日立能源与瓦萨大学合作研发变压器余热回收技术，助力绿氢生产能效提升

日立能源与瓦萨大学签署了一项研究合作协议，旨在共同开发变压器效率提升与余热回收技术，从而提升氢气生产的能源与成本效益。

电力是氢气生产中最关键的原材料，也是整个生产过程的基础。电解槽与所需的整流器、整流变压器及供电系统共同构成完整的电气系统，构成绿色氢气生产的核心。只有当供电系统和整流变压器设计得当时，电解过程才能实现可靠、高效且对电网友好的运行。

在制氢厂的运营成本中，电力约占70%。以现有技术水平，制氢厂消耗的电力中约有三分之一以热能和电能损耗的形式被浪费。通过精心设计电气系统，并充分利用变压器、整流器、电解槽和压缩机产生的废热，这一损耗比例可被显著降低。

该研究项目——“优化电解槽系统电力链”（OEPCES）的目标是，通过将废热回收用于区域供暖或制氢厂内部工艺，提高变压器效率，从而提升整个系统的运行效率。

氢气厂电气系统中所使用的整流变压器属于高科技特种变压器，主要用于为整流器供电，将交流电转换为电解过程所需的直流电。从供电角度来看，电解过程对负载具有极高的要求。变压器需在严格的电能质量标准下，应对高峰值功率需求和快速功率波动，并实现与电网的主动集成。这为优化整流器的效率与运行范围带来了极具挑战性的约束条件。

目前，电源系统和变压器产生的热量主要经由冷却系统排出，并未用于制氢工艺流程。该项目第一阶段将重点开发变压器的电热模型，以优化设备效率，并将其与余热回收系统集成。

“在工业规模的绿氢生产中，电解及其配套电源技术正处于快速发展阶段，我们希望走在这一领域的前沿。我们非常高兴瓦萨大学能够加入，共同开发世界级解决方案，以提升能源效率、降低成本、加速清洁能源的普及。这项开发工作标志着我们向着更可持续、更具竞争力的氢气生产迈出了坚实的一步。”日立能源总经理马蒂·瓦托瓦拉表示。

“能源转型及其在各领域带来的新机遇，使系统层面的研究变得比以往更为重要。建模能力，以及对复杂系统进行可靠分析并探索替代模型的能力，是实现知识创新、开发满足新兴需求的高竞争力解决方案的关键。绿氢生产及其相关新解决方案正是系统研究的核心领域，瓦萨大学研究团队的多学科专长在其中得以充分施展。”瓦萨大学研究副校长米卡·格伦斯特伦说道。

OEPCES项目是“电解系统热能回收与利用”（HEROES）研发项目的一部分，后者由芬兰国家技术研究中心与瓦萨大学联合开展，旨在通过充分利用电解系统产生的废热，从根本上提升氢气生产的能源效率。HEROES项目的主要目标是开发并展示一套氢气生产系统，该系统可将电力消耗降低多达35%，并将系统净效率提升至最高85%，而当前系统的效率通常在50%至70%之间。该项目为芬兰和欧盟的气候与氢能战略，以及新兴低碳产业的发展提供了有力支持。OEPCES项目还囊括了瓦萨大学研究小组开发的高效动力总成解决方案。

日立能源在氢能工厂电气系统的投资、实施与维护全过程中，始终作为合作伙伴参与其中，涵盖电力系统的前期工程、项目实施、运行管理及全生命周期优化等环节。该公司已为位于哈亚瓦尔塔的P2X Solutions公司——芬兰首座工业规模制氢工厂——提供了主电气系统。