최근, 상하이전기가 투자 건설한 타오난시 풍력-바이오매스 커플링 그린 메탄올 통합 시범 프로젝트의 첫 그린 메탄올 제품이 성공적으로 생산됐다. 이 중 상하이 수소시대 기술유한공사(이하 "수소시대")가 공급한 수전해 수소 생산 설비는 전 부하 시운전을 완료하고 프로젝트에 그린 수소를 지속 공급할 수 있게 됐다. 이번 수전해 수소 생산 설비의 성공적인 가동은 재생 전력 기반 수소 생산의 다중 시나리오 적용을 위한 재현 가능한 실증 모델을 제공한다.
선진 수소 생산 기술의 결합, 탄소 제로의 '이중주'를 연주하다
이 프로젝트는 8000N㎥/h 알칼라인 수전해 장치와 200N㎥/h PEM 수전해 장치의 협업 운전 설계를 혁신적으로 채택해 지능형 제어 시스템을 통해 기술 경로의 상호 보완적 장점을 구현했다.
알칼라인 수전해 장치는 단일 장치당 대규모 수소 생산 능력과 낮은 단위 비용을 자랑하며, 기저 부하 장치로서 장기간 안정적 운전이 가능해 경제성과 규모의 이점을 극대화한다. PEM 수전해 장치는 뛰어난 동적 조절 능력을 바탕으로 유연한 피크 조정 장치 역할을 하며, 그린 전력에 수 초 내로 대응할 수 있다. 이 두 장치는 효율적인 '기저 부하 + 피크 조정' 운전 모드를 형성해 그린 수소 생산의 유연한 조절을 가능하게 하며, 고부하에서 효율적이고 안정적으로 작동하고 저부하에서 '풍력 발전 제로 제한'으로 수 초 내 대응해 그린 전력의 흡수 능력을 현저히 향상시킨다.
다양한 제품 시리즈의 집약적 실증, 기술 역량 입증
이 프로젝트는 수소시대가 자체 개발한 Bristack®-Z 시리즈 고성능 원통형 알칼라인 수전해 장치, Bristack®-I 시리즈 플러그인 방식 각형 알칼라인 수전해 장치, Bristack®-P 시리즈 PEM 수전해 장치를 적용해 상호 보완적인 수소 생산 매트릭스를 구축했다. 또한 1대1, 3대1, 4대1 등 다양한 수소 생산 시스템 구성을 채택해 여러 제품 시리즈의 집약적 실증을 실현했다.
· Bristack®-Z 시리즈 고성능 원통형 알칼라인 수전해 장치
직류 전력 소비량은 3.94kWh/N㎥@2500A/㎡로 업계 통상 수준 대비 12% 감소했으며, 최대 작동 전류 밀도는 8000A/㎡를 초과해 업계 통상 수준 대비 200% 향상되었다.
· Bristack®-I 시리즈 플러그인 방식 각형 알칼라인 수전해 장치
높은 안전성, 신뢰성, 유지보수 용이성 등의 장점을 제공한다. 자체 개발한 Bright Phoenix® 신세대 고성능 복합 분리막을 기반으로 저에너지 소비 및 고전류 밀도 운전을 실현하며, 직류 전력 소비량은 4.1kWh/N㎥@8000A/㎡에 불과하다.
· Bristack®-P 시리즈 PEM 수전해 장치
직류 전력 소비량은 3.946kWh/N㎥@15000A/㎡, 전류 효율은 98%에 달한다. 정격 운전 조건에서 수소 생산 능력은 200N㎥/h@15000A/㎡, 최대 수소 생산 능력은 330N㎥/h@25000A/㎡까지 도달 가능하다.
상기 제품들은 제3자 공인 기관의 인증을 획득했으며, 그 성능은 국제 선도 수준에 도달했다. 이 프로젝트의 성공적인 가동은 다중 탱크 협업 제어와 다중 시스템 협업 통합 설계의 실현 가능성을 검증하여 풍력·태양광 기반 대규모 수소 생산을 위한 우수한 실증 모델을 제시한다.
추가 읽기:
국가 '재생 전력 수소 생산 현장 소비' 1차 시범 프로젝트 중 하나로서, 타오난 풍력-바이오매스 커플링 그린 메탄올 통합 시범 프로젝트는 지린성의 '수소 동력 지린' 및 '지린 수소 해상 진출' 전략 구도에 포함되었다. 이 프로젝트의 '다중 기술 결합 + 지능형 협업' 모델은 중국 수소 에너지의 상용화 프로세스에 핵심적인 지원을 제공한다.
