新能源及新能源汽车
您好，欢迎您访问鹤壁科技大市场！
服务电话：0392--3889880
基本信息
专利名称：1吨每天氢气液化装备研发及在航天领域的应用
预计交易额：
企业名称/个人名字：河南中科清能科技有限公司
邮箱：
项目类别：挂牌交易项目
委托机构：
传真：
发明人/专利权人：
知识产权情况：
是否已做资产评估:：
联系人：
专利名称：
专利号：
专利有效期限：
所属区域：鹤壁市
发布时间：2024-06-25 00:00:00
QQ：
推荐机构：鹤壁科技大市场
技术经理人：
固定电话：0392--3889880
手机号：
技术交易方式：供应
【项目所属领域】
【技术原理及线路图】
公司自2022年8月开始1吨每天氢气液化装备研制工作，至2024年3月自主完成整套装备设计、集成、调试和性能测试。
该装备以氦气为制冷工质的逆布雷顿循环实现深低温制冷，利用喷油螺杆压缩机压缩氦气约至15bar，高压氦气进入冷箱由液氮预冷至80K，经多级换热器冷却，再进入高速深低温透平膨胀机（转速最高10万转每分钟）后达到20K以下温度对氢气进行液化。
氢液化装备是高精密、高度复杂、工况高度严苛的高端装备，主要包括高速透平膨胀机、预冷系统、真空绝热系统、多级正仲氢催化转换器、多级板翅换热器、深低温精密测控系统等。
该装备零部件国产化率高达85%。公司在产的第二套同类型1吨每天氢液化装备的零部件国产化率已提高至95%以上。
【项目创新点】
一、主要技术参数
1、液氢产能1吨/天，
2、仲氢含量≥95%，
3、综合能效低于16kWh/kg-H2，（优于设计指标18kWh/kg-H2）
4、液氮消耗低于14.4L/kg-H2，
5、冷箱真空度<10-5Pa，（优于行业常规要求的10-3Pa，2个数量级）
6、制冷工质油含量：≤1ppb，（优于行业常规要求的10ppb，1个数量级）
7、系统控制精度（系统参数实测值）：（优于行业一般要求的1%）
制冷回路温度19.5K±0.2K；系统高压压力14.5bar±0.1bar；系统低压压力2bar±0.01bar；
该装备于2023年7月22日完成工信产业发展研究院科学技术成果评价，评价结论如下：
“一、中科清能自主完成了 1 吨/天氢气液化装备的工艺研究、仿真计算、集成制造、功能测试，该装备采用氦制冷循环技术，已实现了制冷系统 20K连续运行 40 天稳定性及可靠性测试，可应用于氢能储运领域。
二、该成果主要创新点是：
1、开发基于氦制冷循环的完全自主氢气液化装备流程工艺包，完成了整体系统设计、集成和调试，一次性完成系统低温测试，技术指标均达到或优于设计指标。
2、完成了制冷系统连续运行40天可靠性测试，体现出设备具有良好的稳定性能力。
专家组一致认为：该设备制冷系统技术达到国内先进水平，具有较好的发展前景。”
【市场应用与前景】
1、解决氢液化关键技术“卡脖子”问题，打破国外技术垄断
我国目前4台在运液氢机均从国外进口，合计产能6吨每天。欧美一直对中国采取“严格禁运，严禁交流”的策略，限制行业龙头公司向中国出售中大型设备和技术。我国核心设备尚未完全国产，液氢机维护保养、零部件供货均面临“卡脖子”问题。
公司已圆满完成了1吨每天氢液化装备的设计、集成制造、制冷回路的稳定性长测、满功率的性能测试，并实现较高部件自主可控率。标志着公司攻克了氢气液化装备的关键技术，包括流程设计及优化、控制系统软硬件设计、系统制造和集成、安装、调试等。具备了大型氢气液化装备的设计及制造的基础。
公司借鉴核电RCM（以可靠性为中心的维修管理）技术等优秀实践，通过HAZOP分析和RCM分析，在设计阶段完成安全、可靠性和成本的平衡。系统调试一次性成功，精细化系统控制保障系统稳定性、可靠性、无故障连续稳定运行超过40天，远超行业的通用验收标准72小时的要求。因此本装备的设计水平、可靠性均达到国内一流水平，打破了国外技术垄断。
系统实测制冷工质中油含量≤1ppb，系统实测控制精度高于1%，系统总漏率为10-9 Pa.m3/s，实测生产的液氢能耗约16kWh/kg，与欧美巨头同等规模的产品相比，能耗相近，装备成本仅一半左右，具有更高的经济实用性。
公司将持续开展5TPD、10~35TPD等中大型液氢机研制，成立先进能源技术和装备两大研究院，开展液氢装备中透平膨胀机、压缩机、正仲氢催化转化剂等关键核心部件的研制，旨在解决“卡脖子”问题。
2、助力国家能源转型，构建低碳、可持续、大规模、低成本的能源供应体系
西方已在碳中和、能源安全、产业链安全三方面出台对应政策，目标继续占领贸易话语权，保证自身能源和产业链安全地位。
碳中和方面：欧盟出台了CBAM法案，建立绿色贸易壁垒。要求出口到欧洲的原材料或产品需提供碳足迹，目前出口至欧洲的原材料或产品会被征收高额碳税和碳边境税。
能源安全方面：欧盟出台了REPowerEU法案，努力摆脱对俄罗斯天然气的能源依赖，欧盟计划到2030年可再生氢产量达到1000万吨，进口量达到1000万吨；我国目前天然气对外依存度达到70%以上，公司按国家2022年数据测算，从三北和西南地区用可再生能源制氢运到东南沿海消费，消费规模达到2200吨/天时，我国天然气对外依存度可降低1个百分点。
产业链安全方面：美国已发布IRA法案，对氢能产业链补助尤为明显。部分车型购置新增30%补贴，补贴加氢站成本的30%，氢气生产最高补贴3美元/公斤。根据plug公司测算，绿电制氢的到站成本可低于3美元/公斤。美国生产的氢气将在全球范围以近乎零成本进行倾销，严重影响中国氢能自主安全。
因此能源安全、产业链安全和碳中和目标都在驱动我国氢能领域发展，要求氢能为能源行业补短锻长，助力调整能源结构，构建未来能源供应体系。
我国是电力生产大国，也是可再生能源资源丰富的大国，利用可再生能源（包括核能）发电，将电力转化成交通领域及化工、民用领域更容易使用的氢能，替代依赖进口的化石能源，是构建我国多元化能源供给体系，保障我国能源安全的有效途径。
液氢具有储氢密度高，运输成本低，安全性较高，储氢容器工作压力低，在消费端没有化学变化、没有能耗（释放高品质冷能），场景适应性最强等一系列优点，行业一致认为液氢技术在未来的面向全国乃至全球的规模化氢气输运中将成为最重要的技术路线。
1吨每天氢液化装备的成功研制可为国内大规模氢液化系统研制和工业化提供可行性方案和标准；该装备已实现商业航天领域的首次应用，可保障国家航天领域的燃料安全和可靠性，推动能源结构由化石能源向绿色能源转化，并为应用端提供绿色低碳、低成本、高价值的产品，助推未来能源供应体系构建。
