逐绿攻坚破壁垒 硬核装备促转型 潞安化机“晋华槽”打造绿氢装备自主化新标杆

机械臂精准起落、智能设备有序运转、生产数据实时刷新……走进山西潞安化工机械（集团）有限公司（简称“潞安化机”）新能源装备分公司智能化生产车间，一幅新能源装备智能制造的现代化图景徐徐展开。在这里，承载山西能源转型使命、凝聚产学研智慧的“晋华槽”，从图纸构想、实验室样品，一步步走向工业化量产。

　　氢能是清洁高效、应用多元的优质二次能源。当前，绿氢产业已然成为培育绿色新质生产力、推动传统工业深度脱碳、构建新型能源体系的核心赛道。山西风电光伏资源禀赋突出，具备发展绿氢产业得天独厚的资源条件，但长期以来，电解槽等核心制氢装备高度依赖外部采购，本土成套制造能力薄弱，产业链短板制约新能源消纳与氢能产业规模化落地。潞安化机传承20余年产学研协同创新积淀，联合清华大学、碳能科技（北京）有限公司聚力攻坚，自主研发国产高端绿氢装备“晋华槽”，打通从实验室研究到工程化量产的完整链条，为山西氢能全链条产业建设注入强劲硬核力量。

聚力协同攻关 铺就研发之路

　　自2001年起，潞安化机携手清华大学岳光溪院士团队开启技术攻坚，后续依托清华大学山西清洁能源研究院本地化平台，持续深化产学研战略合作，一步步突破国外技术垄断、破解行业卡脖子难题，成功缔造了享誉行业的“晋华炉”品牌，铸就了山西高端能源装备自主创新的金字招牌。

　　近年来，立足全省产业布局、依托自身创新积淀，潞安化机组建新能源装备分公司，复制“晋华炉”20余年校企协同创新模式，开辟绿氢装备全新赛道，将电解水制氢核心装备——碱性水电解槽作为新能源突破口，联合清华大学、碳能科技（北京）有限公司组建创新团队开启“晋华槽”的研发攻坚之路，从“点煤成气”的传统能源领跑者，向“逐绿制氢”的新能源开拓者华丽进阶。“晋华槽”立足氢能产业低成本、高稳定、适配风光新能源波动工况的核心需求，聚焦电解水制氢能耗高、稳定性差、适配性弱等行业痛点开展技术攻关。研发团队优化电解槽内部结构、电极材料与流体循环系统，创新适配新能源波动供电的运行工艺，攻克了强波动工况下制氢效率不稳定、设备损耗快等技术难题。

　　历时2年，融合自动控制、声光电检测、AI算法、云平台和MES管理系统，潞安化机建成全省首条GW级碱性水电解槽自动化生产线。2024年12月21日，首台长约5米、直径约2米的碱性水电解槽——“晋华槽”下线。

　　清华大学山西清洁能源研究院制氢技术与装备研究中心首席科学家史翊翔介绍，经实测验证，“晋华槽”具备低能耗、高可靠、强适配、低成本四大核心优势，可匹配风电、光伏等间歇性新能源供电场景，适配分布式、规模化各类制氢项目，具备大型化、产业化、规模化推广应用的基础，可为工业绿氢替代、储能调峰、零碳园区建设提供核心装备支撑，产品综合性能处于国内领先水平。

　　这是继晋华炉后，我省能源技术革命又一项重大标志性成果，标志着山西在探索氢能示范应用、打造氢能产业集聚区、推进实施氢能产业重大项目方面取得新突破。该成果打破了高端电解槽装备的技术垄断，实现制氢核心装备国产化、自主化，大幅降低国内绿氢产业设备投入成本，补齐了山西氢能产业链关键短板，为山西省打造氢能产业集聚区、构建绿氢全链条产业体系提供了硬核装备支撑。

深挖技术内核 彰显装备优势

　　潞安化机总工程师仙运昌介绍，潞安化机结合自身拥有的压力容器许可规则设计资质、AⅠ级压力容器制造资质、管道安装资质等优势，对技术进行消化吸收，实现了设计与实际的高度协同。研发团队为电解槽设计配套了分离和纯化辅助系统。在碱性电解水制氢系统中，各子系统共同协作，确保电解水制氢顺利进行。新型工艺优化设计使成本降低约10%。

　　“研发过程中，团队还创新性应用多种前沿科技：双极板采用全对称结构优化设计，提升电解槽的电流密度；阴极电极为新型雷尼镍复合电极，阳极电极负载高活性催化剂，提高了催化效率，降低了电解能耗；隔膜为碳能科技（北京）有限公司研发的新一代产品，有效提升了隔气性，增强了槽体的波动适应性；阳极腔采用多维柔性支撑扩散流场，确保‘热—电—流’三场均一性，降低接触电阻。”史翊翔介绍。

　　据了解，潞安化机经过优化升级的BOP系统，可以让多个电解槽共用一套核心BOP系统，高效集成，提高生产效率、降低投资成本；智能采样分析，性能稳定可靠。“晋华槽”的气液分离系统，采用高效内件，提高分离效率；降低响应时间，提升精度;优化集成设计，降低成本；采用成熟工艺参数进行全过程监控与预警，提高安全性，并实现撬装模块化和制造标准化；为气体纯化系统设置大小回路，降低氢氧互混，并采用智能化控制，调节波动性能，设计多层防护功能，确保安全可靠。“‘晋华槽’可广泛应用于煤化工、石油炼化加氢、氢冶金、电厂掺氨燃烧、加氢站等多个领域，可为用户提供高效率、高可靠性、低成本的电解水制氢解决方案。”仙运昌介绍，“晋华槽”采用了先进的碱性水电解槽和质子交换膜水电解槽技术，具有装备系统电耗低、电解槽负荷范围广、电解槽出气压力高等技术优势。“晋华槽”每小时可产氢1000标准立方米的碱性电解槽，电流密度达到3000A，直流电耗低至4.06kWh/Nm3，具有电解效率高、综合能耗低、波动范围大等显著优势，应用范围广且灵活性强。它可有效消纳陆上风电、海上风电以及光伏新能源发出的绿色电力，并将其转化为绿氢产品。既能帮助传统煤化工降碳，也可以支撑新能源储能、零碳产业园建设。

锚定发展航向 聚力迭代图强

　　走进潞安化机新能源装备分公司，只见车间入口处的生产线电子看板上，设备作业率、日计划进度、设备运行状态一览无余。车间内，机械低鸣，焊花点点，各条全自动作业生产线平稳运行。工作人员站在控制设备前轻点鼠标，工业机器人灵活翻转手臂。电极板、隔膜等零部件经系列加工后在液压升降组装平台汇集，有条不紊地生产电解槽。

　　记者远远看到一个高约5米、底面直径约2米的圆柱体。它横放在地上，犹如一个巨大的线团，这就是“晋华槽”。走近发现，一侧的圆面上有8个相互对称的圆孔，其中4个孔用于进水、4个孔则用于排出电解质产生的氧气和氢气。

　　目前，潞安化机新能源装备分公司厂房面积5000平方米，拥有山西省内首条年产100台（套）电解槽的智能化、自动化生产线。该条生产线实现了100%自动化、100%质量自判定、100%产品数字化、100%信息共享化，不仅提升了生产效率，还确保了产品质量的高效稳定性。这条生产线包含25种63台专业化设备，以液压升降组装平台为例，机组配套有高清监控系统，具备扫码以及多媒体记录功能，可对电解槽零部件进行数据采集、绑定、保存，对电解槽组装过程、组装细节等信息进行追溯。

　　不仅如此，车间生产线还包括双极板自动焊接线、流道槽自动贴镍片线、镍丝网自动焊接线和隔膜系统，建有恒温恒湿房，配备支撑网自动电阻点焊机、焊缝气密检测机、隔膜自动裁切机等。它们共同支撑了电解槽的制造安装。“潞安化机新能源装备分公司设有设计研发部、制造工艺部、质量检验部、生产计划调度部和设备管理部，具有电化学教育背景的大学本科以上学历35人，是集团唯一一个研发技术人员数量大于生产工人数量的单位。”新能源装备分公司经理王成林介绍。“下一步，我们将加快在煤基清洁能源公司开展‘晋华槽’煤化工领域应用示范落地，开发具有自主知识产权、基于‘晋华槽’的‘绿色能源+’系统集成技术，加快氢能成套装备研发和制造。以此项目为契机，建设电解槽整机测试站，实现1000小时运行业绩，完成电解槽集成系统工艺包编制，确保整体能耗达到行业先进水平、技术适配性贴合客户应用需求。”潞安化机总经理李广民表示，“未来，我们将持续深化全方位战略合作，依托两大成熟成果持续迭代升级，加快晋华炉智能化、低碳化技术推广，推进‘晋华槽’规模化量产与技术优化。同时持续拓展创新边界，持续产出更多国家级核心技术成果，助力企业打造高端能源装备产业集群，为山西能源产业高端化、多元化、低碳化转型，以及全国煤炭清洁高效利用、‘双碳’战略落地持续赋能。” 记者 张翔宇 通讯员 陈阳文/摄