兰石重装:兰石重装氢能装备产业发展规划纲要2022-09-16
兰州兰石重型装备股份有限公司
氢能装备产业发展规划纲要
氢能作为新一轮全球能源转型的重要载体之一,是推动
能源生产和消费革命,构建清洁低碳安全高效能源体系,实
现“碳达峰、碳中和”目标的重要支撑。兰州兰石重型装备
股份有限公司(以下简称“兰石重装”)作为国内领先的能
源化工装备供应商,在“十四五”期间,将深入实施创新驱
动发展战略,以培育壮大氢能装备产业为目标,着眼抢占未
来产业先机,加快基础设施建设、大力发展氢能装备制造、
聚焦技术创新、推进各类应用示范等,促进产业链发展壮大,
积极探索公司未来转型发展方向,明确氢能产业的发展路径
与重点任务,以实现公司转型升级高质量发展。
一、发展目标
近期公司将快速完成多项氢能领域关键装备研制工作,
掌握核心技术,到 2025 年,在“制、储、运、用(加)”等
产业链关键技术领域取得突破性进展,实现自主设计、自主
制造、自主销售的新局面,产业创新能力总体达到行业领先
水平,具有自主知识产权的核心技术和工艺水平大幅提升,
带动氢能在甘肃省交通领域的示范应用取得显著成效。建设
各类加氢站 10 座左右,建成 1-2 家国际一流的创新研发平
台,氢能产业链产业规模占到公司总体营业收入的 20%。
到 2035 年,产业发展总体达到国内领先水平,建成引
领全国氢能产业发展的研发创新中心、关键核心装备与零部
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件制造检测中心,在交通、能源、工业等领域形成丰富多元
的应用生态,形成“一带一路”协同创新业态,建成国内一
流的氢能科技创新高地、产业发展高地、多元示范应用高地。
二、发展举措
(一)提升氢能发展产业战略高度
围绕国家《氢能产业发展中长期规划》,致力于构建“制、
储、输、用(加)”一体的氢能全产业链发展模式,积极开
展共性技术研发、关键装备制造、示范项目建设推广等前期
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研究,加快 1000Nm /h 碱性电解水制氢、98MPa 多层包扎式
高压氢气储罐、35-70MPa 大流量氢气离子液压缩机产品,完
成中石化超高强度、高压储氢用材料及装备研究试制及推广
应用,推进微通道换热器(PCHE)在加氢领域的推广应用,
形成全产业链的创新发展格局。
在继续做强做优传统能源化工装备制造产业的基础上,
积极研究氢的制取、储运、应用、检测、加注等全产业链,
重点将电解水制氢关键技术与装备研发、分布式氢储能技术
及应用、煤气化制氢技术、大型高压气态储氢容器的研发和
制造、高压大流量氢气离子液压缩机的设计及制造、“油气
氢电服”综合加能站、二氧化碳+氢合成甲醇技术开发等作
为优先重点发展的方向。
打通“可再生能源发电-电解水制氢-低温低压合成氨”
的“零碳”循环路线,择机合作推进建设万吨级“可再生能
源发电→电解水制氢→新型低温低压合成氨”工业成套示
范装置。借助“光伏发电+储能”“储能+微电网”技术推广
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应用和新氢能大基地项目建设契机,大力发展氢储产业。
(二)搭建氢能产业协同发展平台
利用甘肃省能源装备创新联合体优势,与行业领先企业
或科研机构开展合作,联合搭建氢能科研平台,协调产业链
上下游资源,重点在 PEM 制氢领域掌握新能源制绿氢生产装
置的制造工艺,形成产、学、研、用联合推进的创新发展机
制,加速氢能创新成果产业化。积极开展煤制氢、核能高温
蒸汽制氢、工业副产氢利用及氢气纯化工艺技术研究,抢占
产业发展制高点。
(三)加快氢能示范项目建成落地
以新能源综合利用示范项目为试点,氢能示范应用项目
落地建设,推动氢能领域产品研发制造及拓展氢能应用场景。
建设多能综合加氢站,争取氢能公交、氢能物流车、氢能环
卫特种作业车应用示范项目,构建完整产业链、营造生态,
引领甘肃省氢能产业高质量发展。
在兰州兰石集团有限公司(以下简称“兰石集团”)高
端装备制造产业园区内,利用厂区光伏资源发电,电解水提
供氢源,建设一座标准加氢站。项目涵盖氢能“制、储、运、
用”全产业链。示范场景初步规划思路为:可再生能源发电
+内供式加氢站+应用场景,在厂区内,以氢燃料大巴、物流
车、清扫车、巡逻车及备用电源等;建成兰州新区氢能产业
发展基地,将助力兰州新区打造成为辐射西北、在全国都具
有较大影响力的氢城。
三、重点任务
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(一)制氢领域
1.巩固和完善现有化石能源制氢技术
继续依托公司子公司洛阳瑞泽石化工程有限公司(以下
简称“瑞泽石化”)在炼油工程、化工工程、石油化工产品
储运工程三个专业的甲级资质,具备工程设计、采购、施工、
考核验收 EPC 总包资质,继续巩固和完善公司大型煤制气、
甲醇制氢和天然气制氢等技术,为公司天然气制氢领域的设
备研发制造奠定坚实的基础。
2.加快大型电解水制氢装置的开发应用
联合兰州兰石能源装备工程研究院有限公司(以下简称
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“兰石研究院”),在现有 50Nm /h 电解水制氢装置基础上,
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快速完成 1000Nm /h 及以上规模电解水制氢装置的开发;通
过参与兰石集团新能源综合示范基地建设,验证系统可靠性
及电耗,并完善电解水制氢技术及装置;依托公司在“三桶
油”、东方希望、亚洲硅业的用氢客户基础,大力实施电解
水制氢装置的推广应用。
3.其他新型制氢技术攻关
积极与行业领先企业或科研机构开展合作,多方联合搭
建氢能科研平台,利用甘肃省能源装备创新联合体优势,协
调产业链上下游资源,重点在 PEM 制氢领域掌握新能源制绿
氢生产装置的制造工艺;加强与清华大学、上海应用物理研
究所等科研单位合作,推进核能高温蒸汽制氢技术及装备产
业化;加强与兰石研究院、公司子公司瑞泽石化合作,围绕
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国投生物 200Nm /h 生物乙醇重整制氢中试项目,不断优化工
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艺路线及消耗,开拓制氢新技术,占领生物质制氢产业新高
地。
4.构建制氢技术核心竞争力
依托公司子公司瑞泽石化化石燃料制氢业绩及公司装
备研制优势,充分考虑资源禀赋,持续加强催化剂研发及配
套制氢设备、余热锅炉等核心设备研发;围绕工业副产氢、
制氢后系统的氢气纯化系统,进行核心装备拓展,提升业务
量;围绕化石燃料排放过程的 CO2,加强与大连化物所、兰
州大学等产学研合作,积极寻找适宜化工产品,通过 CCUS
途径实现 CO2 减排,积极践行“双碳”目标,提升未来核心
竞争力。
(二)储氢领域
1.低压气态储氢球罐业务
低压氢气球罐是未来化工储氢用氢场景中应用较为广
泛的设备之一,用于实现新能源制氢的跨时空使用。依托公
司现有成熟的低压储氢球罐制造能力,加大低压储氢装备在
大规模电解水制氢领域的推广应用。
2.中高压气态储氢容器开发
紧紧围绕和中石化合作的储氢装备研发项目,加强与中
石化、中国钢研等单位的合作,积极拓展中高压气态储氢装
备研制,紧抓中石化中原油田示范项目需求,填补国内大型
中高压储氢装备市场空白。
3.高压气态储氢容器
基于公司现有高压力等级压力容器制造技术、设备、人
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才等资源条件,同步开展多层包扎高压气态储氢容器(98MPa
级别)研制,开拓加氢站储氢装备市场。
4.低温液态储氢技术及装备开发
低温液态储氢技术是利用氢气在高压、低温条件下将气
态氢气液化为液态氢,再将液态氢储存在高真空的绝热容器
中。液化储氢具有热值高、体积能量密度高、占用空间体积
较小等优点。公司将联合兰州真空设备有限责任公司,依托
其低温设备经验,进行联合攻关,降低氢气液化的能耗,提
高储运过程的安全性,提升液氢储运的经济性。
5.碳纤维缠绕设备的研制
以碳纤维缠绕机、丝束铺放装置、伺服控制系统集成研
发为抓手,研制出适用于储氢瓶产品的碳纤维生产线。公司
子公司兰石重工公司将联合兰石研究院、哈尔滨工业大学
(武汉理工大学、浙江大学)等单位,运用产学研技术合作
开发模式,实现产学研各方的资源共享、优势互补,共同开
展科研攻关。
(三)氢能领域无损检测及安全评估领域
伴随着大量高压储氢压力容器的制造应用,储氢压力容
器缺陷无损检测及安全评估业务市场份额将逐步增大,加之
氢气具有宽泛的爆炸区间,储氢压力容器缺陷无损检测及安
全评估要求更为严格。公司拥有无损检测技术积淀,可攻克
高压氢环境氢脆检测、基于失效模式设计、缺陷定期检测评
价、输氢管道探伤及在线泄漏检测等核心技术。
短期内,公司将与行业内标杆企业深度合作交流,深入
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研究氢能相关检测标准的立项、试验和起草工作以及储运氢
材料检测中氢脆失效、氢腐蚀等氢致失效相关试验技术难点
攻关、项目扩项和资质获取。同时,积极利用互联网、大数
据、人工智能等先进技术手段,及时预警氢能生产储运装置、
场所和应用终端的泄漏、疲劳、爆燃等风险状态,加强氢气
泄漏检测报警以及氢能相关特种设备的检验、检测等先进技
术研发,大力发展氢能产品检验检测及认证综合服务。
通过兰石集团双重预防机制信息系统运用区块链及大
数据技术实现风险评价、分级管控、隐患排查、风险识别、
实时预警等功能,建立风险台账和数据动态分析,实时掌握
安全风险分布和隐患排查情况,氢能领域安全,拟定针对性
隐患排查和风险防控方案,保障氢能系统安全稳定运行。
(四)加氢站领域
1.高效紧凑式微通道换热器(PCHE)推广应用
根据中石化“十四五”发展规划,中石化十四五期间要
建成 1000 座加氢站。2030 年国内燃料电池汽车年销量规模
可达百万以上,配套加氢站数量将在 4500 座以上,对配套
换热器具有较大需求。公司子公司兰石换热正在对加氢站高
效紧凑式微通道换热器(PCHE)进行系列化、规模化系统研
发,紧抓市场发展的需求,快速抢占市场;全力推进微通道
换热器(PCHE)在加氢领域的推广应用,形成产业链的创新
发展格局。
2.新能源综合利用示范项目建设
尽快完成甘肃省首座示范加氢站项目方案及可行性研
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究,推进示范项目建设及自主研发核心装备电解水制氢装备、
高压气态储氢容器、微通道换热器的应用与优化,形成示范
带动作用,为自主品牌推广应用奠定平台基础。
(五)氢储能产业
探索离网氢电耦合储能技术,将氢能与风力、光伏等可
再生能源耦合运行,减少供给侧碳排放;同时,通过氢能支
撑的微网,满足用户对电、氢、热多种能源的需求。
聚焦介质储氢路线中氨/甲醇储氢及其应用部分的关键
技术,对氨/甲醇分解制氢技术、氨/甲醇分解反应器、氢气
净化装置、燃料电池系统和储能管理系统进行系统研究,开
发出百千瓦级氨-氢燃料电池电源系统,应用于分布式储能、
备用电源和车载电源。
(六)氢化工领域
依托公司子公司瑞泽石化在化工工艺行业优势,探索氢
+氮合成氨、二氧化碳+氢合成甲醇等氢化工途径。开展可再
生能源(风力发电、光伏发电等)电解水制氢-低温低压合
成氨关键技术及工艺研究,利用新型高效合成氨催化剂贯通
“可再生能源发电-电解水制氢-低温低压合成氨”的“零碳”
循环路线。利用氨分解反应制氢技术,解决氢储运的难题。
开发氨分解反应器,利用液氨分解制氢并提纯,获得燃料电
池用高纯氢。择机合作推进建设万吨级“可再生能源发电-
电解水制氢-新型低温低压合成氨”工业成套示范装置。
专栏:核心技术攻关
制氢技术:煤气化、天然气等化石燃料制氢技术装备升级、可控移热变
换反应器的设计开发、电解水制氢设备研发制造、核能高温蒸汽制氢技
术及装备合作开发、吸附增强制氢技术、PEM 制氢装备制造、模块化碱
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性电解槽、高温固体氧化物电解水制氢
储氢技术:多层包扎高压(98MPa)气态储氢容器研制、中石化超高强
度、高压储氢用材料及装备研究、碳纤维缠绕设备的研发、温液态储氢
技术及装备开发、固态储氢材料及装备开发
加氢站:微通道换热器在氢能装备中的推广应用、加氢站系统集成设计
及建造、离子液氢气压缩机开发、氢燃料电池分布式能源热电联供系统
氢化工:氢+氮合成氨路线、二氧化碳+氢合成甲醇路线
氢储能:离网氢电耦合储能技术、介质储氢技术
氢气安全使用:研究高压氢环境氢脆检测技术、基于失效模式缺陷定期
检测评价技术、输氢管道探伤技术及在线泄漏检测技术
氢能行业标准:研究氢能相关检测标准的立项、试验和起草工作以及储
运氢材料检测中氢脆失效、氢腐蚀等氢致失效相关试验技术难点攻关、
项目扩项和资质获取
四、保障措施
(一)健全工作机制,落实上级部署
不断健全公司氢能产业发展工作机制,将氢能发展提升
到公司战略层面,加大对能源产业发展趋势形势、加快产业
发展思路举措等的分析研究,快速落实氢能决策。围绕甘肃
省政府国资委“强科技、强工业、强省会、强县域”四强行
动,发挥省属“链主”企业牵引作用,落实产业基础高级化
产业链现代化攻坚战“1+N+X”政策体系,通过实施创新型
企业培育三年行动,重点实施国有资本布局结构优化调整
“6+1”行动,推动公司利用区位优势、产业优势、科教优
势、人才优势、平台优势,在氢能发展领域打造优势互补、
深度融合、互利共赢的合作发展新格局
(二)坚持创新驱动,实现重点突破
坚持创新驱动发展,通过引进再创新、自主创新、集成
创新等多种模式相结合,突破“卡脖子”技术,构建核心技
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术竞争力。加大应用创新和商业模式融合力度,构建具有内
生活力的氢能应用生态。
不断深化与行业龙头企业、高校、科研院所等的合作,
发挥好国家级和省级各类中心、平台作用,充分释放科技研
发驱动力及设备制备等方面的经验,建立创新联合体和公共
研发平台,在核心技术工艺包、关键零部件取得突破,推动
氢能技术装备制造产业技术升级、工艺优化和流程再造。
(三)推进资源协同,坚持融合发展
依托公司现有基础,充分调动内外部科技创新力量,依
托兰石研究院、联合氢能发展科研院所和能源企业,协同开
展氢能技术及装备研发、EPC 总包、工程施工、设备制造、
运维服务等业务,互利共赢、释放资源效能。加快重点技术
及产品研发,积极争取氢能订单,紧盯项目进展,提高氢能
制储运加用等产业链综合竞争力。围绕氢能现有核心装备,
加强与产业链供应链上下游企业的合作,延伸产业链条,推
动产品绿色化、低碳化,扩大产能规模,构建氢能产业利益
共同体。
统筹氢能供应、产业基础和市场空间整体布局,有序开
展氢能技术创新和应用示范;探索氢能与可再生能源、传统
化工产业融合发展以及在交通领域的能源替代,推动生产过
程减碳脱碳。
(四)加强人才引育,保障产业发展
加快实施一批氢能技术研发、示范应用重大项目,培育
一批行业领军人才。依托政策、服务、市场及激励机制营造
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氢能技术创新及创业环境,与国内氢能领军人物加强合作,
快速提升公司氢能品牌推广力度,创新氢能产业人才引进与
培养机制,通过柔性引才、项目合作、联合培养等方式,引
进氢能领域急需紧缺人才,打造高层次专业技术和经营管理
人才队伍。加强产业人才、技能人才培养,为氢能产业发展
提供人力资源保障。
兰州兰石重型装备股份有限公司董事会
2022 年 9 月 16 日
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