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匯報(bào)提綱1三、氫能發(fā)展形勢(shì)四、氫能技術(shù)一、能源科技發(fā)展二、新能源技術(shù)概覽一、能源科技的發(fā)展2一、能源科技的發(fā)展3服務(wù)人類能源能源科技能源科技的范圍能源科技進(jìn)步的動(dòng)力能源科技進(jìn)步的方向世界能源科技中國(guó)能源科技一、能源科技的發(fā)展41.能源科技的范圍能源的開采1能源開采技術(shù)的發(fā)展是能源結(jié)構(gòu)更新?lián)Q代的前提2開采技術(shù)的發(fā)展,使化石能源的儲(chǔ)備增多,同時(shí)開采成本降低。3“非常規(guī)”能源是未來開采技術(shù)的發(fā)展方向一、能源科技的發(fā)展51.能源科技的范圍能源的轉(zhuǎn)化和利用電能電能替代進(jìn)程迅速發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向:高效粉煤燃燒技術(shù)的推廣應(yīng)用流化床燃燒技術(shù)。天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(NGCC)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(IGCC)熱電聯(lián)合技術(shù)可再生能源發(fā)電技術(shù)氫能氫能潛力大,起步階段1繼續(xù)降低內(nèi)燃機(jī)能耗和碳排放的技術(shù)。2新能源汽車技術(shù),用其他能源形式替代內(nèi)燃機(jī),從本質(zhì)上改變交通工具的用能方式。25%的能源用于交通領(lǐng)域,主要體現(xiàn)在:一、能源科技的發(fā)展62.能源科技進(jìn)步的動(dòng)力1滿足自然資源限制2應(yīng)對(duì)全球氣候變暖和溫室氣體排放問題3其他領(lǐng)域新技術(shù)的推廣使用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)化和人工智能技術(shù)儲(chǔ)能技術(shù)新型材料技術(shù)一、能源科技的發(fā)展73.能源科技進(jìn)步的方向1安全、有效、可持續(xù)的為人類提供更多的能源2能源利用從低效到高效OIL&GASWINDMILLNUCLEARHYDROGOALSOLAR匯報(bào)提綱8三、氫能發(fā)展形勢(shì)四、氫能技術(shù)一、能源科技發(fā)展二、新能源技術(shù)概覽二、

新能源技術(shù)概覽核能9核能技術(shù)核電技術(shù)可控核聚變技術(shù)核能供熱反應(yīng)堆技術(shù)第三代EPR/AP1000/EDF等第一代試驗(yàn)性和原型反應(yīng)堆第二代重水堆、壓水堆、沸水堆等第四代鉛冷快堆、鈉冷快堆、氣冷快堆等EAST托卡馬克裝置ITER國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆后處理技術(shù)中間貯存技術(shù)最終處置庫(kù)技術(shù)高放核廢料處理技術(shù)模塊式反應(yīng)堆技術(shù)核燃料和核反應(yīng)堆技術(shù)核能制氫技術(shù)核能海水淡化技術(shù)二、

新能源技術(shù)概覽太陽(yáng)能10太陽(yáng)能技術(shù)光化利用光電利用光熱利用光熱發(fā)電光伏發(fā)電太陽(yáng)能電池技術(shù)系統(tǒng)組件技術(shù)并網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)光伏建筑一體化槽式、蝶式、塔式、菲涅爾式太陽(yáng)能集熱器型式太陽(yáng)能熱利用形式太陽(yáng)能儲(chǔ)熱技術(shù)太陽(yáng)能海水淡化技術(shù)太陽(yáng)能熱化學(xué)制氫技術(shù)太陽(yáng)能微藻技術(shù)太陽(yáng)能光熱利用與石油化工的結(jié)合光電化學(xué)作用光敏化學(xué)作用光分解光合作用目前太陽(yáng)能電池多用晶硅材料晶硅材料占主體地位生產(chǎn)成本低、輕型化、耗材少、弱光響應(yīng)良好薄膜材料是發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)業(yè)體系基本建立,但仍受本質(zhì)不穩(wěn)定性影響城市并網(wǎng)與獨(dú)立離網(wǎng)前景巨大橫跨建筑/光伏,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存光伏器件與建筑的集成二、

新能源技術(shù)概覽風(fēng)能風(fēng)能技術(shù)風(fēng)電場(chǎng)群技術(shù)風(fēng)電設(shè)備分散式風(fēng)電整機(jī)技術(shù)其他關(guān)鍵零部件低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組技術(shù)分散式風(fēng)電應(yīng)用場(chǎng)景分散式風(fēng)電工業(yè)化非并網(wǎng)應(yīng)用葉片技術(shù)單機(jī)容量功率調(diào)節(jié)方式傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)垂直軸風(fēng)力機(jī)海上風(fēng)電機(jī)組葉片材料技術(shù)葉片設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)電機(jī)、變流器、軸承、塔架等二、

新能源技術(shù)概覽生物質(zhì)能生物質(zhì)能技術(shù)生物沼氣生物質(zhì)發(fā)電燃料乙醇畜禽糞便生產(chǎn)沼氣秸稈發(fā)酵制沼氣垃圾填埋生產(chǎn)沼氣工業(yè)有機(jī)廢水制沼氣沼渣沼液利用技術(shù)沼氣提純技術(shù)垃圾發(fā)電直接燃燒發(fā)電混合燃燒發(fā)電沼氣發(fā)電以合成氣為原料的生物法制乙醇木薯/紅薯燃料乙醇甜高粱燃料乙醇微藻燃料乙醇纖維素燃料乙醇生物質(zhì)固體成型燃料生物柴油生物航煤第三代生物柴油技術(shù)—?dú)怏w合成第一代生物柴油技術(shù)—酯交換第二代生物柴油技術(shù)—催化加氫藻類生物柴油工藝技術(shù)油脂加氫技術(shù)其他技術(shù)生物質(zhì)氣化-費(fèi)托合成技術(shù)生物質(zhì)水相催化合成技術(shù)生物質(zhì)熱裂解催化裂解技術(shù)生物異丁醇轉(zhuǎn)化技術(shù)生物質(zhì)制氫生物質(zhì)氣化二、

新能源技術(shù)概覽氫能氫能技術(shù)氫能應(yīng)用氫能制備氫能儲(chǔ)運(yùn)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫重油制氫煤焦化/氣化制氫甲醇水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫電解水制氫副產(chǎn)氫新能源制氫高壓儲(chǔ)氫液氫儲(chǔ)存有機(jī)液態(tài)載體儲(chǔ)氫儲(chǔ)氫材料低溫燃料電池高溫燃料電池熔融碳酸鹽燃料電池固體氧化物燃料電池質(zhì)子交換膜燃料電池磷酸燃料電池堿性燃料電池小型蒸汽轉(zhuǎn)化制氫氫燃料站設(shè)計(jì)氫氣長(zhǎng)輸管道工程服務(wù)二、

新能源技術(shù)概覽儲(chǔ)能儲(chǔ)能技術(shù)電化學(xué)儲(chǔ)能機(jī)械儲(chǔ)能電磁儲(chǔ)能抽水儲(chǔ)能超導(dǎo)儲(chǔ)能鋰離子電池鈉硫電池液流電池壓縮空氣儲(chǔ)能負(fù)極材料正極材料隔膜鉛酸電池超級(jí)電容器石墨烯電解液全釩氧化還原液流電池匯報(bào)提綱15三、氫能發(fā)展形勢(shì)四、氫能技術(shù)一、能源科技發(fā)展二、新能源技術(shù)概覽三、氫能發(fā)展形勢(shì)1.什么是氫能Source:IEA201916三、氫能發(fā)展形勢(shì)1.什么是氫能Source:BPEnergyOutlook2020氫能源發(fā)展歷程:氫氣從工業(yè)氣體到二次能源轉(zhuǎn)變能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光、熱、動(dòng)力等任一形式能量的載能體資源——能源百科全書2020年,國(guó)家能源法征求意見稿中首次將氫能列為“能源”。17三、氫能發(fā)展形勢(shì)1.什么是氫能18燃料電池燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置,又稱電化學(xué)發(fā)電器。中科院為代表的新源動(dòng)力清華為代表的億華通上海交大、同濟(jì)大學(xué)為代表的全柴動(dòng)力引進(jìn)外資技術(shù)合作和開發(fā)為代表的濰柴動(dòng)力自身研發(fā)如東方電氣三、氫能發(fā)展形勢(shì)1.什么是氫能2020年12月9日,豐田宣布第二代Mirai正式上市,在電機(jī)動(dòng)力輸出功率上有所提升,儲(chǔ)氫罐由2個(gè)增至3個(gè),續(xù)航里程提升至WTLC工況下850km。與時(shí)同時(shí)新車在日本地區(qū)的售價(jià)從740萬日元降至710萬日元(約合人民幣44.48萬元,享受日本環(huán)保車補(bǔ)貼后,最低售價(jià)為570萬日元(約合人民幣35.71萬元)。19三、氫能發(fā)展形勢(shì)2.為什么是氫能制備方式多樣、

用途廣泛0

1Source:IEA:ProjectedCostsofGeneratingElectricity2020Edition可再生能源的快速發(fā)展0

2碳減排、碳中和0

3氫與電的互補(bǔ)關(guān)系04氫氣具有能量密度高、來源廣泛、綠色低碳環(huán)保等特點(diǎn)隨著氫能技術(shù),特別是燃料電池技術(shù)的日趨成熟,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正在受到前所未有的廣泛關(guān)注。氫能電能制備方式廣泛廣泛儲(chǔ)運(yùn)成本一般高WelltoWheel效率(NG)31%→37%35%加注速度快慢加注成本很高一般續(xù)航性高一般安全性未有定論20氫能與電能比較(2019年)Source:Well-to-WheelsAnalysisofFutureAutomotive,CONCAWE三、氫能發(fā)展形勢(shì)3.世界氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀世界正處在前所未有的氫能“熱潮”當(dāng)中212020年,全球氫氣產(chǎn)量約9000萬噸,其中79%來自專用的制氫廠,21%為副產(chǎn)氫氣。全球?qū)τ跉錃獾男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng),2020年,全球氫氣需求量近9000萬噸,其中化工行業(yè)對(duì)于氫氣的需求約4500萬噸,主要用于生產(chǎn)氨和甲醇。三、氫能發(fā)展形勢(shì)3.世界氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀222021年加氫站數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng),2021年全球共有685座,其中僅亞洲地區(qū)就有超350座加氫站世界范圍內(nèi)氫能發(fā)展受到廣泛關(guān)注,燃料電池汽車迎來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展窗口期,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展截至2021年底,全球氫燃料電池汽車保有量49,562臺(tái)三、氫能發(fā)展形勢(shì)3.世界氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀23德國(guó):推動(dòng)深度脫碳,促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型日本:保障能源安全,鞏固產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)美國(guó):儲(chǔ)備戰(zhàn)略技術(shù),緩?fù)茖?shí)際應(yīng)用澳大利亞:拓寬出口渠道,推動(dòng)氫氣貿(mào)易三、氫能發(fā)展形勢(shì)4.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀特點(diǎn)一:氫能是中國(guó)構(gòu)建多元化能源體系關(guān)鍵一環(huán)富煤、貧油、少氣+可再生能源豐富我國(guó)碳減排任務(wù)艱巨氫電耦合是構(gòu)建我國(guó)現(xiàn)代能源體系的重要途徑中國(guó)氫能兼具產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及應(yīng)用市場(chǎng),綜合優(yōu)勢(shì)顯著24三、氫能發(fā)展形勢(shì)4.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀特點(diǎn)二:氫燃料電池技術(shù)使氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化注:數(shù)據(jù)來自中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2016年汽車工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》《2017年汽車工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》《2018年汽車工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》《2019年汽車工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》。2016—2019年,國(guó)內(nèi)燃料電池汽車銷量大幅增加我國(guó)在燃料電池汽車方面保持了較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)扶持力度。定位與客用車與運(yùn)輸車輛,定位明確。25三、氫能發(fā)展形勢(shì)4.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀特點(diǎn)三:我國(guó)可再生能源制氫潛力巨大:風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富,制氫成本低廉26三、氫能發(fā)展形勢(shì)3.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀272021年11月,工信部印發(fā)了《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》,表明應(yīng)加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動(dòng)氫能多元利用;2022年1月,國(guó)家能源局綜合司發(fā)布的《2022年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)指南》中落實(shí)了氫能發(fā)展的重點(diǎn)方向;2022年3月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》明確了各階段氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本目標(biāo);2022年4月,《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》中提出了突破氫能及燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)的要求。中國(guó):明確氫能協(xié)同互補(bǔ)定位,構(gòu)建多元化應(yīng)用場(chǎng)景2025年2030年2035年基本掌握核心技術(shù)和制造工藝燃料電池車保有量5萬輛可再生能源制氫量10-20萬噸/年二氧化碳減排100-200萬噸/年形成較完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系形成氫能多元應(yīng)用生態(tài)可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比例明顯提升三、氫能發(fā)展形勢(shì)3.我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀28注:數(shù)據(jù)來自中汽協(xié)、華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院、隆眾資訊。2016-2021年,我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷情況總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2020年受疫情影響略有滑坡。根據(jù)中汽協(xié),2022年1-2月氫能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到了355輛和370輛,行業(yè)或?qū)⒂瓉肀l(fā)期。我國(guó)在燃料電池汽車方面保持了較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)扶持力度。定位明確,主要用于客用車與運(yùn)輸車輛。截至2021年底,全國(guó)共建成加氫站212座,其中正運(yùn)營(yíng)的加氫站數(shù)量為126座。我國(guó)加氫站主要分布于廣東、江浙滬、山東等燃料電池車發(fā)展較快的省市,其中廣東地區(qū)所有加氫站41座,占全國(guó)總加氫站數(shù)量的19.3%。三、氫能發(fā)展形勢(shì)29北京冬奧會(huì)示范運(yùn)行超1000量氫能源汽車,成為運(yùn)輸主力。氫燃料電池低溫性能優(yōu)越,可實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動(dòng),-40℃低溫存放和停機(jī)自動(dòng)保護(hù),大巴車?yán)m(xù)航里程可達(dá)400公里以上。冬奧會(huì)的氫燃料電池汽車有3個(gè)車型,分別是豐田Mirai乘用車、豐田柯斯達(dá)中巴車和豐田-福田合作開發(fā)的12米大巴車。與同級(jí)別燃油車相比,三款氫燃料電池汽車每百公里可減少排放二氧化碳分別約為18.79公斤、47.01公斤和57.86公斤。企業(yè)合作,利用由光伏、風(fēng)能等所產(chǎn)生的“綠電”進(jìn)行氫氣的制取工作,實(shí)現(xiàn)“綠電制綠氫”,不間斷為北京冬奧會(huì)提供氫能支持。2022年北京冬奧會(huì)配備了30多個(gè)加氫站,保障比賽期間的氫能供應(yīng)。匯報(bào)提綱30三、氫能發(fā)展形勢(shì)四、氫能技術(shù)一、能源科技發(fā)展二、新能源技術(shù)概覽四、氫能技術(shù)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)全景31氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)全景四、氫能技術(shù)制備儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用化石能源制氫電解制氫副產(chǎn)氫氣生物質(zhì)制氫核能制氫光催化制氫物理儲(chǔ)氫化學(xué)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫加氫站(交通領(lǐng)域)家用熱電聯(lián)產(chǎn)燃料電池?zé)捰蛷S化工原料冶金行業(yè)……32四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù)332019年我國(guó)各類制氫平均成本與碳排放對(duì)比如Source:IEA2019.Allrightsreserved.灰氫藍(lán)氫綠氫四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù):化石能源制氫天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化煤氣化副產(chǎn)氫氣甲醇重整分

化H2序號(hào)工藝路線成本元/Nm3技術(shù)規(guī)模Nm3碳排放kg/GJ1煤炭氣化0.6~1.21000~20x1041932天然氣SMR0.8~1.5200~20x104693甲醇裂解1.8~2.550~500734液氨裂解2.0~2.510-20005水電解3.0~4.010-200034四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù):副產(chǎn)氫氣純化GB/T37244-2018《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》燃料電池用的氫氣更關(guān)心雜質(zhì)組成工業(yè)氫氣燃料電池用氫氣研究機(jī)構(gòu)純化方法研究成果中石化吸附法已開發(fā)出氫氣純化成套(S-PSA)技術(shù)工藝包北京佳安氫源吸附法開發(fā)的“模塊化定向除雜(MDP)”技術(shù)可來自于化石能源制氫,將工業(yè)尾氣、廢氣的富氫純化后用于燃料電池。四川天一科技吸附法已開發(fā)出焦?fàn)t煤氣凈化和提氫技術(shù),可滿足氫燃料電池的使用要求。國(guó)家能源集團(tuán)吸附法開發(fā)了自有的氫氣純化技術(shù),并在北京建立了純化技術(shù)平臺(tái)。美國(guó)的杜克大學(xué),NASA,AkzoNobel等膜分離主要是鈀膜的研究,實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。35四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù):電解水制氫水電解:陰極:陽(yáng)極:總反應(yīng):特性堿性電解水制氫質(zhì)子交換膜電解水(PEM)固體氧化物電解水(SOE)能源效率60%-75%70%-90%85%-100%運(yùn)行溫度℃70-9070-80700-1000電流密度A/cm20.2-0.41-21-10能耗kWh/Nm34.5-5.53.8-5.02.6-3.6啟停速度啟停較快啟停快啟停慢動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力較強(qiáng)強(qiáng)--電能質(zhì)量需求穩(wěn)定電源穩(wěn)定或波動(dòng)穩(wěn)定電源電解質(zhì)20-30%KOHPEM(常用Nafion)Y2O3/ZrO2系統(tǒng)運(yùn)維有腐蝕液體,后期運(yùn)維復(fù)雜,成本高無腐蝕性液體,運(yùn)維簡(jiǎn)單,成本低目前以技術(shù)研究為主,尚無運(yùn)維需求電解槽壽命可達(dá)12000h已達(dá)到10000h--商業(yè)化規(guī)模Nm3/單電解槽1000-1500200無占地面積較大占地面積小未知特點(diǎn)技術(shù)成熟。已實(shí)現(xiàn)工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用,成本低較好的可再生能源適應(yīng)性,無污染,成本高(PEM更換與貴金屬電極),商業(yè)化水平低部分電能被熱能取代,轉(zhuǎn)化效率高,高溫限制材料選擇,尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化水可以通過電流分解為氫氣和氧氣,該原理已長(zhǎng)期用于工業(yè)制氫。電解過程與燃料電池過程相同,只是與電化學(xué)反應(yīng)方向相反,主要有以下三種技術(shù)路線:36四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù):電解水制氫-堿性水電解堿性水電解技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)成熟,壽命可靠耗電量高(4.5-6kWh/Nm3)規(guī)模較大(5.3MW)需提高能量密度提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力開發(fā)新材料,提高分離膜片壽命國(guó)外代表企業(yè):法國(guó)Mcphy,美國(guó)Teledyne,挪威Nel國(guó)內(nèi)代表企業(yè):中船重工718所,蘇州競(jìng)立,天津大陸制氫,中電豐業(yè),技術(shù)特點(diǎn):Diaphragm:Asbestos(past)PPS,PTFE,PSF,Zirfon?(current)LiquidelectrolyteKOH50-120℃,1-60bar產(chǎn)業(yè)化情況:津巴布韋:28×3.5MW-21000Nm3/h秘魯:7×3.5MW-5200Nm3/h埃及Aswan:165MW-3700N3/h新能源領(lǐng)域:2006年加拿大Idaho風(fēng)電制氫項(xiàng)目德國(guó)勃蘭登州ENERTRAG制氫項(xiàng)目德國(guó)美因茨風(fēng)能制氫項(xiàng)目(Linde)河北沽源200MW風(fēng)電,10MW制氫項(xiàng)目金風(fēng)吉林長(zhǎng)嶺20萬千瓦風(fēng)電和制氫37四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù):電解水制氫-PEM電解PEM電解技術(shù)特點(diǎn)采用純水能量密度大理論耗電量更低(3.8-5kWh/Nm3)快速響應(yīng)能力膜需要貴金屬國(guó)外代表企業(yè):ITM,德國(guó)西門子、美國(guó)Proton、加拿大Hydrogenics國(guó)內(nèi)代表企業(yè):中船重工718所,大連物化所,安思卓,中國(guó)航天科技507所產(chǎn)業(yè)化情況:加拿大安大略省電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu),利用PEM技術(shù)制氫,并協(xié)助平衡電網(wǎng)。該項(xiàng)目于2017年建成,制氫能力1,000公斤/天,增加了電網(wǎng)調(diào)度備用容量,加大可再生能源并網(wǎng)的能力。2018年殼牌與ITM能源公司計(jì)劃在萊茵煉油綜合體內(nèi)的Wesseling煉油工廠安裝一個(gè)大型電解槽制氫裝置。該裝置容量為10兆瓦,2020年下半年基本完工。法國(guó)液化空氣公司完成了世界上最大的PEM(質(zhì)子交換膜)電解槽的建設(shè),通過利用可再生能源,該裝置現(xiàn)在每天能夠生產(chǎn)8.2噸低碳?xì)洌挥诩幽么驜écancour。38四、氫能技術(shù)1.制氫技術(shù):電解水制氫-固體氧化物電解國(guó)外代表企業(yè):德國(guó)Sunfire公司、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu):清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院、華南理工大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)高溫下高溫固體氧化物電解技術(shù)以固體氧化物(如氧化鋯-氧化釔)為電解質(zhì),在約700-1000°C的高溫條件下進(jìn)行,為高溫?zé)嵩吹膽?yīng)用提供了新途徑。電解水蒸氣制氫與常規(guī)水電解相比,具有更高效、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。高溫下,電解水的電量需求可顯著降低。固體氧化物技術(shù)特點(diǎn)轉(zhuǎn)化效率高耗電量更低(2.6-3.6kWh/Nm3)投資成本高技術(shù)不夠成熟全球首套商業(yè)規(guī)模的高溫固體氧化物電解設(shè)備將在荷蘭投入使用,電力來源為綠色電力,德國(guó)Sunfire供貨一套2.6MW的高溫固體氧化物電解設(shè)備是全球首個(gè)高溫固體氧化物電解水制綠色氫氣項(xiàng)目。39四、氫能技術(shù)光解水制氫-主要挑戰(zhàn)-效率的提高催化劑成本可見光譜范圍Fujishima(1972年),TiO2載體日本三菱化學(xué)ARPChem南京工學(xué)院,鄒志剛教授課題組生物質(zhì)制氫核能制氫生物質(zhì)氣化:撬塊化,安全和環(huán)保,穩(wěn)定性,原料的適應(yīng)性,成本和效率,發(fā)電到制氫的轉(zhuǎn)變…生物質(zhì)厭氧發(fā)酵:總體上處于試驗(yàn)室階段。

EU聯(lián)合工程項(xiàng)目:Hyvolution

反應(yīng)器設(shè)計(jì),解決反應(yīng)器放大的問題,原料適用性,成本控制,菌種開發(fā)…40-主要挑戰(zhàn)-安全性問題技術(shù)本身的成熟度材料的選擇核島和化工島的連接工程化經(jīng)驗(yàn)欠缺四、氫能技術(shù)2.氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù):目前氫能發(fā)展的最大瓶頸41四、氫能技術(shù)2.氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)——物理儲(chǔ)氫42四、氫能技術(shù)2.氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)——高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫(a)HydrogenstoragetankinHerten,Germany(b)HydrogengasholderofInfraservinH?chst/Frankfurt,Germany@50bar,5300m3(STP),470kgH2,2013.(c)SphericalpressurevesselofWuppertalerStadtwerkeinM?beck/Sonnborn,Germany12-16bar,15000m3,1988(d)pipestoragefacilityofErdgasZürichAGinUrdorf,SwitzerlandDN1400,64-100bar,2013.~€17m,260tubes,14teach,Thickness25.5mm,6112m3(c)(d)43四、氫能技術(shù)不同型號(hào)儲(chǔ)氫罐的特點(diǎn)型號(hào)I型II型III型IV型V型材料純鋼質(zhì)

金屬鋼質(zhì)內(nèi)膽

纖維纏繞鋁內(nèi)膽

纖維纏繞塑料內(nèi)膽

纖維纏繞無內(nèi)膽纖維環(huán)繞壓力17.5-20MPa26.3-30MPa30-70MPa>70MPa研發(fā)中使用壽命15年15年15-20年15-20年成本低中最高高車載使用否否是是在氫氣臨界溫度以上,通過高壓壓縮的方式實(shí)現(xiàn)氫氣儲(chǔ)存

儲(chǔ)氫罐相關(guān)廠商:浙江大學(xué)、開原維科、東方電氣Faurecia(法國(guó))、ILJINComposite(韓國(guó))、HexagonComposites(挪威)、NPROXX(德國(guó))儲(chǔ)氫瓶相關(guān)廠商:安瑞科、浙江蘭能、JFE(日本)國(guó)內(nèi)一般使用國(guó)內(nèi)禁止使用2.氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)——高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫44四、氫能技術(shù)2.氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)——液氫將純氫冷卻到-253℃使之液化,然后充裝到高真空多層絕熱的燃料罐中來進(jìn)行氫儲(chǔ)存在大規(guī)模、遠(yuǎn)距離氫的儲(chǔ)運(yùn)過程中,相比高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫,液氫具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)提供商:LINDE、液空、中科富海美國(guó)液氫產(chǎn)能超過300噸/天,其中約33.5%液氫用于石油化工電子行業(yè),18.6%用于航空航天,10%用于燃料電池車輛的加氫站。日本川崎重工神戶工廠舉行全球首艘液氫運(yùn)輸船“SUISOFRONTIER”下水。45四、氫能技術(shù)2.氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)——化學(xué)與材料儲(chǔ)氫4

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