【GEA专访】胡松博士:浅析氢能测试设备行业现状与趋势

近几年,氢能行业热度不断升温,越来越多的企业争相涌入这条新兴赛道。无论是制氢端电解槽,还是用氢端燃料电池,其核心参数始终是各家氢能企业赶超 “友商”的关键。这些测试数据来源于哪里?是否准确可靠?研发的新产品又如何验证其完成了迭代升级?这就不得不依靠氢能设备测试平台了。所谓“工欲善其事,必先利其器”,这一往往被大众所忽略的细分领域,恰恰是实验室和企业研发人员非常重视的“利器”。

近日,GEA氢能与燃料电池产业研究院就氢能配套服务行业的发展现状、发展趋势、发展方向等问题,进行广泛调研,并与北京格睿能源科技有限公司研究院常务副院长 胡松博士进行了深入交流。近几年,氢能行业热度不断升温,越来越多的企业争相涌入这条新兴赛道。无论是制氢端电解槽,还是用氢端燃料电池,其核心参数始终是各家氢能企业赶超 “友商”的关键。这些测试数据来源于哪里?是否准确可靠?研发的新产品又如何验证其完成了迭代升级?这就不得不依靠氢能设备测试平台了。所谓“工欲善其事,必先利其器”,这一往往被大众所忽略的细分领域,恰恰是实验室和企业研发人员非常重视的“利器”。
近日,GEA氢能与燃料电池产业研究院就氢能配套服务行业的发展现状、发展趋势、发展方向等问题,进行广泛调研,并与北京格睿能源科技有限公司研究院常务副院长 胡松博士进行了深入交流。

GEA王静 1:非常感谢您接受我们的专访,您能先简单介绍一下自己吗?您在氢能行业有着卓越的成就,我们非常期待了解您投身氢能行业的初衷和经历。

胡松博士 1:我是来自北京科技大学机械工程学院的胡松,我主要的研究方向是氢能和燃电池系统方面的控制、仿真、优化等相关问题。我最开始的时候研究的是内燃机,它主要是依托含碳的燃料作为动力,我们都知道内燃机也是要顺应减碳的大势。我接触到的第一个氢能项目是液氢燃料电池重卡,其实这个已经涉及氢能领域了,然后逐渐在氢燃料电池以及电化学领域有了一定的研究和积累。

绿电制氢的技术实际上是尚不成熟的,但是它作为氢能产业的上游,是至关重要的,比起氢燃料电池更需要有一批人去从事这个行业,推动技术的发展。所以我最终选定了绿电制氢作为主要的研究方向,这样能更好地服务氢能行业的发展。这是我选择投身氢能行业的主要过程。
    GEA王静 2:在氢能技术与学术领域,您主持或重点参与国家重点研发计划子课题、工信部重大专项等10余个项目,发表多篇高质量SCI/EI论文。请问您如何看待这些成就呢? 在企业发展的道路上,哪些成就您认为是在行业中具有阶段性和标志性意义的呢?
    胡松博士 2:我参加的国家重点研发、工信部重点专项以及一些企业专项,其实都是面向行业中实际遇到的问题,或者是国家需要技术攻关的项目。事实上,我研究的成果和氢能行业结合非常紧密,是更加面向工程或者系统的。比如我前段时间发表的一篇论文,它重点解决的是,绿电制氢场景下如何把电解槽的负载下限进一步拓宽。我们团队研究发现,可以通过调控一些运行参数,把制氢系统的负荷从42%下降到15.6%,这种HTO-系统能效协同调控策略的效果是非常显著的,对于整个行业来说也是非常具有指引性的。

另外,现在基本上没有详细的制氢系统仿真模型,主要是因为这些系统所涉及的跨行业知识特别多。于是我开发了一个很完整的模型——AWE系统动态仿真模型及㶲效率分析。通过融合跨专业知识,最终形成了这么一个仿真模型。基于实验数据,我们去验证,发现这个模型还是比较准确的。利用这个模型,我们也出了很多的研究成果,这个模型对整个行业的发展也有很大的促进作用。


    这是我研究成果的一部分,我认为这些成果对于整个行业来说是至关重要的,也对格睿在测试技术层面的领先提供了非常好的理论支撑。
    GEA王静 3:如今在氢能起步阶段,测试平台对于氢能研发和生产具有重要辅助作用,那我们想了解一下格睿能源的发展历程?目前在市场中的定位是怎样的?以及产品和服务的比较优势在哪里?
    胡松博士 3:北京格睿能源科技是依托北京科技大学和清华大学两个顶尖高校进行产业孵化的科创企业。在清华大学和北京科技大学期间,我们在测试方法以及测试评价上有很多的技术积累,并形成了很多的专利和论文,在行业内有很不错的积淀和影响力。因此,我们团队选定了做测试设备,并成立了格睿,从而服务整个氢能行业的发展。所以,给氢能企业提供相对应的测试平台产品和研发服务,是格睿的基本定位。

首先,由于我们参与起草了诸多国家标准和行业标准,所以在测试设备领域绝对是专业的。其次,我们背靠清华大学和北京科技大学,在测试方法、测试评价上也有持续的、深入的、长期的研发投入和积淀。此外,在服务方面,我们也一直在做全面的售后服务,能做到让所有的客户对我们测试设备和服务满意。以上这些都是我们的优势。
    GEA王静 4:从整个行业来看,如今氢能行业呈现“百花齐放”的态势,技术路线、应用场景多元,在这样的背景下,可以谈谈格睿能源对于自身未来布局的想法吗?氢能领域技术和产品不断更迭,格睿能源如何保持技术领先,理解客户需求并进行匹配呢?
    胡松博士 4:现在制氢的技术路线非常多,并且每一种技术路线下还有分支,可以说氢能行业的技术路线还没有统一。为此,我们同步在推进多种型制的测试设备,比如针对ALK、AEM、SOEC、PEM等电解水路线,我们都有布局,去适应目前“百花齐放”的现状;甚至针对某一种技术路线下的分支也有相对应的测试台。所以,格睿的测试装备是完全迎合和满足客户需求的。

 整体式 八通道100W PEM电解槽测试台

全独立 八通道100W PEM电解槽测试台

200kW燃料电池系统测试台

500kW PEM电解槽测试台

技术领先和迭代对格睿来说至关重要,背靠高校就是我们最大的优势。对高校来说,探索性原型样机的研发是相对更有技术优势的,所以格睿推进新产品迭代的时候,周期更短、成本更低,从而能保证格睿在测试台市场中更有竞争力。

背靠高校的另一个好处是,高校对整个行业的技术前沿有很好的把控。比如,很多包含最前沿技术的论文还没发表前,我们可以通过审稿,了解到整个氢能行业的趋势。所以,基于对整个行业研发需求的“未卜先知”,我们可以做前瞻性的技术布局,来保证格睿的产品始终保持领先,甚至可以做到超前响应客户的需求。
    GEA王静 5:展望未来,氢能产业在推动能源转型、实现“双碳”目标中将发挥重要作用。请问格睿能源对氢能测试设备这一细分行业未来有什么期待和预测呢?有哪些新的项目正在准备中?
    胡松博士 5:制氢有很多的技术路线,虽然现在行业标准很多,但是始终没有一个国家标准出台,这是导致目前测试方法比较混乱的原因之一。我期待能有一个交流互动的平台,或是研发的测试体系和标准,能把行业的测试需求以及研发方向固定下来。这是必然趋势,也是行业发展的关键。

格睿有很多针对新型技术的产品布局。比如说高温燃料电池,国家有相应的重点研发项目发布,这是大家很关注的技术路线和攻关的方向。我们已经有针对高温的测试设备下线。此外,进气含杂质变量对电堆有一定的污染以及寿命衰减的影响,为此我们通过混气的调控来实现不同的组分变量,测试它对寿命的影响。值得一提的是,目前高压的PEM燃料电池,国家也有重点研发35MPa PEM槽的立项,然而现行测试设备通常只有5MPa左右的承压,这方面我们也在做布局和技术储备,并有了领先同行的阶段进展。

这只是列举了格睿的部分项目储备,实际上我们的产品谱系是宽且深的,这就是我们主要的布局现状。
    GEA王静 6:在氢能行业风起云涌的发展浪潮中,您认为在目前阶段哪些因素是推动或者制约行业的关键因素呢?我们想聆听一下您的思考。
    胡松博士 6:现在尽管氢能行业很热,但其实还是有很多的制约因素,导致推动氢能行业发展受阻。
首先是经济性。没有经济利益出来的时候,只有政策驱动或者政府补贴来产生一定的效益,整个行业或者是企业才会有动力去发展。

其次,对企业来说,除了经济利益,看好氢能行业的前景也是主要的驱动力之一。虽然说前景很好,但可能十年之后才能发展的比较好,现在去投入,有些企业可能等不到十年,这是整个行业的顾虑。那么什么时候经济性会出来?这个拐点在哪里?这也是企业或投资人所关注的。

此外,目前的技术没有想象中那么成熟。尤其是制氢,已经发展100多年了,可能是很多厂家释放出来的“卫星信息”,让大家觉得制氢的成熟度非常高,但其实这是误判。氢能行业是一个有很多坑坑洼洼的赛道,需要大家把这些坑坑洼洼都给填满了,才可以说是一个非常好的赛道。但毋庸置疑,它是非常具有前景的。所以,这就需要大家谨慎地实现每一个技术的填充和沉淀,把这条赛道铺好了,才能快速的奔跑!