2023氢能年会40条嘉宾金句(绿氢部分)

 香橙会研究院 香橙会研究院 2023-12-19 16:55 

2023年12月12日-14日,由上海嘉定氢能港与香橙会研究院联合举办的2023年氢能年会上,来自全球产业链的头部企业演讲嘉宾,发表了许多前沿信息和精彩观点。香橙会研究院将“绿氢产业链:分析与预测”嘉宾演讲信息做了编辑整理,分享如下。

隆基氢能科技有限公司总裁 马军

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1、今年中国绿氢市场已经热闹起来,许多大型示范项目也开始逐步实施,但其电解槽装机量还比较小。当前绿氢市场仅仅只能说尚处于萌芽状态,随着技术和市场的成熟,未来将形成GW级装机量的规模。

2、数据显示,未来能源结构中,70%可再生能源用电力的形态呈现,但仍有30%能源需求是电力系统无法解决的,那么氢能源就是非常理想的能源形态。

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全球新增装机发展趋势

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3、隆基创始人李振国先生针对碳中和发展路径和发展阶段,规划出“碳中和四步走”概念。

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隆基总裁李振国“碳中和四步走”推论

4、仅仅两年多时间,隆基氢能已经打造一支超过100名制氢专家的研发队伍。目前建成的两大生产基地,2.5GW产能位于全球首位。同时,隆基已为超过10GW光伏制绿氢项目提供解决方案。今年2月份发布的ALK Hi1系列产品,直流电耗小于4.0kWh/m³,9月份发布的ALK G系列产品中,3000m³/h是目前全球单体产氢量最大的电解槽,且已经实现商业化订单,将为钢铁企业实现深度脱碳提供有力支撑。

5、LCOH即单位制氢成本,它是由OPEX(运营成本)和CAPEX(初始投资成本)构成。经过调研和分析,通过控制电解槽能耗和电解槽大型化,可以降低制氢成本,提升收益率。

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明阳智能氢能副总经理 张泰基

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6、我国能源结构以煤炭、石油为主,与双碳目标背道而驰。解决方案是电-氢社会,即未来终端消费的电气化-绿氢化,以绿电为主,绿氢为辅,电氢融合发展。

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电能、氢能占终端能源消费的比例

7、电网的建设速度已明显落后风光发电项目的建设速度,风光电力无法完全消纳,造成资源浪费(2021年数据偏保守,行业为了项目需要弃电量提供的比较保守,实际上真正弃电量比较大)。解决方案就是氢电耦合,多元互补的电力消纳系统:可再生电力制取氢气,氢气多场景应用,因地制宜的多元能源结构。

8、明阳绿氢价值链:

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9、明阳风光氢氨醇产业链:

我们称之为融合发展:有自己的强势产品,有自己布局,有风光氢氨醇产业链的融合,我们称之为融合发展。但我们要筑圈建群,是30年一直坚持的原则,哪怕选制氢设备,公司内部制氢团队也是跟行业外公平竞争,心态非常开放。

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风光氢醇氨融合发展产业链

阳光氢能科技有限公司副总裁 方伟

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10、我们是业内首个提出来可再生能源柔性制氢概念的企业。我们的柔性制氢系统具灵活、高效、友好等特点,可以满足化工、能源、交通等不同应用场景的需求。

PWM制氢电源,利用IGBT全控型功率器件和PWM控制技术,功率调节响应时间<100ms,完美匹配可再生能源波动性,无需额外配置消谐及功因调整装置,降低初始投资升本。目前我们累计的这种技术电源在国外出货量405GW,技术成熟度、可靠性有保障。目前提供两款产品,直流耦合和交流耦合,适用于并网和离网两种不同组网的方式。

11、再生能源柔性制氢系统,由六大核心技术和三大核心设备组成。

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12、我们的柔性制氢系统解决方案可满足不同制氢应用场景需求。首先,集中式并网柔性制氢解决方案实现交流耦合,风光发电,通过并网方式汇集,集中制氢,再通过智慧氢能管理系统实现“荷随源动”,与电网“弱”连接,适合大规模风光集中式制氢;其次,分散式离网柔性制氢解决方案适合大规模风光分散式制氢,特别是深远海海上风电离岸制氢;分布式在站制氢一体化柔性制氢解决方案,适合燃料电池示范城市群加氢制氢一体站应用,PEM电解槽更适合这种应用场景应用。

氢辉能源联合创始人&CTO 樊建涛

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13、这两年的PEM电解水产业链,成本降低特别明显,今年较去年降低大概30%左右。PEM成本降低到一定程度后,体积小、占地面积小,与可再生能源风光电耦合性、适配性强、能效比高、维护简单、环保的优点会更凸显。

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来源:氢辉能源

14、PEM电解槽渗透率从去年2%到今年10月份的8%左右,预测2024、2025、2026时间轴内PEM渗透率逐渐增加。对于一些集中式多GW级应用场景,ALK+PEM可以提高整体绿电利用率;分布式MW应用场景PEM+ALK为主,尤其是屋顶光伏及定点制氢等百kW领域,PEM渗透率会更高。

15、制约PEM电解水制氢产业发展的最主要因素是成本。关键原材料产业化成熟之后带来成本降低比较明显:这两年双极板成本从20%左右降到10%以下,钛毡7000元每平方降到3000-4000每平米。

施耐德电气 

工业自动化业务中国区战略和业务发展总监 申红锋

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16、绿氢发展和应用过程当中有非常多挑战,其中最核心是可再生能源的不稳定性和下游化工生产需要安全稳定的矛盾。现阶段绿氢最大下游消纳环节是绿氢耦合化工、氢燃料电池和其他交通和电气领域。化工行业五个关键词是“安稳长满优”,安全、稳定、长时间、满负荷、高可靠运行。可再生能源的不稳定就给绿氢生产带来不确定性,怎么跟下游化工生产需要的安全稳定耦合是一个矛盾,如何在上下游链条里实现协同,就需要数字化解决方案。

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17、我们的三个案例:

①水木明拓 AVEVAAPS 绿氢流程模拟软件应用

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②欧洲最大工业用绿氢工厂

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③挪威某绿氨工厂

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贵研新能源董事长 刘锋

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18、氢能产业链从上游、中游到下游,都有贵金属催化剂的需求:上游的电解水制氢;储运方面,现在比较火的是有机液氢储运,绿氢做成化学品,加氢、放氢都有催化剂的需求;燃料电池下游应用阶段,是燃料电池电堆的核心关键材料,能量转化体系靠铂金催化剂。

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催化剂工程曾化策略及研究进展

(来源:贵研新能源)

19、催化剂工程化策略有四个方面。首先:产品的性能提升,Pt前驱体优选、碳载体改性处理、成份结构调控。第二,批量一致性控制,批量化制备工艺在线控制、产业化实施管理流程。第三,适配应用验证,催化剂-膜电极-电堆性能相关性。第四,成本控制策略,结构优化、铂资源循环利用。使产品真正从实验室走向市场。

世界铂金投资协会亚太区总经理 

邓伟斌

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20、铂金是唯一横跨制氢、运氢、储氢,以及终端应用四个领域的金属,对于整个氢能产业是一个非常重要的资源。氢能对铂金需求那么大,会不会把价格推到天上去?不会。第一,相信科学家研发能力,实现铂金应用的节省。第二,铂族金属里面有很多可以互相替代,在电解槽里面,之前铂取代过一部分的铱;另外一个,如果汽车电动化趋势推广很快,铑价格和需求一定会下来,可以重新回到汽车三元催化剂把铂替换出来。总之,铂金不会成为阻碍行业发展的瓶颈。

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来源:世界铂金投资协会

上海氢晨新能源科技有限公司

董事长兼总经理 易培云

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21、目前把绿电做成绿氢,绿氢做绿氨或者绿色甲醇是大的世界性能源变革。深远海风电利用将是未来重点方向,但深远海可再生电力输送、消纳成为问题。将深远海风电制成氢气,再将绿氢综合利用制成绿氨、绿醇等是世界能源领域布局方向。海上风资源总量大概20亿千瓦,其中深远海占60%。未来可以将海上风电做成氢,氢如果消纳不掉可以变成氨,氨消纳不掉变成甲醇,风光电氢,把风光电耦合起来,制成绿氢、绿氨和绿色甲醇。

22、PEM电解槽更适合风电制氢。碱槽很好,但是体积重量不太满足海上要求。海上制备场地空间有限,同时它对重量要求很高。比如1000方碱槽超过60吨,海上建造能够支撑几十吨的平台造价非常高,此外海上风力一会大,一会小,需要灵活的动态响应,因此PEM槽比较好一点。

23、我们最近跟一些国际公司交流时候,人家说很专业的词:锂电池储能不解耦,我们燃料电池储能解耦,什么意思?锂电池储能,储一个GW需要10吨电池;储两个GW需要20吨电池,是线性的。氢储能1GW需要电这么多,储两个GW电不变,我把储氢罐提升一倍可以了,成本不是线性增加,是非线性变化。

氢器时代区域销售总监 吕尧

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24、我们可以提供“可再生能源发电+氢能制储加用一体化”解决方案,构建源网荷储氢综合能源新生态。面向西北风光大基地整体解决方案和思路:通过丰富的风电和光伏资源配置电化学储能以及制氢、储氢,打破储能上限,实现大规模集中式GW级绿氢制取。面向电厂化工领域:通过可再生能源电力配置电解水制氢装备到后端合成甲醇、合成氨和相应的解决方案。

合肥动量守恒绿色能源有限公司

副总经理 武倩楠

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25、相较于欧美企业,国内PEM电解槽企业起家较晚、工程案例相对较少。前段时间美国能源部公布了一组PEM电解水长时测试数据,测试时长高达8.5万小时,一天24小时不间断测试的话大概需要10年,这个数据无疑给国内做PEM电解槽的厂家敲响一个警钟,中国PEM电解槽市场还需要大家一起共同推动行业加速发展。

催化剂、气体传输层、金属极板、质子交换膜等部件共同决定PEM电解槽成本,且在运行过程中,还需要对极板、多孔传输层进行镀层处理,导致PEM电解槽成本进一步增加,因而在PEM电解槽市场发展进程中,低成本高效关键材料的设计至关重要。

戈尔公司

亚太区清洁能源市场战略总监 陈恩泽

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26、氢能产业发展已经走过从0到1过程,正在迈向1到N阶段,这个N能够做到多大,能够多快到达,最终还是取决于全产业链真正商业化竞争力水平。

27、氢能是实现清洁能源转型和碳中和关键,没有氢能无法实现碳中和,是一种信仰。信仰很关键,无论现在这个市场、行业遇到什么挑战、什么问题,相信它,不一定会成功,不相信它一定不能成功,拥有信仰是第一步。

28、实现更低制氢成本、更低平均化制氢成本,它有两大方面的制约因素。一方面,和制氢现场相关因素,包括有电价、正常运行时间和与技术相关因素,包括资本支出CAPEX和运营支出OPEX,影响最终品种化制氢成本。

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29、整个电解槽的成本结构分析,这个成本结构可能和不同国家和不同客户有些差异化,基本的大概范围这样子,整个电解系统、PEM电解系统55%;BOP,这些配套设施成本,45%。电堆层面,45%电堆里面大概24%膜和催化剂相关CCM成本,24%CCM里面膜占21%成本。简单计算一下,质子交换膜大概占整个水电解系统2%到3的材料成本。

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30、电解水制氢的过程,OPEX才是重中之重。下图来自于美国可再生能源实验室做的特定场景下制氢平均化成本分析。横坐标,每一年运行时间增加,我们知道每一年大概8600到8700小时,如果开机运行时间越多,我的平均化制氢成本越来越无限趋近于电价,CAPEX占比越来越小,最后基本电价决定一切,电力成本成了整个运营成本当中大头。如何高效利用电能,降低整体OPEX才是降低制氢成本关键。

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31、电解水制氢里面,“不可能三角”包含了性能、耐久性和安全性。戈尔做了大量实验以及实际现场试验和改进,找到一些路径实现这三个性能都可以最优化,做到既要高性能,又要安全性,还要耐久性。

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科威尔技术股份有限公司

产品总监 汪浩

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32、国内氢能测试装备正逐步趋向于以下六个特点: 高动态、复合性、节能化、高温度、内特性、高效性。

首先是高动态性,车用燃料电池需要功率和水温以及压力高动态调整能力,测试台亦是如此。

第二,复合性情况,高低温测试,海拔模拟与测试台相结合,体现实际测试台真实场景。

第三,相应节能化,测试过程中客户越来越关注氢气消耗,包括在氢、电堆测试当中实际电力实际投入成本。

第四,高温度,目前客户提出更高露点和气体温度,意味着燃料电池电堆需要有更好效率和更好水管理。

第五内特性,测试当中逐渐的外部特性进而转变内部特性和相关发生基理信息提取,如阻抗测试。

最后是高效化,燃料电池下线和测试,目前测试时间比较长,2到3个小时之间,现在希望单堆活化时间保持30分钟,提高测试效率,投入成本更低。

中国船级社武汉规范研究所 雷伟博士

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33、国际海事组织在2018年公布当时确定的减碳战略,提出终极目标在2100年实现近零排放。今年国际海事组织迫于各方压力,将近零排放目标节点提前50年,跟现在主流碳中和时间进程保持一致,2050年或2050年前后。

34、国际海事组织明确提出两个中间节点,2030年要实现排放总量降低20%,力争30%,这是和2008年相比;到2040年这个排放总量降低70%,力争80%,这是总量的角度来控制的,到2050年近零。

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35、航运减排路径逐渐明朗:未来航运低碳发展将以替代燃料为主,能效技术和OCCS技术为辅;替代燃料将从化石来源向绿色可持续来源过渡;由于绿色燃料供应的限制,未来将延续多种绿色燃料组合发展的趋势。

36、绿氨和绿甲醇,未来认为国际航运最有前景两种替代燃料。当然,这两种替代燃料制取离不开我们绿氢。

37、什么是绿色甲醇,其中有一个很大争议,我们二氧化碳是不是一定得空气捕集或者生物质燃烧产生。其他二氧化碳,工厂废气二氧化碳做甲醇是否被认可?最开始马士基在内对这个不认可。现在整个行业意识到,如果这样完全严格这么定义绿色甲醇,未来的供应肯定是会有很大的挑战。

 

欧盟暂时给了一个缓冲期,2035年以前欧盟目前可再生能源指令里面允许使用发电厂尾气捕集二氧化碳制甲醇。2040年以前允许其他的,比如钢厂、化工厂等等,可以延长2040年。同时提出限制要求,要求你碳排放强度必须达到28.2%,我们基准值基础上降低70%。也就是说它现在允许你的来源给放宽,但是这个碳强度限制没有放宽。

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中太能源

市场部总经理兼船舶研发总经理 

孟令金

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38、碳捕集对航运来说很重要。现在海上航运界航运的船大部分燃烧化石燃料,这些船的生命周期在20-30年或40年之间,相当于95%海上航运船舶面临减碳的巨大挑战。

39、船舶减碳是生态链,不光要捕集,而且要存储,包括卸载,整个生态链都需要做一个研究,包括怎么把二氧化碳从船上捕集下来运输,怎么利用。我们提出甲醇方案或者二氧化碳利用,或者将来更多地进行压力存储。当前欧洲一些港口,宣布具备二氧化碳接受能力,主要在英国、荷兰或者德国、芬兰。中国地区或者中亚地区,包括新加坡地区很快很多港口将会宣布二氧化碳接受能力。

国家电投中央研究院资深研究员

李鑫博士

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40、生物甲醇是“负碳”产品,具有很强的绿色属性。绿色甲醇(CH3OH)在业内可扮演“清洁的煤”、“廉价的油”、“移动的电”、“液体的氢”等多重身份,有望打破“能源不可能三角”理论(同时满足清洁环保、使用安全、价格低廉三种条件)。

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本文转载自 香橙会研究院,只做主题效果测试使用,本文观点不代表氢天下立场。

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