摘要:近日,北京氫羿能源科技有限公司(簡稱“氫羿能源”或“公司”)完成數千萬元天使輪融資,本輪投資方為國內首個專注于“硬科技”領域投資的頭部機構中科創星,ScalePartners勢乘資本擔任長期產業資本顧問。
近日,北京氫羿能源科技有限公司(簡稱“氫羿能源”或“公司”)完成數千萬元天使輪融資,本輪投資方為國內首個專注于“硬科技”領域投資的頭部機構中科創星,Scale Partners勢乘資本擔任長期產業資本顧問。此次融資主要用于從催化材料、膜電極到電解槽及系統的整套技術研發、首期產能建設、兆瓦級大功率電解槽生產及市場拓展。
氫羿能源成立于2023年10月,聚焦PEM電解水制氫電解槽及配套系統的研發、生產和銷售,主要產品包括高效長壽命催化劑、高電密膜電極、單槽最高可達1-2MW電解槽、配套輔助系統等,可根據客戶需求提供完整的最佳的風電綠氫制取-綠氨/綠醇系統解決方案。
公司團隊核心人員在電解水制氫技術方面均有豐富的工業經驗,由國內少有的具備全套PEM電解水制氫完整技術的團隊創立,低貴金屬催化材料技術達到工業應用水平。公司技術經過高達4000h的工業級PEM電解槽長時實況下運行成功驗證,可直接實現量產落地,在國內最早突破并實現應用,各項性能和技術指標處于國內領先水平。
氫羿能源由頂尖氫能專家領銜,具備豐富的底層材料研發和工業級設備量產經驗
公司創始人米萬良,化學工程專業博士,從事氫能領域研究20余年,發表論文60余篇,申請專利30余項;曾任職中國石化石科院電解水制氫領域負責人,先后主持和參與完成中國石化首套150kW、MW級單槽PEM電解水制氫示范裝置建設,PEM陽極催化劑公斤級量產,參與新疆庫車電解水制取綠氫、綠色煉化項目評審;先后承擔多項科技部國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、中國與丹麥國際合作項目;具備GW級大型風光發電進行電解水制氫,進而制氨/制醇/煉化等經驗。
公司首席科學家鄒吉軍為海外歸國博士、天津大學講席教授、化學工藝系主任,先進燃料與化學推進劑教育部重點實驗室副主任,入選教育部長江學者特聘教授、萬人計劃科技創新領軍人才;主要從事能源化工研究,在Nat.Energy、Nat.Commun.、JACS、Angew、Adv.Mater.、AICHE J.等發表高水平學術論文、出版英文和中文專著各1部,連續多年入選科容唯安和愛思唯爾高被引學者;授權美國及中國發明專利50余項;獲得國家自然科學二等獎(第三完成人)、化工學會基礎研究成果一等獎、侯德榜化工科學技術創新獎、石化聯合會青年科技突出貢獻獎。
公司核心研發團隊由多名經驗豐富的碩博士組成,與多所知名高校建立合作關系,不僅具備PEM電解水制氫核心部件、設備制造能力、系統集成能力、產業整體成熟解決方案整合能力,而且具備陰離子交換膜(AEM)電解水制氫技術、高壓PEM電解水制氫(20MPa)及PEM電解水聯產化學品技術的開發能力。
公司自主掌握了催化材料、高電密膜電極、擴散層極板設計和涂層處理、大功率電解槽設計、高可靠安全系統設計與集成等核心技術,具備持續研發和產品迭代能力,未來將陸續布局超高壓PEM電解槽、聯產化學品電解槽以及AEM等電解水制氫技術。
目前公司等壓、差壓結構PEM電解槽和系統已應用在不同場景,產氫純度達99.9995%以上,產品的長期穩定性達業內領先水平。由于采用自主研發的全新低貴金屬催化劑以及獨特的雙極板加工處理技術、結合高電密膜電極技術,公司所產電解槽在同等性能下成本控制可達行業內最低,極具市場競爭力。
能源轉型綠電背景下,交通、工業、儲能等場景催生綠氫萬億級市場
由于化石能源儲量有限且分布不均、碳排放導致全球升溫等問題,全球處于第三次能源轉型進程中,可再生能源逐步取代化石能源,風電、光伏綠色電力將成為主力一次能源。
能源環境智庫Ember發布的《全球電力評論》報告指出:2022年風力、光伏發電在全球發電總量中的占比持續增加,達到12%的新高紀錄,并預測2022可能是電力碳排放的 “峰值”年,也是化石能源發電量增長的最后一年。2022年風力和光伏發電量的增長滿足了全球電力需求增長的80%,遠高于2021年的69%,其中世界幾乎一半的風力和光伏發電增長量來自中國。中國未來將誕生全球最大的綠電市場。
然而風光發電有其固有的間歇性、波動性等問題,靈活、高效、低碳的二次能源的革新是解決電源波動性的關鍵一環。氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,尤其與電能之間可靈活耦合,正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。
從存量看,中國已是全球最大的產氫國和用氫國,存量灰氫將逐步被綠氫取代。根據IEA 數據,2021 年全球氫氣總產量(含合成氣)9423 萬噸,其中中國產量3300 萬噸,約占全球總量35%。從下游應用場景來看,90%以上的氫氣需求用于化工領域合成的原材料,如合成氨、甲醇等。
從增量看,未來氫氣增量空間將主要來自于交通、鋼鐵及儲能領域,此外亦可用于工業/建筑物供熱等領域。據麥肯錫預測,全球氫能需求將從2019 年的0.84 億噸增長至2035年/2050年的1.77/5.36 億噸。
氫能是萬億級市場,綠電制綠氫產業蘊含巨大的創業投資機遇。2022年,我國可統計到的電解水制氫項目共52個,而2023年前10個月的時間,已簽約的新電解水制氫項目就已達到41個,預計到2023年底,我國的電解水制氫項目將超100個。今年以來,國內多地紛紛探索對可再生能源制氫在危化品許可方面的政策進行松綁,電規總院副總工程師指出:今年1月至9月,綠氫項目投產、在建和申報的項目達到57個,投資額達到3000億元。
電解槽是電解水制氫工藝的核心設備,隨著2023年綠氫產業的擴張,我國電解槽出貨量也在快速擴大。預計2023年電解槽出貨量將達到2.1GW,相當于2022年電解槽出貨量的3倍。
PEM電解水制氫可天然耦合風光綠電波動性,在快速降本趨勢下應用空間廣闊
綠氫的制取主流方式是電解水制氫,電解槽是其核心設備。電解水制氫主要分為堿性電解水(ALK)、質子交換膜電解水(PEM)、固體氧化物電解水(SOEC)和陰離子交換膜電解水(AEM)四大技術路線,各路線因應用基礎和當前成本等方面不同而處于不同產業化階段。
目前已規模量產的電解水制氫技術路線主要為堿性及PEM。我國堿性電解槽技術成熟,成本最低,已成為項目招標主要選擇。PEM電解槽由于部分核心材料依賴進口,設備成本較高,處于產業化初期階段。但堿槽在啟停速度、負荷調節響應能力、占地面積等方面存在自身短板,相比之下PEM電解槽性能更優。
在成本層面,堿槽初次投資成本雖低,但運營成本高于PEM電解槽。由于需要保證電解槽兩側氫氧平衡,堿槽需在額定功率的20%以上才可以工作,且效率不如PEM,因此在相同條件下,功耗水平不及PEM。此外PEM電解槽動態響應更快,更適合與光伏、風能設備串聯使用,運營階段成本相對較低。以運行15年進行測算,預計當電價相同時,PEM的設備成本為堿式設備成本的3-4倍時,PEM的單位制氫成本與堿式的單位制氫成本持平。
在技術進步、規模化與國產替代下,PEM電解槽成本將實現快速下降,進而打開市場應用空間。
從發展階段來看,示范階段起初注重初裝成本,隨著商業化運營需考慮全生命周期成本。當前電解水項目大多處于示范階段,尤其是大規模集中式制氫項目(例如風光氫氨一體化項目),堿槽初裝成本低,但從運行成本、全生命周期成本以及環境成本等考慮PEM電解槽更具有優勢,尤其是PEM電解槽設備的殘值占比高達15-20%。
堿槽+PEM組合也將成為新趨勢。PEM 電解槽則憑借其響應速度快、電流密度高的優勢與堿性電解槽配合共同用于大型風光制氫項目,其中PEM電解槽承擔靈活性調節,堿性電解槽提供基礎電解負荷。目前國內已有至少3個大型綠氫項目采用“堿性+PEM”組合電解槽。
隨著逐步進入商業化運營,全生命周期成本成為首要考慮因素,即需加入運營成本和設備殘值兩方面進行考量,堿槽運營成本占其全生命周期成本的75%-80%,PEM則是占30-40%,在PEM電解槽設備逐年降本以及其更適合與風光耦合的情況下,其市場占比將呈現逐年上升趨勢。
經對1MW級的電解槽進行成本測算,混搭方案已在部分項目中呈現一定的經濟性。電解槽單價采用2021年的數據,電費為0.3元/kWh,電解槽壽命為15年,產氫約900萬方,分為設備成本和運營成本測算,其中堿式電解槽由于波動性匹配區間較窄,將會損耗15%的的效率。經測算三種方案,100%堿槽、80%堿式+20%PEM、100%PEM,堿槽+PEM方案的制氫TCO成本最低。
除大型制氫項目外,PEM電解槽因其體積、質量小、響應速度快的優勢,亦更為適用于小型分布式發電、制氫加氫一體站、半導體醫療等行業工業制氫機、民用制氫制氧機等領域。
中科創星投資總監關夢琳表示:
氫能是我們未來能源體系中重要的一部分,也是中科創星當下和未來布局的重點方向。中科創星一直以來積極布局氫能賽道產業鏈各環節的突破性技術。氫羿能源以PEM電解水核心材料為核心,以高性能低成本的電解水制氫系統產業化為目標,是中科創星在制氫端布局的重要一環。氫羿能源團隊在電解水制氫方面積累了豐富的理論體系和產品化經驗,我們長期看好團隊的底層研發和工程化能力。
勢乘資本執行董事丁秀金表示:
在全球碳中和政策驅動下,一次能源向可再生能源轉型進入加速期,氫電耦合是確定性的二次能源綠色方案。電解水制氫作為綠電轉化綠氫的入口,市場空間巨大,其主流的四種技術路線各有優劣。我們長期跟蹤不同路線的發展,非常看好PEM電解水制氫在適配風光波動性和長期降本方面的潛力,其高技術壁壘更大程度上帶來良性市場競爭。氫羿能源團隊掌握從催化材料到系統集成端的關鍵技術,在成本控制、產品迭代層面具備領先優勢,并在大功率單槽層面擁有國內最長的運行驗證。相信氫羿能源在米博士帶領下將率先抓住綠氫的藍海市場,成長為行業頭部企業。
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