较低等优点，且效率长久稳定。隆基氢能研发团队对各类技术路线进行了广泛研究、试验和联合开发，锚定兼具可靠、性能和成本最成熟稳定的中压圆型电解槽技术。

近年来，隆基氢能以提升制氢系统可靠性、降低单位制氢成本（LCOH）、提升电解水制氢效率为主攻方向，在碱性水电解槽上做足优化升级的文章，持续探索离网制氢技术，让每千瓦时电转化更多的氢气。据了解，相较传统技术，LONGi ALK Hi1电解槽通过材料、工艺和结构创新，电耗仅4.1至4.3千瓦时/标准立方米氢气，与国内同类产品相比在3000安培/平方米电流密度下直流电耗降低了10%左右，开启了商业化电解水制氢能效1.0时代。在此基础上，实现技术迭代升级的ALK G系列产品，是业内首次采用4000安培/平方米高电密的中压碱性水电解槽，在提升单产、降低成本方面牢牢占据国内大型电解槽技术的制高点。这种电解槽通过流道适配设计来确保小室在运行工况下的流场和热场均匀性，使电耗更低、质量更轻，运行可靠高效，产氢量从1200标准立方米/小时、1500标准立方米/小时、2000标准立方米/小时到3000标准立方米/小时，可满足石化、化工、冶金等领域各种用氢量不同规格的需求，可节省投资10%至20%，节约项目占地面积20%至30%，电解槽运行电耗也有所降低。

“每一粒熬过冬天的种子，都有一个关于春天的梦想。春天终将回馈每一个在冬天里的抱薪者、坚守者、发光者和奋斗者。”马军表示，只要绿氢装备、项目建设、化工系统设计优化等各个环节的从业人员，在降低单位制氢成本、提升电解水制氢效率方面协同发力、集聚智慧，绿氢行业的春天也就一定会到来。

隆基氢能研发的3000标准立方米/小时碱性水电解槽

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