2023博世科技日：博世科技覆盖氢能全价值链

气候中立的实现离不开绿氢。无论是在交通、建筑还是制造领域，绿氢几乎能应用在每个行业中。博世已准备好迎接氢能，而且在燃料电池技术等领域是一个早期开拓者。在整个氢能的价值链上，博世正在开发氢能相关的制造、压缩、储存和应用等技术。在2023年博世科技日期间，公司将分享在产品和服务组合的见解。质子交换膜（PEM）电堆：助力交通领域实现碳中和的氢能技术质子交换膜（PEM）燃料电池电堆是车用燃料电池系统的核心。PEM全称是Proton exchange membrane。车用电堆由多个独立的燃料电池组成。根据所需的输出功率，其可能会包含几百个燃料电池。在这些燃料电池中，氢气与氧气通过化学反应产生电力和水。燃料电池内部的膜会阻断电流在阳极和阴极之间流动，并防止氢气穿过膜，透到氧气一侧。这种膜是质子导电的，可以使氢离子渗透。在制造双极板时，博世采用自身独有的工艺——高速激光焊接技术。其在每个电堆中产生1200米的氢气密封焊接点。该电堆已在博世位于德国的班贝克工厂和中国的无锡工厂投产。2023年底，该电堆已实现量产。我们也计划在包含美国工厂在内的其他制造工厂进行生产。车用燃料电池电堆氢气内燃机：已具备发展基础，运行过程具备碳中和优势除了氢燃料电池，车辆也可通过氢气内燃机获得氢能动力。氢气内燃机对于长途重载的重型卡车而言尤为适用，并可应用于长途货运、建筑和农业机械。现有的内燃机和动力总成系统能为氢气内燃机的研发奠定良好基础，因为前者的诸多部件可直接应用于氢气内燃机，如空气供给系统和排气系统等基本结构中。氢气内燃机博世正在开发两种适用于氢气内燃机的系统——进气道喷射和直接喷射系统。其中，直喷系统的喷嘴必须在没有任何燃料润滑的情况下运行，并需在卡车的整个生命周期内具备开关数达十亿次的可靠性水平。氢气内燃机除了大量的水，排放物只有少量的氮氧化物。而经由成熟的尾气后处理系统处理后，它不会对空气质量造成明显影响。首批搭载氢气内燃机的车预计将于2024年上路。加氢站：压缩氢气的驱动装置解决方案为了能够快速简便地给车辆加氢，气体必须被压缩至达900巴的压力。配备高效率、易维护的博世力士乐驱动系统的氢气压缩机在氢能基建中扮演重要角色。例如，博世力士乐携手麦格思维特（Maximator Hydrogen）共同开发了可用于加气站、储气罐和管道的高效氢气压缩解决方案。到2030年，麦格思维特计划生产约4000套压缩机系统。博世力士乐携手麦格思维特（Maximator Hydrogen）共同开发高效氢气压缩解决方案为了确保氢气压缩机的高能效运行，博世力士乐提供了一种易维护、可扩展的系统解决方案。可扩展的驱动装置额定功率目前最高可达250千瓦，可为加气站经营者尝试氢气技术时提供低成本的选择。与市场上的其他方案相比，新的、基于集装箱式的压缩机解决方案可将经营商的总成本减半。加氢站制造与测试技术：燃料电池的制造过程博世智能制造解决方案事业部是博世负责核心工艺及非标设备研发制造的部门。从单个部件到整套系统，博世智能制造解决方案事业部为燃料电池的生产提供先进的制造设备和测试技术。总体而言，博世能够自给50%以上用于生产燃料电池的制造设备。例如，德国费尔巴哈的测试台便由博世智能制造解决方案洪堡事业部(原Moehwald)开发。而在测试电堆、系统及下线检测时, 会通过模拟真实环境，对质子交换膜燃料电池进行检测。模拟环境下的气体成分、温度、压力和湿度与实际车辆中的环境保持一致。氢能兼容型工业锅炉：可助力气候中立的供暖及工艺过程供热凭借前瞻性的工业锅炉系统，博世助力全球的制造业国家降低能源成本并实现其可持续发展目标 —— 甚至助其达成热处理过程中的气候中立。全球范围内，工业领域的碳排放量约占总量的20%，其中的部分碳排放便来自蒸汽、热能和热水的产出过程。氢能和绿电在工业制热和过程热方面具有巨大潜力。博世的蒸汽发生器和热发生器可100%基于绿氢、绿电或生物燃料灵活运行，并且，诸多传统系统已准备好升级成为可再生燃料适用的系统。混合动力锅炉系统是另一项颇具前景的技术。该系统采用电力供暖元件和燃烧器，可同时使用包含绿电和氢能在内的不同种类燃料，不仅具备更强的灵活性与更好的供能保障，也实现了对化石能源的低依赖性。首批试点系统于2023年投入运营，累计减少相当于4500个家庭的平均碳排放量。氢能兼容型工业锅炉：可助力气候中立的供暖及工艺过程供热氢能兼容型家用壁挂炉：气候友好型供暖的技术中立性解决方案博世的氢能兼容型家用壁挂炉最初将使用天然气运行，但在情况允许时可轻松转换为氢能供能。作为一款“氢就绪”产品，在不进行改装的情况下，该壁挂炉目前可使用20%混氢能源，不仅能够为绿建低碳住宅实现多居室的舒适采暖需求，还有效减少了碳排放。在未来，当燃烧能源由天然气转换为100%纯氢气时，这款混氢壁挂炉只需1小时改造就能获得氢气适配性，燃烧100%纯氢燃料，实现真正的零碳排放。氢能兼容型家用壁挂炉所占用的空间极小，因此对于空间有限的老旧建筑而言，该壁挂炉将是一个颇具吸引力的迭代选择。