氢能与氢燃料电池产业链概述.pptx
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1、氢能及能及氢燃料燃料电池池产业链概述概述2018年3月20日1.目录一、氢能产业链二、氢燃料电池产业链(一)制氢(二)储运氢(三)加氢站(四)氢燃料电池(五)氢燃料电池汽车三、总结2.一、氢能产业链氢能,H2,资源丰富,来源多样,可储存,可再生,热值高,清洁无污染,是唯一的同时满足资源、环境、可持续发展要求的新能源,很可能成为二十一世纪的终极能源(氢的同位素:氕、1H,氘、2H,氚、3H)。氢能产业链包括:制氢、储运、加氢、氢气应用。制氢是基础,储运和加氢是氢气应用的核心保障。3.氢能能产业链构成构成制制氢储运运应用用化石燃料制氢 气体存储运输合成氨含氢尾气、副产氢回收制氢 液氢存储运输精炼油
2、电解水制氢固态存储运输精甲醇化学热分解制氢有机物存储运输其他工业光解水制氢交通运输生物质制氢热电联供储能-发电工业燃料传统用途氢能源4.二、氢燃料电池产业链氢能利用的核心媒介是氢燃料电池。氢+氧 燃料电池 水+电流+热量化学总反应式 :2H2 +O2=2H2O+电 +热氢燃料电池产业链包括:制氢、储运氢、加氢站、氢燃料电池系统、各项应用。5.氢燃料燃料电池池产业链构成构成氢能源能源(制(制氢、储运)运)加加氢站站燃料燃料电池系池系统 电堆堆系系统辅件件膜膜电极极端板端板双极板双极板密封圈密封圈气体气体扩散散层应用用空空压机机增湿器增湿器氢循循环系系统DC/DC碳布碳布/碳网碳网催化催化剂质子交
3、子交换膜膜客客车轿车机机车叉叉车便携式便携式电源源固定式固定式电源源6.(一)制氢氢是二次能源,都是通过一次能源转化而来。目前常用的制氢方法:化石燃料制氢、工业尾气副产氢回收、热分解制氢、电解水制氢。7.制制氢方式方式化石燃料制化石燃料制氢含含氢尾气副尾气副产氢回收回收高温分解制高温分解制氢电解水制解水制氢其他制其他制氢方式方式石石油油制制氢天天然然气气制制氢煤煤气气化化制制氢氯碱碱副副产氢焦焦炉炉气气氨氨分分解解甲甲醇醇裂裂解解合合成成氨氨驰放放气气生生物物质气气化化风能能光光解解水水水水能能核核能能地地热海海洋洋能能太太阳阳能能纯化化氢气气8.各种制各种制氢方式的方式的优缺点缺点制制氢方式
4、方式优点点缺点缺点备注注化石燃料制氢技术成熟、成本低、适合大规模制氢排放量高、气体杂质多需提纯我国现阶段氢气主要来源含尾气、副产氢回收成本低、来源广泛、提纯技术成熟、回收过程碳排放量低、环境友好、适合大规模制氢提纯工艺相对复杂我国氯碱工业、焦炉煤气副产氢资源丰富化学热分解制氢转化率高、原料易得、工艺简单成本高需要经过高温裂解水电解制氢技术成熟、产氢杂质少、电力资源丰富、制氢过程碳排放量低、环境友好能耗高,有能量损失、成本较高、减排效果受电力来源结构影响利用核能、风能、水能、太阳能等可再生能源,水电解制氢将清洁无排放生物质气化制氢、光解水制氢环境友好、原料丰富尚未实用化、转化率低、成本高还处于科
5、研阶段9.电解水制解水制氢相关企相关企业及性能及性能企企业工工艺设备制制氢能力能力(Nm3/hH2)电耗耗(kwh/Nm3 H2)氢气气纯度度(%)中船718所碱性水电解制氢16004.6099.99天津市大陆制氢碱性水电解制氢0.110004.499.99苏州竞立碱性水电解制氢21000599.9淳华氢能固体聚合物水电解制氢10504.85.099.999苏州国能圣源碱性水电解制氢55004.499.9扬州中电碱性水电解制氢2010004.599.99910.(二)储运氢氢气是世界上已知的密度最小的气体,在常温常压下,氢气的密度只有空气的1/14,即在0 时,一个标准大气压下,氢气的密度为0
6、.0899 g/L。储运氢技术主要包括:气态储运、低温液态储运、固体储运、有机液态储运。11.各种各种储运技运技术的的质量量储氢密度和密度和优缺点缺点储存方法存方法单位位质量量储氢密度密度(%)优点点缺陷缺陷技技术突破突破备注注高压气态储氢1.05.7技术成熟、充放氢速度快、成本低体积储氢密度低提高体积储氢密度目前车用储氢主要采用的方法低温液态储氢5.7体积储氢密度高、液态氢纯度高液化过程耗能大、易挥发、成本高降低能耗、成本、挥发液氢主要用于航空航天领域,民用很少固体储氢1.04.5体积储氢密度高、安全、操作条件以实现不需要高压容器、具备纯化功能,可得到高纯度氢质量储氢密度低,成本高、吸放氢有
7、温度要求提高质量储氢密度、降低成本和吸放氢温度未来重要发展方向有机液体储氢5.07.2储氢密度高、储存、运输、维护保养安全方便、可多次循环使用成本高、操作条件苛刻、有发生副反应的可能降低成本、操作条件可以利用传统石油基础设施进行运输和加注,很有前景12.储运氢相关企业 储运氢方法 企业 主营业务 气态储氢 液态储氢固态储氢有机液态体储氢北京科泰克 车用储氢京城股份/天海 车用储氢沈阳斯林达 车用储氢中材 车用储氢中国中氢 车用储氢中集氢能 车用储氢安瑞科 运输及站用储氢罐博源(湖北)实业 气罐、气罐车浙江巨化 储氢罐张家港福瑞氢能 液氢生产、低温槽车中国航天科技集团101所 液氢生产北京浩运金
8、能 储氢合金厦门钨业 储氢合金宁波申江 储氢合金粉湖南科力远 储氢材料安泰科技 储氢材料江苏申建氢能 储氢材料武汉氢阳 有机物储氢杭州聚力氢能 有机物储氢 13.(三)加氢站氢燃料电池的应用和商业化离不开加氢站基础设施的建设。氢气加注是通过将不同来源的氢气经过压缩机增压储存在站内的高压罐中,再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气。14.加氢站流程图气源气源干燥系干燥系统调压(计量)装置量)装置氢气气压缩系系统加气系加气系统低低压区区中中压区区高高压区区储气气系系统氢燃料燃料电池池汽汽车15.加加氢设备加氢站的主要设备:泄气柱、压缩机、储氢罐、加气机、管道、控制系统、氮气吹扫装置及安全监控装置。核
9、心设备:压缩机、机、储氢罐、加气机罐、加气机。目前我国从事核心设备研发的企业较少,加氢核心设备主要依赖进口,自主产品发展不成熟,导致了我国加氢站建设成本很高。目前我国加氢站建设技术已经很成熟,最大问题是建设成本很高,关键是土地成本和核心零部件成本较高。16.加加氢相关企相关企业省份省份主要企主要企业主主营业务上海上海涡卷压缩机上海舜华加气机、增压加氢系统、移动加氢站上海氢枫加氢站设计、运营上海驿蓝加氢站建设北京中国神华加氢站建设北京久安通加氢站方案设计北京海珀尔加氢站方案设计及运营北京海德利森移动加氢站石家庄安科瑞站用储氢罐北京天高隔膜压缩机广东深圳氢枫加氢站运营中石油加氢站建设、运营中石化加
10、氢站建设、运营江苏苏州绿萌氢能加氢站设计江苏氢联合移动加氢站17.加加氢相关企相关企业省份省份主要企主要企业主主营业务江西普度氢能加氢站设计、建设陕西国达新能源加氢站建设四川成都华气厚普压缩机安徽安徽明天氢能加氢站建设山东青岛青枫加氢站设计、建设18.加加氢站建站建设加加氢站站是氢燃料电池产业化、商业化的重要基础设施,2017年我国加氢站建设提速,从2016年的3座增加到8座。中国制造2025节能与新能源汽车技术路线图中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)明确提出了2020-2030年的加氢站建设规划。节能与新能源汽车技术路线图到2020年建设100座加氢站到2025年建设350座加氢站到
11、2030年建设1000座加氢站中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)到2020年建设100座加氢站到2030年建设1000座加氢站到2050年加氢站服务区域覆盖全国氢能产业发达地区中国制造2025到2020年生产1000辆燃料电池汽车并进行示范运营到2025年实现加氢站等配套基础设施完善国内加国内加氢站建站建设规划划19.我国加我国加氢站建站建设现状状序号序号(规划)划)建成年份建成年份城市城市名称名称进展展12006北京北京永丰加氢站已运营22007上海上海安亭加氢站已运营32015郑州郑州宇通加氢站已运营42016大连同济-新源大连加氢站已运营52016云浮思劳加氢站已运营62017佛
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