清潔氫揭榜掛帥任務(wù)榜單

附件3清潔氫揭榜掛帥任務(wù)榜單核心基礎(chǔ)低成本兆瓦級質(zhì)子交換膜電解堆揭榜任務(wù)：面向可再生能源制氫對低能耗、寬功率波動、高動態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用需求，突破兆瓦級質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫電解堆的關(guān)鍵技術(shù)；研制出低能耗、輕量化、高可靠性的兆瓦級PEM電解堆；實現(xiàn)適應(yīng)性寬功率波動MW級PEM電解水制氫系統(tǒng)集成與應(yīng)用；掌握標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、低成本的電解堆生產(chǎn)制造方法，推動PEM電解堆在制氫領(lǐng)域的應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，量產(chǎn)兆瓦級PEM電解堆具備可再生能源波動工況下的長時間工作能力，單電解堆制氫能力大于400Nm3/h，直流電耗不高于4.4kWh/Nm3，成本低于240萬元/MW。可量產(chǎn)陰離子交換膜電解堆揭榜任務(wù)：面向可再生能源電解水制氫的規(guī)模化和低成本需求，研究大功率陰離子交換膜制氫電解堆的零部件與整堆結(jié)構(gòu)設(shè)計及批量制造技術(shù)，研究電解堆運行控制策略，完成大功率陰離子交換膜制氫電解堆的開發(fā)與測試驗證，提升電解堆產(chǎn)氫電流密度與功率波動適應(yīng)性。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，陰離子交換膜制氫電解堆產(chǎn)品技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平。單堆額定功率≥200kW，額定產(chǎn)氫電流密度≥10000A/m2，直流能耗≤4.5kWh/Nm3，功率運行范圍10~120%，壽命達(dá)到5000h以上。低溫低壓、寬氫氮比合成氨催化劑揭榜任務(wù)：面向低能耗、高柔性綠氫合成綠氨裝置的產(chǎn)業(yè)需求，針對氨合成催化劑高溫高壓高能耗和氫氮比適應(yīng)范圍窄，難適應(yīng)風(fēng)、光等可再生能源電力電解制氫工況波動等問題，研發(fā)新型高效非鐵基、低溫、低壓及寬氫氮比的合成氨催化劑及其規(guī)?；苽浼夹g(shù)，支撐我國低溫低壓柔性綠色高效合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，新型高效非鐵基合成氨催化劑經(jīng)500℃耐熱20個小時后，在壓力≤6.5MPa、溫度≤390℃、氫氮比≤2.0和空速≥10000h-1條件下，反應(yīng)出口氨濃度≥17.0%；催化劑適應(yīng)在氫氮比為1.0~3.5之間調(diào)控使用；催化劑制造能力≥100立方/年。氫冶金高溫氫氣安全控制系統(tǒng)揭榜任務(wù)：面向氫氣大流量輸送、高溫加熱、高壓噴吹等過程中可能出現(xiàn)的氫氣泄漏、燃爆等安全問題，突破氫氣在線檢測與報警、氣體溫度及壓力的實時檢測與報警、設(shè)備外氫氣紅外圖像識別與監(jiān)測、氫氣安全預(yù)警及自動響應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)，建立氫冶金安全管理體系系統(tǒng)，并在工業(yè)化氫冶金產(chǎn)線上進(jìn)行應(yīng)用與驗證。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氫冶金安全管理體系系統(tǒng)，氣體濃度檢測誤差小于±0.5%，溫度及流量誤差小于±2%，系統(tǒng)檢測與實時響應(yīng)速度<0.1s，系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行時間不小于3個月。純氫冶金高效還原技術(shù)揭榜任務(wù)：面向純氫還原鐵礦過程中氫氣高溫加熱和豎爐氣固高效還原需求，開發(fā)氫氣高溫電加熱、豎爐高溫氫氣多維噴吹、純氫高效還原鐵、高溫氫直接還原鐵冷卻、過程動態(tài)控制等核心工藝技術(shù)，形成純氫冶金氫氣加熱和高效還原工藝技術(shù)及應(yīng)用裝備。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的純氫冶金技術(shù)中試平臺，實現(xiàn)氫氣一次加熱溫度大于950℃，氫直接還原鐵金屬化率≥93%，豎爐氫直接還原鐵冷卻后溫度<110℃，球團(tuán)粉化率<8%，氫氣最大消耗量可達(dá)80000Nm3/天，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行2000h以上。新型高效二氧化碳加氫制甲醇催化劑揭榜任務(wù)：面向二氧化碳加氫制甲醇產(chǎn)業(yè)需求，針對目前催化劑選擇性差、催化劑易失活等突出問題，研發(fā)出新型高活性、高選擇性、高穩(wěn)定性二氧化碳加氫制甲醇催化劑；根據(jù)可再生能源制氫工況波動等新需求，研發(fā)出可適應(yīng)工藝條件變化的二氧化碳加氫制甲醇催化劑，提升二氧化碳加氫制甲醇效率與風(fēng)光制氫波動適應(yīng)性。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，新型高效二氧化碳加氫制甲醇催化劑在H2/CO2=3、壓力5MPa、空速8000h-1、溫度≤250℃條件下，二氧化碳單程轉(zhuǎn)化率≥28%、甲醇選擇性≥78%、催化劑連續(xù)工作1000小時、甲醇時空產(chǎn)率衰減率≤15%；催化劑可在30%~120%負(fù)荷范圍內(nèi)調(diào)控使用。二氧化碳加氫制甲醇高效反應(yīng)器揭榜任務(wù)：面向二氧化碳加氫制甲醇產(chǎn)業(yè)需求，針對目前二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)器的催化劑床層局部過熱、傳熱不均、傳質(zhì)效率低等問題，研制催化劑床層結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)部換熱均勻、流體分布均勻的二氧化碳加氫制甲醇高效反應(yīng)器，支撐綠色甲醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成高效二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)器研發(fā)，實現(xiàn)床層溫升在±5℃以內(nèi)，床層壓降不超過50kPa，傳質(zhì)效率提升至少30%，催化劑壽命延長30%以上，適用于30%~120%負(fù)荷波動范圍?？煽鐪貐^(qū)工作的燃料電池全氟磺酸樹脂揭榜任務(wù)：面向氫能轉(zhuǎn)化向高能效、大功率的發(fā)展需求，突破跨溫區(qū)全氟共聚功能單體批量合成及純化技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計與可控合成技術(shù)、復(fù)雜多相共聚合體系的工程放大技術(shù)。實現(xiàn)氫能轉(zhuǎn)化裝置跨溫區(qū)、低能耗工作，提升我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)水平。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，開發(fā)跨溫區(qū)全氟共聚功能單體合成及純化裝置，完成聚合級功能單體規(guī)?；苽洌瑢崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)可控跨溫區(qū)全氟磺酸樹脂批量制備。跨溫區(qū)全氟磺酸樹脂及質(zhì)子交換膜工作溫度≥120℃，電導(dǎo)率≥0.15S/cm，使用壽命≥20000小時。氫燃料電池用炭紙與氣體擴(kuò)散層揭榜任務(wù)：面向高性能、低成本的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆應(yīng)用需求，開發(fā)高性能、高一致性炭紙和氣體擴(kuò)散層（GDL）。重點突破：高一致性炭紙制備技術(shù)，特別是超薄炭紙的工程化制造方法；高導(dǎo)電、高傳質(zhì)的氣體擴(kuò)散層，提高氣體擴(kuò)散層在大電流密度下的輸出性能。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，實現(xiàn)自主研發(fā)的炭紙和氣體擴(kuò)散層在兩輪車及商用車電堆上的批量應(yīng)用，并滿足氫空燃料電池高溫發(fā)電、氫氧燃料電池發(fā)電的多場合應(yīng)用需求。GDL厚度在140~230um(@25kPa)、GDL厚度一致性偏差≤±5%，GDL法向電阻≤6.0mΩ·cm2(@1.0MPa)；炭紙法向電阻≤5mΩ·cm2(@1MPa)，孔隙率≥80%，拉伸強(qiáng)度≥16MPa。重點產(chǎn)品大功率堿水電解制氫成套裝備揭榜任務(wù)：面向風(fēng)光消納對大功率堿水電解制氫成套系統(tǒng)的迫切需求，研究高性能電極與隔膜、流場與進(jìn)液/排氣通道優(yōu)化設(shè)計、高效密封與可靠組裝、高精度熱/質(zhì)均衡控制技術(shù)；開發(fā)適應(yīng)波動工況下大功率電解槽、高效氣液分離、自適應(yīng)堿液循環(huán)等集成控制技術(shù)，實現(xiàn)大型堿性電解水制氫系統(tǒng)的產(chǎn)品研制與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成單臺套15MW堿性電解水制氫成套裝備研制與工程應(yīng)用，實現(xiàn)：單電解槽實測產(chǎn)氫量≥3000Nm3H2/h，額定電流密度下電解槽直流能耗≤4.25kWh/Nm3H2、電解系統(tǒng)交流能耗≤4.45kWh/Nm3H2（基于實測產(chǎn)氫量），穩(wěn)定運行功率范圍35%~120%（穩(wěn)定運行時間≥2h）。纖維纏繞金屬內(nèi)膽高壓氣氫儲氫容器揭榜任務(wù)：面向固定式儲氫容器大容量、低成本、高安全需求，突破基于強(qiáng)度、壽命及材料成本等多優(yōu)化目標(biāo)的儲氫容器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、高壓氫氣環(huán)境下金屬內(nèi)膽材料及非金屬密封材料氫致?lián)p傷測試及評價、大壁厚金屬無縫內(nèi)膽可靠性旋壓成型和調(diào)質(zhì)處理、臨氫側(cè)金屬內(nèi)表面處理、纖維纏繞精確控制及固化工藝優(yōu)化、大容量儲氫容器性能測試及調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)纖維纏繞金屬內(nèi)膽儲氫高壓容器，并在加氫站等固定式儲氫場景中應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，建立大容量纖維纏繞金屬內(nèi)膽儲氫高壓容器可靠性設(shè)計制造方法并研制出產(chǎn)品不少于2臺，支撐70MPa加氫站等固定式場景的大容量、低成本、高安全儲氫及運營需求。儲氫容器設(shè)計壓力達(dá)到99MPa，單只容器水容積達(dá)到1000L，單只容器儲氫量達(dá)到45kg。大容積高壓氣態(tài)儲氫球罐揭榜任務(wù)：面向大容積高壓氣態(tài)儲氫裝備缺失，不能滿足產(chǎn)業(yè)鏈需求的問題，研究高壓大容積儲氫球罐失效模式與損傷機(jī)理；提出材料選擇原則，研究基于本質(zhì)安全的高壓儲氫球罐優(yōu)化設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)；研究大厚度球殼板材料成型工藝及材料焊接工藝，研制高壓氣態(tài)儲氫球罐并完成性能測試，在制氫站等固定式儲氫場景中應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成高壓氣態(tài)儲氫容器結(jié)構(gòu)設(shè)計、開發(fā)滿足氫相容性、氫脆敏感度、以及強(qiáng)度要求的材料，形成高壓氣態(tài)儲氫球罐壓制成型工藝，開發(fā)高壓儲氫球罐臨氫材料焊接工藝，完成高壓氣態(tài)儲氫球罐研制，其中儲氫球罐設(shè)計壓力≥12MPa，設(shè)備容積≥300m3，儲氫密度不小于9.22kg/m3。L360鋼級高壓高比例摻氫輸送管揭榜任務(wù)：面向我國氫氣大規(guī)模高效安全輸送用高壓、高比例摻氫輸送管道工程需求，突破高壓輸氫管材成分設(shè)計、鋼管低應(yīng)力成型及焊縫高潔凈化、低偏析和低擴(kuò)散氫含量控制等關(guān)鍵技術(shù)；研制基于高氫分壓環(huán)境下高斷裂韌性設(shè)計的高韌性、低硬度、低強(qiáng)度波動的新型輸氫管材；研究建立含缺陷管材的失效評估方法和管道完整性技術(shù)規(guī)范，提升長距離高壓摻氫管道輸送效率和服役安全性，推動我國氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成高可靠性L360鋼級高壓高比例摻氫輸送管的設(shè)計與制造；在高氫分壓下管材的相對斷面收縮率(ZH2/ZRef)≥0.80、斷裂韌性KIH≥70MPa·m1/2，具備高壓6.3MPa、高摻氫比例20%、年輸量1萬噸及以上氫氣的輸送能力；實現(xiàn)5000噸以上L360鋼級、D406mm及以上管徑摻氫輸送管的工業(yè)化生產(chǎn)。汽車用低成本大容量Ⅳ型儲氫氣瓶揭榜任務(wù)：面向商用車長續(xù)航、低成本、輕量化的迫切需求，研究大容積Ⅳ型儲氫氣瓶一體化內(nèi)膽成型技術(shù)，研究儲氫瓶形/性協(xié)控纏繞與固化制造技術(shù)，提升大容積氣瓶產(chǎn)品批量制造一致性，并在商用車上進(jìn)行示范驗證。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成大容積車用Ⅳ型儲氫氣瓶研制，并取得型式試驗證書；儲氫氣瓶水容積≥300L，儲氫密度≥6.5wt%（含瓶閥），規(guī)模化制造成本≤2200元/kgH2（含瓶閥），示范車輛不少于10輛。兩輪車用固態(tài)儲氫材料儲氫瓶揭榜任務(wù)：面向氫燃料電池兩輪車領(lǐng)域?qū)Π踩院捅憬菪缘膽?yīng)用需求，突破便攜型固態(tài)儲氫罐高效換熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化、自動化成型裝備與技術(shù)開發(fā)；建立儲氫罐跌落、振動等安全評價平臺，形成完備的安全標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范；開發(fā)儲氫罐氫量監(jiān)測技術(shù)，及兩輪車用運行監(jiān)控平臺，實現(xiàn)兩輪車加氫與運維的智能化，推進(jìn)氫燃料電池兩輪車的批量應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成安全、低成本的便攜型固態(tài)儲氫罐自動化產(chǎn)線和氫燃料電池兩輪車安全運維智能平臺建設(shè)，便攜型儲氫罐壽命超5000次，且儲氫罐的氣密性要求氫氣泄漏速率<0.02L/h，固態(tài)儲氫材料儲氫瓶具有足夠的抗跌落、熱循環(huán)、氫氣循環(huán)、氣密性、安裝強(qiáng)度要求，具備緊急情況下立即自動關(guān)斷氫氣供應(yīng)的能力。實現(xiàn)十萬輛級氫燃料電池兩輪車的應(yīng)用規(guī)模，累計行駛里程超10萬公里；其中，續(xù)航100km的氫兩輪車用儲氫與燃料電池系統(tǒng)成本低于5000元/套。兩輪車用氫燃料電池系統(tǒng)揭榜任務(wù)：面向兩輪車用微型氫動力的高安全、低成本需求，研發(fā)集成儲氫的燃料電池微型氫燃料電池系統(tǒng)。重點突破：包括催化劑、質(zhì)子交換膜及炭紙的空冷電堆技術(shù)，包括固態(tài)儲氫材料的可更換儲氫瓶、可滿足充氫與放氫過程的熱力需求，構(gòu)建氫燃料電池兩輪車智能化運維管理系統(tǒng)，實現(xiàn)在電動自行車等兩輪車上的批量應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，實現(xiàn)1.5萬臺燃料電池共享自行車的投放。單個氫燃料電池系統(tǒng)的額定功率≥180W，其中，電堆的額定功率≥200W，儲氫瓶的可用儲氫量≥50g；使用自主研發(fā)的質(zhì)子交換膜、催化劑、炭紙、極板、固態(tài)儲氫材料等。燃料電池系統(tǒng)的壽命≥3000h，燃料電池系統(tǒng)絕緣電阻>1MΩ、泄漏檢測點允許最大氫氣濃度<50ppm。研制出專用儲氫瓶氫氣充裝裝置，每批次可充裝儲氫瓶數(shù)≥24，泄漏點允許最大氫氣濃度<300ppm；開發(fā)出氫燃料電池共享自行車的運維軟件和監(jiān)控平臺。示范應(yīng)用耦合工業(yè)余熱的固體氧化物電解制氫系統(tǒng)揭榜任務(wù)：面向波動性可再生能源大規(guī)模制氫及工業(yè)余熱利用需求，研究耦合工業(yè)余熱的固體氧化物高效電解制氫技術(shù)，突破大功率開放式固體氧化物電解堆一致可靠設(shè)計、組裝與高溫原位故障診斷技術(shù)，開發(fā)模組“氣-熱-電-力”協(xié)同控制與集成技術(shù)，研究波動工況下系統(tǒng)響應(yīng)特性和寬功率調(diào)節(jié)方法，掌握系統(tǒng)熱電管理與平衡技術(shù)，研究系統(tǒng)安全控制策略，實現(xiàn)大功率耦合工業(yè)余熱的固體氧化物高效電解制氫系統(tǒng)的產(chǎn)品研制與示范應(yīng)用。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，完成固體氧化物高效電解制氫電堆、模組及大功率耦合工業(yè)余熱系統(tǒng)的產(chǎn)品研制與示范應(yīng)用。電堆功率≥3.5kW，預(yù)期壽命1萬小時；單模組功率≥50kW，運行時間≥5000小時；系統(tǒng)功率≥200kW。液氫“制-儲-運”產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉稇?yīng)用揭榜任務(wù)：面向氫氣高密度、大容量存儲需求，開展民用液氫工廠、液氫儲罐、液氫汽車罐車研制與示范應(yīng)用，支持液氫加氫站的運行，建立液氫“制-儲-運”等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性模型、獲得評價指標(biāo)體系。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，民用液氫工廠液化能力≥5.5噸/天，氫氣液化能耗≤12.5kWh/kg；液氫儲罐容積≥400m3，民用液氫汽車罐車容積≥40m3，維持時間≥12天；加氫站內(nèi)液氫儲量≥1000kg。各環(huán)節(jié)示范運行總括時長≥3000小時，建立技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評價導(dǎo)則。車用燃料電池電堆制造工藝及裝備揭榜任務(wù)：面向車用大功率燃料電池高質(zhì)量、高一致性、低成本制造的迫切需求，突破燃料電池電堆高效批量化制造的“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)，聚焦燃料電池膜電極、雙極板、電堆批量化工藝與連續(xù)化裝備的研究；圍繞量產(chǎn)核心工藝，研制燃料電池電堆連續(xù)化生產(chǎn)裝備；集成燃料電池電堆批量化制造成套裝備產(chǎn)線，形成燃料電池電堆批量化生產(chǎn)全鏈工藝規(guī)范。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，研發(fā)新一代燃料電池批量化工藝和連續(xù)化裝備設(shè)計方法，開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的批量化成套量產(chǎn)裝備線，形成燃料電池批量工藝與裝備能力，使得膜電極、雙極板產(chǎn)能不低于20萬平/年，電堆產(chǎn)能不低于2萬臺/年，制造精度、可靠性及壽命達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水準(zhǔn)。費托合成工藝制綠色航煤用高選擇性油品加工催化劑揭榜任務(wù)：面向可持續(xù)航空燃料產(chǎn)業(yè)需求，針對傳統(tǒng)油品加工催化劑對航煤組分選擇性低的問題，研究費托合成路線制綠色航煤所需的高活性、高選擇性油品加工催化劑，開發(fā)最大化生產(chǎn)航煤組分的反應(yīng)工藝，推動清潔氫制綠色航煤技術(shù)路線多元化發(fā)展。預(yù)期目標(biāo)：到2026年，實現(xiàn)加氫異構(gòu)和加氫裂化工業(yè)催化劑技術(shù)驗證，具備百公斤級催化劑工業(yè)制備能力，完成萬噸級工藝包開發(fā)。以150~300℃餾分范圍的費托合成油為原料，加氫異構(gòu)反應(yīng)實現(xiàn)航煤收率≥85%；以大于300℃餾分的費托合成