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13位专家畅谈氢能产业发展趋势!

日期:2023-04-03    来源:国际能源网/氢能汇

能源资讯中心

2023
04/03
11:05
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关键词: 氢能产业 绿氢装备 氢能重卡

3月28日,由中国氢能联盟、中国电力企业联合会、国家能源集团等联合主办的中国国际氢能及燃料电池产业展览会(2023中国氢能展)暨氢能产业创新发展论坛在北京举办。本次论坛由中国氢能联盟副秘书长,同济大学教授马天才主持。中国氢能联盟介绍了5年来的成果,并发布了中国氢价指数。氢能产业链上下游企业高管聚焦绿氢装备、氢动力列车、氢能重卡等热点,共话氢能发展与机遇。

中国氢能联盟秘书长,国家能源集团氢能科技公司执行董事刘玮

中国氢能联盟秘书长,国家能源集团氢能科技公司执行董事刘玮发布了中国氢能联盟5周年成果。聚焦一体化推动氢能“科技-产业-金融”生态建设,刘玮发布了“氢能大数据”、“可再生氢100”、“氢能领跑者”三条主线重磅研究成果。

“氢能大数据”首次公开发布氢能产业大数据平台、技术经济与氢价指数、数字氢能平台“氢数”和“氢瞰”、《中国氢能源及燃料电池产业发展报告2022》(氢能产业白皮)、联合《Clean Energy》打造“氢能产业发展”学术专刊、“揭榜挂帅”政研课题等;“可再生氢100”包括发布“可再生氢100发展路线图”、基于《低碳氢、清洁氢及可再生氢气标准与评价》和区块链技术,实施清洁氢评价并建设我国绿色氢气溯源及认证平台“氢溯”;“氢能领跑者”行动成果发布国内首个绿色氢能关键装备检测实证基地-宁夏氢能重点实验室暨氢能关键装备检测实证基地。

“中国氢价指数”由中国氢能联盟研究院统计氢能全产业链“生产侧”和“消费侧”超200多个样本点展示价格变化趋势,以发掘氢能作为大宗商品的交易价值,全面、客观、及时地呈现全国及各区域氢能价格变化趋势。

指数显示,生产侧指数较为平稳,全国平均水平大约保持35元/公斤,燃料电池汽车城市群生产侧价格较高,约在35-40元/公斤,2022年整体呈下降趋势。消费侧指数总体呈下降趋势,全国平均水平在60元/公斤,燃料电池汽车城市群价格较低,上半年平均55元/公斤;非燃料电池汽车城市群价格较高,全年平均在73元/公斤。

指数对全国氢能价格进行评估统计跟踪,客观呈现全国及各区域、多品类氢能价格变化趋势,增强氢能市场价格调控能力、健全氢能市场交易体制机制、支撑氢能项目评估体系建设、引导氢能绿色发展社会共识。指数以月度更新的方式,在【氢界】氢能产业大数据平台呈现。

阳光电源副总裁、阳光氢能公司董事长彭超才

阳光电源副总裁、阳光氢能公司董事长彭超才以《可再生能源柔性制氢发展》为题发表演讲。彭超才认为,绿氢成本过高是当前绿氢发展的最大挑战。阳光氢能进行详细测算厚发现,“当电价在0.616元的时候,制取绿氢成本在39.06元每公斤,当电价到0.3元的时候,制氢成本达到21.22元,当电价到0.13元的时候,成本就到了11.63元。这个时候绿氢就具备了平价的吸引力。”

彭超才介绍了阳光氢能可再生能源柔性制氢解决方案。这一方案核心设备是IGBT制氢电源、电解水制氢设备、智慧氢能管理系统,特征是高效、智慧、安全。

这一解决方案应用场景包括工业,交通,能源电力等多领域。“借助于阳光电源的技术优势,持续进行创新研发,可再生能源柔性制氢系统应用场景会越来越广,尤其是大化工领域,未来场景会全面打开。”彭超才说。

考克利尔能源亚太区总裁,考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司总经理林立邦

考克利尔能源亚太区总裁,考克利尔竞立(苏州)氯能科技有限公司总经理林立邦以《节能减碳之利器:碱性电解水制氢》为题介绍了考克利尔一系列产品的优势,并预测了全球电解槽需求情况。他认为,2023年将达到6GW,到2025年达到48GW,2030年达到225GW。并从全球角度预测了ALK和PEM不同的产能:中国2023年ALK电解槽装备企业披露产能总量约13.8GW/年,PEM企业披露产能约1.4GW/年。2024年碱性电解槽装备企业已披露产能总量约22GW/年,PEM企业产能约2.4GW/年。他认为,国外虽然碱性电解槽产能小于PEM产能,但是碱性电解槽产能扩张的速度高于PEM产能,而且大规模绿氢项目更倾向于ALK。

林立邦预测2030年中国工业用氢需求达到3948万吨,其中合成氨28%,合成甲醇35%,石油炼化27%,炼钢10%。

林立邦认为降低制氢成本是当务之急,他对比了国内项目的氢气成本:

隆基氢能科技有限公司副总裁王英歌

隆基氢能科技有限公司副总裁王英歌以《开启制氢能效1.0时代》为题介绍了隆基氢能技术和产品的最新进展。他表示,在碳中和进程中,氢能的地位愈发重要,隆基所倡导的“绿电+绿氢”模式将为全球脱碳行动提供可行的路线及方案。从光伏到氢能,隆基认为当下核心研发航道是降低单位制氢电耗,也就是用同样的电制取更多的氢。LonGi ALK Hi1系列产品,直流电耗满载标况低至4.3kWh/Nm3,适应更高利用小时的Hi1 plus产品,直流电耗满载标况低至4.1kWh/Nm3。

王英歌从光伏的视角看氢能破局,一是从技术上降本增效。光伏通过技术进步,大大降低度电成本,氢能也将通过电解水制氢技术以及制氢设备能效的方式来实现降本增效。二是从拉动全产业链来实现全面繁荣发展。中国光伏发展之快和全产业链上下联动不断降低度电成本有关,中国氢能虽然刚刚起步,但也应该注意到产业链上下游要尽可能配套,才能降低单位制氢成本。三是同样需要政策的助力。光伏的最初发展和政策的扶持密切相关,氢能的破局也离不开政策。王英歌提出政策的发力方向:效仿海外,增加绿氢补贴;完善碳交易市场;优化一站式审批,解除制氢的限制性规定等。

他建议,国家在具备可再生能源发电优势并有绿氢消纳的地区,建立国家级大型绿氢“领跑者”示范基地,鼓励推广先进的产品技术,打通产业链实现“制储输用”一体化。

康明斯恩泽(广东)氢能源科技有限公司总工程师章宏

康明斯恩泽(广东)氢能源科技有限公司总工程师章宏以《PEM制氢和康明斯国产化》为题介绍了主流电解水制氢技术、特点、应用和中国市场PEM的发展趋势,并对康明斯PEM电解水制氢业务国产化进程进行了描述。

他认为目前PEM电解水制氢技术发展在提高电流密度电解效率,持续降低成本的同时,应面向集中式制氢进行产品开发,通过模块化和标准化来提高设备运行的灵活性,维护便利性。而为了构建新能源架构下的氢电耦合系统,还需要对PEM和ALK进行优化组合以实现整体经济稳定运行。

章宏重点介绍康明斯PEM电解水制氢设备在工业制造、化工冶炼等领域的应用和效果,因具有占地小、能耗低、启动响应快、与可再生能源匹配性好等特点,目前已有60多套设备遍布在全球。

他介绍了康明斯PEM系列产品的优势,是在综合能源管理体系中根据不同的用电场景有相应的匹配。其中包括,在余电制氢场景中,在没有其他电能的缓冲下,制氢速率会发生动态变化。在主电制氢场景中,制氢系统会和电网调度提前进行协同。在综合稳定制氢场景中,根据输送电控制,实现稳定制取氢气。

俄罗斯工程院外籍院士,西南交通大学电气工程学院院长,四川荣创新能动力系统有限公司董事长陈维荣

俄罗斯工程院外籍院士,西南交通大学电气工程学院院长,四川荣创新能动力系统有限公司董事长陈维荣以《发展氢能轨道交通,助力国家双碳目标》为题,介绍了目前国内外氢能轨道交通的发展现状。氢能交通是以氢能为动力的交通,具有清洁、环保且高效等主要优点。

据陈维荣介绍,轨道交通的应用场景很多:“一是观光列车,大家觉得观光列车量很小,但是仅四川省山地旅游观光线就规划了1700多公里。二是城市动车,包括轻轨车和有轨列车,三是大量的轨道工程作业车。整个氢能轨道交通产业链非常长,除了氢能产业链以外,还包括轨道交通的产业链,所以是一个典型的新制式轨道交通系统,拉动的产业大概估计了一下是上万亿级的产业链。”

氢能轨道交通应用的动力系统跟汽车上应用的有很大不同。陈维荣表示:和汽车的燃料电池系统不一样的是,轨道交通动力需求大,一套电堆系统是远远不够的,荣创所提供的4编组动车组的动力就达到400多千瓦。现在荣创马上要研发200公里及以上的动车,加上锂电池混合动力系统,峰值功率会达到2兆瓦以上。电堆数量增加以后,整个动力系统的控制复杂度远远高于单堆系统,所以很多关键技术都必须突破。”

河钢工业技术服务有限公司新能源事业部副部长陈波

河钢工业技术服务有限公司新能源事业部副部长陈波介绍了氢能重卡在氢能领域中的重要作用,他说,钢铁企业尤其是长流程钢铁企业,是推广氢能重卡的优先目标。目前河钢集团累计推广49吨氢能重卡55辆。运营河钢唐钢氢能专线等4条氢能重卡运输专线,涉及了短途和中长途2种运营场景。他认为目前氢能重卡推广的制约因素主要是加氢站基础设施配套不完善和运营本居高不下两方面。加氢站的建设受政策影响较大,审批政策有待完善,网络布局急需完善。运营成本方面主要受车辆成本和氢气价格制约。针对产业发展的难点和痛点,他给出了几点建议:一是要加强政策引导,从产业政策完善、补贴落地等方面给予产业发展助力。二是做好目标市场选择。选择好具有优势资源的行业和企业,选择具有刚性需求的应用场景可以为氢能车辆的推广提供更大的市场。三是创新商业模式。探索搭建新的商业模式,解决场景、金融、运营协同等问题,实现产业链的良好运行。四是重视综合智能管控平台搭建。通过产业链的管控,建立产业大数据库,从能源端和物流端进行智能调度。既为政府的产业监管、补贴发放和政策制定提供支撑,又可以通过智慧物流建设,提高加氢站和氢能重卡的运行效率,进而降低运营成本。

苏州希倍优氢能科技有限公司研发总监崔童

苏州希倍优氢能科技有限公司研发总监崔童博士从全球碳排放、绿氢应用的经济性、当前电解制氢技术分析以及影响制氢装备成本的决定性因素进行了介绍。他首先列出了绿氢应用经济性的阶梯表:

绿氢应用场景的经济性

他认为,制氨、制甲醇,船舶、氢冶金等具有较强的经济性,其次为应用于中远距离的运输、重卡、巴士以及发电等,而用于城市交通中则经济性比较差。

他列举了电解水技术发展的不同阶段。他认为,在2020年之后,为了实现从兆瓦级到吉瓦级的电解槽装机容量,需要电解槽厂商提供更低的成本,更高的耐久性以及更高的转换效率。

崔童比较了绿氢的价格,从2022年绿氢价格来看,中国的价格比南美、中东和欧洲都要低,已经具有一定的价格优势。到2050年,他认为世界绿氢价格将大幅降低,中国能够实现低于1美元/公斤的水平,而欧洲的德国、法国和挪威价格仍然是世界范围内比较高的水平,但最高的德国也不会超过2美元/公斤。

他认为,绿氢价格下降离不开两个方面的持续推进,一是可再生能源的普及,二是电解槽成本的下降。在PEM电解装备中,膜电极、阴阳极扩散层占总成本的近70%。在碱式电解装备中,隔膜、电极催化剂占总成本近60%。双方成本的下降都依赖于降低贵金金属的使用和膜材料的发展。他预计,到2030年电解槽成本下降70%。

东芝三菱电机工业系统(中国)有限公司(TEMIC)总经理曾荻

东芝三菱电机工业系统(中国)有限公司(TEMIC)总经理曾荻说,氢利用最大课题是运输,氢的大规模运输需要压缩或者液化。他还指出,在日本氢能社会的建设过程中,因受制于资源的匮乏,中国电解槽及绿氢相关企业有望在这一过程中获得大量商机。

曾荻着重介绍了企业在绿氢制取工程中能够参与的技术贡献。TEMIC公司产品能够为氨和甲烷工厂提供脱碳化工艺,以提升氨生产强度(含燃料),降低设备成本。曾荻介绍绿氢和绿氨制造中可参与的技术贡献,以沙特阿拉伯NEOM City新城市构想为例,项目使用再生能源的电解水制取氢气,使用ASU(空气分离装置)从大气中制取氢气,用制取的氢气及氮气制造运输的氨,并将绿氨运输到需要氢气的地点,通过分解将氢气分离,最终用于家庭用车、卡车、巴士FCV等氢燃料车。TEMIC提供的合成气压缩机、氨压缩机、空气分离装置用的大容量电机等可在项目中发挥技术强项。

上海骥肿氢能科技有限公司集团副总经理兼资本运营部总监郭川铭

上海骥肿氢能科技有限公司集团副总经理兼资本运营部总监郭川铭介绍了绿氢的一支中国力量——上海骥翀的发展历史和技术优势。燃料电池电堆是产业链核心环节,其中金属板电堆是发展方向,但是金属板电堆也面临着技术壁垒高,开发周期长的难题。上海骥翀看准了这一方向,敢啃硬骨头,源于中科院大化所的团队完整经历基础研究——工程开发——国际化合作——产业化全过程,是国内稀缺、体系完整的燃料电池工程团队。

骥翀推出的第一代车用电堆产品技术参数即达到全行业一流,攻克焊接及涂层两大技术难点,彻底解决金属板寿命及成本难题。骥翀的电堆产品的优越性主要体现在金属板涂层和焊接两项技术。子公司常州翊迈经过对金属板涂层研发,装备与工艺实现国产自主,彻底解决涂层行业难题,目前技术全行业领先。子公司深圳众为则在金属板焊接研发发力,实现国内技术领先优势。电堆作为氢燃料电池中成本最重部分,上海骥翀为降低电堆成本,从技术、材料、生产、规模各个方向来降本,并且还通过原材料国产化和贵金属回收来延续降本策略。上海骥翀目前已经具备国内领先的燃料电池核心装备开发能力,并已完成全自动产线装备开发,成为产业化第二阶段核心竞争力。


株洲中车时代电气股份有限公司供电产品技术部部长陈洁莲

株洲中车时代电气股份有限公司供电产品技术部部长陈洁莲从电力电子技术阐述了绿电制氢电源的发展。要实现电解水制氢负荷曲线与风光发电量匹配,需要实时调节电解槽制氢电源的负荷曲线,来配合新能源发电的随机性、波动性,而且电源需要在电解槽30%-110%负荷率下波动。她针对制氢电源方案进行了详细阐述,SCR适用于相对稳定电网,采用多脉波,配合电能质量装置改善供电质量;IGBT更适应新能源功率波动大、支撑能力弱、快速调节能力高的绿电场景,离网场景更应选择IGBT全控方案。当前电解槽的电压水平下,10MW、20kA级别仍在IGBT电源方案的舒适区。电解槽向更大标方发展,带来对更大单体规格IGBT需求,以提高装置的集成度。中车提供了IGBT制氢电源3大系列,6种配置,匹配市场主流制氢系统。


INNIO颜巴赫副总裁(产品管理)卡尔·里奇

INNIO颜巴赫副总裁(产品管理)卡尔·里奇介绍了颜巴赫氢气内燃机热电联供解决方案,能够将100%纯氢气或任意比例的氢气天然气混合燃气转换成电能和高温热能。方案能够支持现在的天然气向明天的氢气转换的平滑演进,为未来能源转型做好充分准备。


俄罗斯天然气工业石油公司战略计划发展总监阿列克谢·马柳廷

俄罗斯天然气工业石油公司战略计划发展总监阿列克谢·马柳廷介绍了甲烷制氢项目。该项目有资源丰富、产量大、区位优势明显等特点。他说:“欢迎中国氢能同仁一起参与该项目的投资、生产、物流、仓储等环节,一起为中俄两国在氢能领域的合作添砖加瓦”。

2023年,正值中国氢能联盟成立五周年,在国务院国资委、理事会和各成员单位的指导与支持下,成员单位突破200家。联盟致力于做强做优研究院,高质量建设国家级产业智库,丰富创新国际氢能合作平台,与氢能产业各企业一道加快推进绿色氢能综合应用,打造氢能核心竞争力。

中国氢能联盟在展览期间举办氢燃料电池车试乘试驾科普活动,搭建了覆盖普通观众、专业人员和行业专家的全领域氢能交流合作平台。



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