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2019国际储能和氢能及燃料电池工程技术大会

北极星电力会展网 来源:北极星电力会展网 2019-06-06 04:15:39
关键词: 储能  氢能燃料电池

主持人:大家下午好,欢迎大家莅临2019国际储能和氢能及燃料电池工程技术大会。此刻让我们掌声有请出席大会的领导以及嘉宾,上主席台就座,掌声有请。

尊敬的各位领导、女士们、先生们、朋友们,大家下午好!

SNEC2019国际储能和氢能及燃料电池工程技术大会即将拉开帷幕,首先介绍一下出席本次大会的领导:大会主席、原国务院参事、科技部原秘书长石定寰;上海市科学技术委员会副主任傅国庆;上海科学技术交流中心副主任陈东;上海市经济团体联合会会长俞国生;欧盟委员会联合研究中心能源效率和可再生能源部门前主管Heinz OSSENBRINK博士;江苏省如皋市委常委马金华。

出席今天大会的行业领袖有:全球绿色能源(GGEIC)理事会主席,亚洲光伏产业协会主席,中国电力企业联合会副理事长朱共山;中国电动汽车百人会秘书长,清华大学汽车系教授王贺武。

科学家代表有:中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信;上海航天工业集团有限公司副总裁,航天智慧能源研究院方建平院长;上海空间电源研究所朱凯所长。

让我们再次用最热烈的掌声感谢各位领导以及嘉宾的莅临,欢迎各位!

下面让我们以热烈的掌声有请上海科学技术交流中心党委书记陈东先生来主持接下来的开幕式,掌声有请。

陈东:尊敬的各位领导、各位来宾,女士们、先生们,下午好!

很高兴参加今天的大会,并主持开幕式。随着新能源应用的不断发展,国内外支持可再生能源发展的政策不断出台,储能和氢能应用也明显加快。目前,我国储能技术总体上已经初步具备了产业化的基础,同时随着下游市场需求的不断扩大,储能市场的技术突破和商业化应用也变得越来越紧迫。为推动我国新能源产业发展,促进氢能和燃料电池技术的国内外合作交流,我们首次举办国际储能和氢能及燃料电池工程技术大会,此次大会的举办得到了各界领导以及社会各界的大力支持,我谨代表主办方对各位领导、专家,国内外企业界代表的到来,表示衷心的感谢和热烈的欢迎!

下面,有请上海市科学技术委员会副主任傅国庆先生致辞,大家欢迎。

傅国庆:尊敬的石定寰主席,各位中外专家、来宾们、女士们、先生们,大家下午好!

很高兴出席2019国际储能和氢能及燃料电池工程技术大会,首先我谨代表上海市科学技术委员会对大会的顺利召开表示热烈的祝贺,对远道而来的欧盟国际行业协会和长三角地区的各位领导、专家、企业代表们表示诚挚的欢迎!

随着可再生能源效率的不断提高,季节性,乃至年度调峰需求也将与日俱增。储能在未来能源系统中的作用不断显现,氢能发展前景广阔,但当前也面临着产业基础薄弱,装备和燃料成本偏高,以及存在安全性争议等方面的问题。目前,我国制氢技术相对成熟,且具备一定产业化基础,全国化石能源制氢和工业副产氢已具相当规模,电解是制氢技术成熟,相比之下,我国的氢能在储运技术,燃料电池终端应用技术方面与国际水平相比,仍有较大的差距,但我们一直在努力的迎头赶上。上海一直是国内氢燃料电池汽车的研发和产业化的排头兵,具有行业最完整技术研发团队和产业基础,经过十多年的积累,上海已经初步形成以嘉定为核心的燃料电池汽车研发,以临港为核心的燃料电池汽车制造,以及以金山化工区为核心的氢能三大产业集群,形成了较为齐全的燃料电池汽车全产业链的资源。到2020年,我们将建设加氢站510座,形成小型的加氢站网络。目前已经在立项选址加氢站供给13项,将初步形成环上海的氢走廊格局。

根据去年9月发布的《上海市燃料电池汽车发展规划》,到2020年,本市将实现燃料电池汽车核心关键技术,紧跟国际行业水平,燃料电池汽车全产业链年产值突破150亿元。到2025年、2030年,年产值将分配突破1000亿元和3000亿元。未来,上海一定会成为具有国际影响力的燃料电池汽车应用城市,也将面向用户实现进一步的推广,带动上海,乃至长三角地区的氢能交通发展。

我相信,本次大会的举办将有力推动国内外储能和氢能料、氢技术、氢经济的合作交流,助力新能源产业的持续发展,希望各位专家和来宾畅所欲言,群策群力,为如何推动国际氢能产业的应用和发展出谋划策。相信在大家的共同努力和支持下,大会必将越办越好,也期望大家通过大会的交流和合作,有更大的收获。最后,预祝本次大会圆满成功,也祝各位来宾工作顺利,满载而归,谢谢大家。

陈东:氢能产业的发展如火如荼,很多企业开始投身其中,包括传统能源企业、汽车企业,以及不少其他行业的企业,也宣布向这个领域进军。

下面有请全球绿色能源理事会主席朱共山先生致辞,大家欢迎。

朱共山:尊敬的各位领导、各位专家、各位来宾,大家下午好!

在SNEC全球光伏大会期间,我们同步展开了2019国际储能与氢能及燃料电池工程技术大会及展会。我们这一次SNEC活动的亮点,也得到了业内外人士和观展人士的高度欢迎,这充分反映了储能、氢能、燃料电池工程的热度和受追捧度。

值此,大会开幕之时,我谨代表全球绿色能源历史会,中国电力企业联合会,并以SNEC大会主席的身份,向大会召开表示热烈的祝贺,向出席活动的各位领导和嘉宾,包括我们的院士,以及来自欧洲、日本、韩国的专家,高校学者表示热烈的欢迎。

本次大会放在SNEC期间召开,尤其放在上海召开,刚刚各位领导也谈了上海的整体规划,也是我们经过非常用心的考虑和周密的安排,努力对接SNEC平台,汇聚国际储能、氢能和燃料电池领域的政策,我们把它制定好,与专家学者、民间企业、金融机构、咨询机构和媒体,围绕行业的政策、技术、市场、模式和金融领域,展开对话讨论。以上海作为源头,带动长三角,引领中国乃至于全世界在氢能与储能行业的应用。储能技术与氢能源技术方面的合作交流,通过协同创新,推进储能与氢能及燃料电池在分布式的能源、电动汽车、储能装备、储能氢能的应用等方面,推动全产业链的技术突破和产业发展。

今天中午我们和市委清华大学、华为,尤其是航天,我们材料所一起,正在商量,在上海七宝镇准备设立 国家储能工程中心,也为上海市整个的氢能发展规划做技术的支撑和平台的支撑。

当前,在政策和市场双重触动下,储能产业已经开启了向规模化的发展新里程。2018年中国已经投入的储能项目累计装机已经超过3000万千瓦,电网侧储能装机突破近2GW,在用户侧和电网侧双驱动下,全国电网侧储能装机700MW,驱全球第二位。地方企业也在积极推动储能的应用,电网和南网先后发布了《储能的应用和项目建设的指导意见》。提出来了在2022年在大湾区基本建成智能电网,也就是电网2.0,建设新型储能系统,是其中的重要举措之一。所以说,我们现在正处于一个电力泛在、万物互联、储能聚合、储能共享的时代。我们常讲的能量流、信息流、资金流,三流合一,就是能源互联网,关键是储能。我们的能源、信息、交通三网融合,是储能为核心。

在氢能方面,现在我们正在成为清洁能源的新风向标。氢能源其中利用最终端的产物排放是水,而且氢能非常高效,热质是汽油的3倍。氢能源燃料电池的效率已经达到了20%以上。由于现在的氢能源应用是三个方面,大家知道我们现在的光伏,像我们现在在西部地区,东部地区成本已经做到三毛左右,新疆、青海,西部地区,风电已经接近3毛。我们在中东地区,中东地区本身是缺水,尤其是非洲地区,如果我们用太阳能、风能+微网+氢能+储能,整个能源已经发生了大的变革。所以我认为,我们现在的储能电池像宁德时代,包括GCL,已经在多地成本在5美分左右。如果氢能源再跟上,所以说能源的变革已经比过去,总书记能源规划当中要来得快很多很多。

今天上午和我们一起参展,我看了中国航天,整个的氢能源燃料电池,我本来看了日本、德国和其他国家,我认为我们国家已经规模化生产和规模化应用已经开始。这一次也是我们本届大会的SNEC12年来,我们是第一届把储能和氢能源,包括智慧能源列为未来SNEC最主要的重中之重的亮点。太阳能是未来风、光、储不可缺少的组成部分,SNEC未来会越办越好。我们今天本次会议是第一次,任何事件、任何产物,有了1才有2,才有未来。所以大家今天参加我们SNEC展,尤其是储能和氢能,今天的论坛,尤其是全球国际友人、专家都汇聚在这里,这也是感到一种荣幸。你们第一次参加了中国储能与氢能源和智慧能源,能源互联网这么一个论坛,希望大家通过本次会议,我们给你们搭台,你们来创新,我们提供服务。

我作为大会主席,我提供各种平台,开通互联互通的网络平台,多交流。由于时间关系,我也不多说了,这次把会议时间留给下一位领导。谢谢!

陈东:感谢朱主席的致辞,接下来我们有请本届大会主席原国务院参事,科技部秘书长,国际氢能经济和燃料电池伙伴计划副主席石定寰先生致词,大家欢迎。

石定寰:尊敬的各位嘉宾,各位企业家朋友们,各位媒体的朋友们,大家下午好!

今天在第十三届国际光伏与氢能大会上,我们智慧能源大会上,推出一个新的非常重要的论坛,就是把储能、氢能、燃料电池,作为我们未来大的平台重要的新分支,我也这也是适应能源革命的需要,也适合上海以及国内能源转型升级发展的需要,开拓了一个新的方向。我想这个会议一定会成为新能源利用大的合作平台上,非常重要的新领域。所以首先要祝贺这个会议在上海市科委有关部门的共同支持下,我们今天能够正式把它举办,所以在此首先向大会的召开表示热烈祝贺,也向所有到会的各位嘉宾表示热烈的欢迎!

我想刚才几位领导都讲到了,我们当前正在全面的按照习总书记关于能源革命的重要战略思想,提出来能源要进行生产的革命,生产消费的革命,能源技术的革命和能源体制的革命,全面加强国际合作,四个革命,一个全面合作。我想这是我们新时代能源发展的重要战略思想、战略目标。其中实现这样一个战略目标很重要的,就是要实现中国能源的转型,要把我们中国改革开放以来已经快速建立起来的这样一个能源体系,以化石能源作为主体的能源体系,逐步转向与可再生能源、各种清洁能源为主体能源的新的能源时代,我想这是这场革命根本的意义。通过这样一点,真正实现中国的绿色发展、低碳发展、可持续发展,同时也实现中国为全球巴黎协定所做出的应对气侯变化的承诺,为全人类的人类命运共同体减排温室气体的大目标做出中国的贡献。我想这是新时代能源建设、能源产业、能源发展的一个战略性的重要任务。

这些年,我们在上海通过12年举办了太阳能的展会和论坛,这12年期间,我们也见证了中国光伏,各种新能源从小到大逐步发展的历程。在短短的十几年当中,我们在能源革命一个大的方向上迈出重要的一步,使得中国成为全球新能源、可再生能源、无论是风电、太阳能、光伏装机最多的国家。我们把太阳能、光伏的产品,经过十几年的时间,大幅度的把成本降低了。我记得2007年,当时国家发改委批准崇明岛一个示范电站是4块钱一度电,当时觉得太便宜了,不能保本。曾几何时,经过十年的时间,光伏发电的成本,我们进价在西部地区有3块钱一度电,东北今年出现国家的标杆电价降低到4毛多钱,降低到10倍。同时我们的技术进步在不断发展,今天上午的展会展示了尤其最近这一两年光伏效率不断提高,不断创造了世界纪录。中国过去的光伏产业跟着别人走,今天我们成为国际光伏行业各种新纪录的创造者,靠我们创新驱动取得。

今天我们太阳能大会上不仅展出了光伏产品,而且展示出光伏的深度应用,跟智慧、能源、互联网、物联网紧密结合,造成全国深度融合的新的能源体系。在这方面,我们迈出了很重要的步伐。包括我们很多企业,包括华为,都为此做了很重要的贡献。在发展的进程当中,我们也看到了,我们今天又开发一个新的能源领域——氢能,氢能属于二次能源,是要用各种其他能源把它从水里面,或者从其他方面分离出来,形成我们可以用的清洁能源。氢能的发展是未来的很有利与可持续发展的无碳的真正的清洁能源。这样一个能源,我想在整个能源发展的方向上,将会发挥着越来越重要的作用。所以今天我们的会议是储能、氢能、燃料电池,储能也是我们一个重要的方向,我们现在太阳能、风能都有不一定的问题,如果把它们能够通过有效的,高效的储存方法储存起来,在我们需要的时候应用,我想这对我们今后未来发展是非常重要的。

所以这几项工作结合起来,将是构成我们一个新的发展方向。燃料电池是我们更高效的利用氢能的有效方式,因为燃料电池不仅可以作为交通的新的动力系统,而且更为储能系统重要的方面,既可以作为氢燃料的电动汽车,交通工具,甚至包括飞机、航天系统,包括无人机,也包括下海的各种航行的船舶都会需要,所以它将来是非常重要的交通工具新的清洁动力系统。同时也是储能的重要系统,所以今天大会上的几个方面,是融为一体的,是一个相互融通的,一个新的发展方向。对我们能源革命的实现至关重要,而中国在这个方向上也做了大量的工作。我想在光伏发展的同时,氢能这些年也在不断建设。

我曾经在本世纪初期参与过当时由美国能源部发起的全球氢经济伙伴计划,中国当时也高度重视,我们和16个国家政府合作,共同推进这项工作。上海也是成为在那个时期发展氢能的重要基地,我们的公司在燃料电池的发展上,在上汽在燃料电池的开发商,包括同济大学都做了很重要的工作。我记得二千零几年的时候,在北京召开中国氢能大会,中国开发的燃料电池汽车,无论是大巴还是小汽车,包括大众的汽车,在天安门广场上一个浩浩荡荡的车队,展示我们有很好的基础。当时中国的氢能开发,我们从全产业链上处于世界氢能开发第一梯队,像马拉松赛跑一样。但是这几年,我们在电动汽车开发商大家一股脑都投向电动汽车、混合电池汽车等等,把重要的战略方向有所忽视。现在我们到了第二梯队,甚至第三梯队,在很多方面落后了。但是现在为时不晚,我们的国家领导,我们的有关部门高度重视未来氢能的发展,所以我们未来能源革命新的重要方向。

我们通过这次会议,也更好的组织力量,今天我们也看到了上海航天也在燃料电池核心技术上发展的非常好。我们的上汽有过去开发的基础,上海有很多工业副产氢都可以用,上海是非常好的开发氢燃料电池很重要的基地。我们希望这组活动各方组织起来,这是系统工程,需要利益相关者各个方面相互配合,从氢的制备、储存、输送、应用,关键设备的制造,包括标准化、安全系统等等,我想这是一个庞大的系统工程。需要有关政府部门牵头推动这项战略的政策制定,也希望有关的企业积极的参与。我们也在组建氢能开发利用的战略联盟,很多的企业都会成为联盟的重要成员。

现在正在日本召开当前这一届国际氢能大会,现在大会上确定下一届大会2023年要在中国召开,我们希望中国(上海)能成为这次大会的举办地。现在好多省都在争取,看我们上海能不能做出更好的成绩,更好展示上海的成绩,展示中国的成绩,跟国际上进行交流。我们希望我们这个会议能为下一届的国际大会做好充分的准备。

最后,预祝我们的大会取得圆满的成功,也祝愿有更多的企业参与到氢能、储能、燃料电池开发当中,为能源革命做出新的贡献。谢谢各位!

陈东:有请欧盟委员会联合研究中心前主管Heinz OSSENBRINK博士致辞,大家欢迎。

Heinz OSSENBRINK:非常感谢,各位下午好。这是一个非常好的及时的国际储能和氢能及燃料电池工程技术大会,对于我来讲这是非常重要的,从欧洲的角度,我们想说一说,比如代表18个欧盟的成员国,或许大家也知道在十天前,欧盟的公民在欧盟的国会上有投票权,其中投票的一点,我们看到很多年轻人的参与,年轻人都希望有绿色的发展,包括气侯变化的过程中,还有环保方面,其实我们的年轻人也是有越来越多的话语权。

我们希望不只是欧洲的任务和挑战,我们希望在全球都是大家携起手来创造一个更加美好的地球。在欧洲委员会,我们这个组织,我们已经是在2018年的11月份,就开始开展的宣传的项目,我们会制定一个计划去打造更加清洁的地球。我相信,这也是我们工作日程上最重要的一项。同时,我们也是希望在欧洲选举中也能够把重点放在清洁的能源方面,在今天的会议上,我们其实都看到了清洁能源的发展。这些发展,我们看到了在能源本身,还有广泛的应用方面还有能源代替,也就是储能方面,包括氢能方面,我们都希望能够在2050年,通过这些清洁能源的使用去实现低碳的目标。

对于我们来说,我们也是非常关注氢能的发展,在接下来下午的环节,我们也是期待着有更多的讨论和分享氢能最新的发展。我们的氢能技术以及燃料电池,包括在交通领域的应用,以及氢能的制备等方面,都会有所探讨。我们其实已经取得了巨大的进展,期待着跟各位交流,非常感谢。

一会会有更多关于欧洲的介绍。谢谢!

陈东:清华大学在氢能和燃料电池方面做了大量的研究工作,发挥了学科人才优势和基础理论创新的特色,为氢能产业的发展做出了贡献。下面有请中国电动汽车百人会副秘书长,清华大学汽车系王贺武教授致辞,大家欢迎。

王贺武:谢谢大会的邀请,我是来自于清华大学汽车系的王贺武。现在兼职也在中国电动汽车百人会做一些工作,下面我就对我们中国电动汽车百人话与清华大学对于氢能、可再生能源、储能方面的一些研究成果或者一些看法给大家进行共享。

大家都知道,近年以来能源转型,刚才石秘书长讲的,能源转型已经成为了全球的一个共识。我们认为这是提高能源效率为目的的能源技术进步之后,更具战略性的能源革命。因为它不仅关乎着改善地区性的环境质量为目的的能源供应的需求,也更关乎到我们应对气侯变化的能源生产,以及利用相关的全球性的生态的安全问题。从统计数据上来看,包括中国在内的发展中国家,以及与发达国家一起已经开始付诸一些努力,将原油化石能源的供应体系向以可再生能源为基础的供应系统转变。风力发电、光伏发电快速发展,我们国家非化石能源发电装机占比已经从2013年的30%增长到去年的40%,我们可以看到能源的结构清洁化战略,在我们国家是逐步得到了实现。同时,全球也正在采取各种措施,与储能结合,能源互联网的方式,来解决可再生能源发电供应,与用户需求之间协同性的问题。

我们清华大学和中国电动汽车百人会去年曾经做过一个分析,我们的研究表明,氢能提供了一种大规模、长周期、高安全的能源储能的途径。它具有作为可再生能源载体的一个独特优势,在未来氢能与储能电池将成为一个互补共存的状态,共同构建以分布式为主,以零排放为特征的能源供应体系。将广泛应用于交通运输、家庭生活、工业生产等等各个方面。另一方面,快速发展的电动汽车也使得车载锂离子电池成为电能的消纳者和提供者,为全社会的分布式储能提供了非常良好的发展机遇,全球到去年我们总共有600万辆的电动汽车,其中260万辆在中国。这些车辆车载动力电池的总容量估计是130GW/h,如果作为发电的话,可以翻一番,到260GW的功力。这些车辆70%以上分布在长三角、京津冀、珠三角等区域,这些区域的电力需求,波峰和波谷很明显,需求量也很大。因此,电动汽车保有量,在这些区域快速的增长,我们认为它还有上升的空间,因为在这些区域我们对环境质量的要求会更加迫切,而传统的内燃机汽车要想满足现在国6,未来国7的排放是比较难的。因此电动汽车在这些区域将会进一步快速增长,而增加的这些电动汽车,如果进行合理的充电管理,有序化的充电,它将成为电力系统稳定运行的一个可靠保障,也为我们提供了非常广大的想象空间。

针对于氢能燃料电池汽车来讲,目前在中国正在开展区域性的示范推广应用,在消纳可再生能源过剩方面也发挥了一定的作用。近三年以来,我国氢燃料电池汽车的产业化程度很高,全国各地都在谈氢能。但我们回顾一下,目前中国的发展氢能源电池汽车以商用车在部分区域的示范为主要发展方向,因此还处于示范的阶段。在公共领域和物流领域,得到了一定的应用。我们国家到去年年底,总共生产的燃料电池汽车数量是3500辆,这个和260万辆新能源汽车数量相比是很少的,但是这些能量电池汽车已经占到全球140万辆车的25%。最重要的,我们这些燃料电池汽车在公共领域使用的,初步统计,全国公共交通领域的燃料电池的数量有300多辆,保有量在全球也是最大的。其中一个比较特殊的地方,就是在张家口,是国家可再生能源的示范区,也是北部比较寒冷的区域,在推广纯电动公交车的时候遇到一些问题,因此在进行燃料电池客车的应用,去年投入了74台车,也经过了冬季的运行,目前来看,运营的情况还比较良好,也对当地的可再生能源消纳起到一定的作用。

我们再看一下中国纯电驱动的新能源汽车的发展,从它的战略和路线图上来看,将有可能与可再生能源发展的战略形成比较好的互动作用。根据我们发布的路线图,到2030年,中国将会有1亿辆的电动汽车,将有100万辆的燃料电池的汽车。这些车辆我们估计一下,大概有10亿千瓦电力的削峰填谷能力,和50亿千瓦电力消纳的作用。这些车辆和固定的系统匹配的话,将会构成一个安全、高效的能源互联网的存储单元,或者存储系统,有可能解决50%非化石原料发电的储能和电网平衡的问题。

中国汽车百人会将一如既往与来自产学研各界的朋友广泛交流与合作,我们是一个公共的平台,我们是包容各方意见的。我们每年都会聚焦一部分的热点和焦点问题,来促进电动汽车与新能源汽车,与新能源有机的结合和可持续的发展。最后预祝大会取得圆满的成功,谢谢大家!

陈东:感谢王教授的致辞。到这里我们简短的大会开幕式就到此结束了,接下来我们将进入主题论坛时间。有请各位领导、嘉宾移步到台下的座位就座,再次感谢各位领导、专家、来宾莅临大会,谢谢!

主持人:让我们用最热烈的掌声感谢各位领导和嘉宾为开幕式做的精彩致辞,谢谢各位,也非常感谢陈东副主任的主持,谢谢。

下面用热烈的掌声有请西班牙光伏产业协会(UNEF)秘书长Jose DONOSO主持。

Jose DONOSO:非常荣幸,感谢主办方邀请我做这个主题论坛的主持人。我来自于光伏产业,我们非常有兴趣看待氢能以及燃料电池行业,可以说在未来十年,可能氢能将是未来,到时候世界上光伏应用达到极致,要把太阳能用到更好,我们可以用光伏电能生成氢能,这样可以生成氢气。从这个环境当中,我就想知道什么时候才能够实现这一点,从政策、市场角度,我们来看,什么时候能够实现这样的愿景。

现在,我们一共有五位讲者,他们都是这个行业的专家,我们预期他们会跟我们分享有关的概念。第一位是周孝信先生,是中国科学院院士,中国电力科学院名誉院长,他的演讲主题是“新一代能源系统与储能、氢能发展”。

周孝信:感谢主席先生,各位领导、各位专家,今天给大家报告的题目稍微改一下“新一代电力系统与储能”。原来的题目太大,我是做电力系统的,把氢能也去掉了,因为我还没有足够的材料全面介绍氢能,但是里面有这块的内容。

首先介绍一下新一代电力系统。这个是所谓的三代电网发展阶段的构想,这是我们大约十年前提出来的,是根据我们整个,调研了世界各国电力发展的规律,电网可以分成三个阶段,第一代是上世纪前50年代,第二代是上世纪的后50年代,新一代电力系统是本世纪的前50年,所以是三个50年。

特点是这样,第一代很小,小机组、低电压、小电网;第二代是打机组、超高压、大电网,第三代是可再生能源占主导,逐步代替化石能源,占70%-80%以上,骨干电源与分布式结合。

我们新世纪开始以来两大推动力,推动新一代电力系统的发展。一个是高比例可再生能源得到了很大的发展,特别是中国发展很快。信息技术和互联网技术的发展,推动电力系统供需自动化和智能化水平的提升,这是一个很大的推动力。

新一代电力系统主要的特征和关键指标,主要特征有四个,一个是可再生能源优先,多元能源结构。第二集中式分布并举,协同可靠的电力生产和供应模式。供需互动、多能互补、节约高效的用能用电方式,面向全社会的平台型综合能源电力服务。关键字表:非化石能源在一次能源消费中比重,非化石能源发电量在发电量中中比重,电能在终端能源消费中比重,系统总体能源利用率,二氧化碳的排放量。

这个是关键的指标第一个,非化石能源在一次能源消费中比重,去年14.6%,我们要降低,降低到2025年,一次能源消费量的变化,其中煤炭,化石能源的消费大幅度降低,可再生能源的消费很快提升。

这个非化石能源发电量的比重,我们国家战略目标希望2030年达到非化石发电量达到50%,目前是30%,我们还有11、12年的时间,任务很艰巨。

电源在终端能源消费中的比重目前比较低,20%几,我们可能要跨过石油天然气的时代,我们直接进入电气时代,所以我们增长可能更快一些,最终目标2050年希望达到43%,这个比例比较高。

能源系统的效率,总的效率,我们目前预期30%左右,我们希望能够提高,通过化石能源被代替,希望提高到35%。在终端消费里面大幅度提高用能的效率,总的提高到47%。

电力系统二氧化碳的排放量,蓝色曲线是整个能源系统的,包括一次能源从传输、转化、消费,全链条的效率。二氧化碳的排放目前还没有到达峰值,我们希望到2025年,到2030年之间,这时候要达到峰值。以后逐步降低,降低4、50%。红色的曲线是电力系统,主要是发电,燃煤发电、燃气发电,下面曲线黑颜色的是燃煤发电的排放,燃煤发电从30亿吨排放下降到10亿吨,大幅度的下降。

这是非化石能源在一次能源消费中的比重,我们用2015_2018四年的参数计算,就是由非化石能源发电的电力取得的包括水电、核电、风能、太阳能等等,加起来占非化石能源比例的90%左右。

新一代电力系统的主要特征和关键技术。主要的特征有四个:高比例和可再生电力能源电力系统,高比例电力电子装备电力系统,多能互补的综合能源电力系统,信息物理融合的智慧能源电力系统。

这是高比例可再生系统,高到什么程度?我们做了一组研究,左边这张图红颜色的曲线,就是太阳能发电的装机,绿色的曲线是风能的装机,所以装机比例还是很大,而且太阳能的发电、光伏发电比例要高于风能。相应的煤电装机逐步减少,从目前10亿千瓦左右,我们希望降到4亿千瓦。右边是发电量的分配,2030年非化石能源的电量占49%,可再生能源发电量要占40%,2050年7、80%。

关键技术罗列了六项,其中和今天会议相关的两个,一个是高效低成本、长寿命储能技术,这是因为我们大量发展可再生能源,所以这个技术是必须的。右边是安全高效低成本,氢能生产出运和应用技术,这个和电力系统也是紧密相关的。新一代关键技术主要是这两点。

下面讲制氢的事情,从搞能源的角度,氢从什么地方来是很关键的事情,制氢技术很关键。目前来说最便宜的是煤炭,化石能源制氢最便宜,而且煤化工的副产品就是氢,中国具备了很大的生产氢能力。化石能源制氢是排量大量的二氧化碳,所以我认为不能开发新的煤炭制氢的项目是不行的,违背能源革命的目标。但是我们主张可再生能源制氢,最简单的办法就是电解水制氢,现在技术上基本上已经成熟了。但是它的成本比较高,煤气化成本1.67美元每公斤,天然气制氢2美元,电解水5美元,甲醇裂解4美元,中间曲线是电价非常敏感的曲线,如果这个电不花钱,是弃风、弃光的电,是很便宜的电,它的成本是没问题的。现在用电网标准价格的电肯定是吃亏,所以我呼吁搞光伏电池、搞再生能源的大幅度降低电的成本,将来我们用电解水制氢,这是未来的前途所在。

这张图是欧洲的技术,Power to Gas,他们做了很多年的工作。里面讲的就是可再生能源,除了发电以外,再就是制氢。它可以进一步的做成甲烷,就是天然气,从天然气管道输送进去。或者氢气和一氧化碳结合制成甲醇,甲醇可以运输的,氢本身不管怎么样运输比较困难,所以这个是进一步的,现在研究的很多,今天我就不细说了,因为我本人也不是做这方面的。

现在看储能的需求,未来新一代电力系统2030、2050年的目标,到底储能需要多少?风电光伏集中分布开发装机容量,未来我们的分析是这样,黄颜色的棒就是分布式开发的光伏,绿颜色的棒是集中开发的风电装机容量。对中国来说,我的看法是这样,将来规模可以做的比较大的一个是分布式光伏,第二是集中开发风电,针对这样不同的分类,我们采取一些很简单的计算方法来算,到底每一类我要多少储能才能使电力系统能够运行。

这张图是需求预测我们根据刚才预测,不叫预测,实际上是个估计,我们算这个电力系统,在中国的电力系统需要什么类型的储能。左边的图蓝颜色部分是分布式光伏所需要的储能,绿颜色的是集中式的风电储能。为什么绿颜色的风电装机容量比较大?分布式的太阳能装机比较大,但它们的储能需求这么大呢?分布式、集中式直接进入大电网,调节主要依靠抽水性能或者化石能源,燃煤机组的灵活性调节能力,而不能依靠小的化学储能机组装置,所以它的比例是不一样的。我们算了有一个数,这个数只能供参考,有好多因素比较粗。

我们用刚才估算的数算一下,把全国的电网分成四大部分,一部分就是组网,组网就是中东部的电网,不包括东北。第二部分是东北电网,第三部分是西北电网,第四部分是西南电网,四个电网,电网之间有联络线,联络线有一定的制约。我们看看把这些装机,发电装机分解到四个电网里面去,储能也分解到四个电网里面去,我们做了每年8760小时的生产模拟,我们做了分析,考虑了风电、太阳能概率的分析特性。做的结果,我们看风能、太阳能去风、弃光的比例最小,我们认为是最好,它是一个优化的过程。

这个是我们三个方案,第一个方案就是,我们按照一半的发电分配,方案一是东北、西北、西南、组网,它的储能容量分配,总容量根据2030年的总数,差不多5000万千瓦,主要指化学储能,没有包括抽水蓄能,不同的分配是不一样的。

这个是最后的结果,2020-2050年可再生能源利用储能需求,根据预测的结果,三个不同的方案,气风光限电率、气电限电率,西北从原来的储能配置比较少的情况下,限电率比较高,储能配置比较低的就比较低了,我们希望限电能够限到5%以下。我们从初步的模拟计算来看,我们提出来很简单的算法,估算储能需求,基本上还是合理的,只不过将来要考虑更详细的参数,可以做更进一步的分析。我要补充一句话,就是氢能,氢能我认为它对我们电网来说,在应对高比例可再生能源不同的情况,它是一个长期的储能最好方式。现在有所谓跨季储能,跨季出热,某一天风不行了,那时候电网没办法应付,就用长期储存的氢能,以及其他液体的燃料来滋生,供热的话用跨季的储热。氢能是很好的应对长期电网能量不平衡、供能不平衡的很好方式。

今天给大家报告到这里,谢谢大家。

Jose DONOSO:在非常有意思的演讲之后,我们将会听一听欧盟针对这个主题的观点,现在我们有请Heinz OSSENBRINK博士,他是欧盟委员会联合研究中心能源效率和可再生能源部前主管,他也是一位教授。在这行业拥有按照丰富的经验,他的主题是“可再生能源制氢与利用—欧盟地区最新发展和展望”。

您同意吗?在未来氢气可以把热电联产取代,未来还不用有排放。

Heinz OSSENBRINK:我会部分同意,我觉得氢气会越来越重要。谢谢!

女士们、先生们,下午好!

我要给大家介绍一下欧洲的实践,特别是氢气应用。我们看1983年,当时我们用光伏生成氢气,然后是欧盟最早研究这方面的一个项目。总的应该是一个兆瓦,当然这是比较早的时候了。作为一个年轻的研究员,我要看看电厂能不能生成氢气,我觉得当时生氢非常贵,那个时候光伏也比较贵。同时我们有很多欧洲的氢气项目得以落地,之后就没有什么大动作了,因为氢气行业没有起飞。现在再回顾1983年,当时人们没有需求,因为当时一切能源价格都不错,大家也不太关注等等。

36年之后有几点我想跟大家指出一下,光伏电价已经是兆瓦时低于50欧元,而且我们现在有大量的风能、太阳能上电网,我们有巴黎协定,而且我们慢慢要消除内燃机,前面两点很重要,因为我们现在发现制氢很便宜,另外我们需要氢气。因为我们要削峰填谷,氢气是起到很好的作用,所以现在就有动机了。我们不可能用额外的电流制造汽油,制氢是可以的。未来内燃机会慢慢消退,到底怎么消退?我们看到政策,明年2020年有欧洲可再生能源制定目标是20%,2030年是32%。我们欧盟做出承诺,要满足巴黎协定的要求,也就是说到2050年基本上是零碳排放,这是另外一个驱动因素。

不好意思,这边是太阳能和风能已经占了总能源结构的30%,我们看到了供大于求,所以我们生产氢气就很便宜了。季节性的储能非常重要,否则的话冬天在比较冷的国家,是用煤来供热。低碳运输,我们也有指令,比如说零能源大楼,这是2030年的要求。再生能源的供暖,从电力变液态天然气等等,有转换。欧盟委员会有长期战略,比如说要实现一个无排放经济,我们要让这几点一起发展,这些策略的确有难度,但是一环扣一环。我们讲到了要制氢,然后用液态气体,或者天然气等制氢,我们要看看这个到底怎么实现。

我们做了很多研究,比如说有氢气联合研究,我们17年花了10亿欧元进行研究。现在有80个项目仍在进行当中,而且这些风为运输行业用氢发电等,所以这个项目仍在进行,欧盟在这方面不断发力。我们有政策框架,这个是《战略能源技术规划》,这个已经运行了十年,我们欧洲研究焦点在哪里?所有的都支持肯定不太可能,我们要支持的是可行的,而且有意义的可再生能源。如果你看这边,我们可再生运输行业项目已经完成,如果你可以读,里面会有一些成本目标,2020、2030、2050,还有各种能源方式,我们怎么控制温室气体的排放,所以有这些指标,第一成本要低,而且是零碳排放。

这是一个例子,这个关注于可再生,这是用电解水、可再生电进行电解。目标是达到多大的?看2020年,然后2030年使成本降一半,这样同时也将资本支出降一半,这都是战略计划。至于说怎么分布式使用,没有讲,我们后来路线图有两个欧盟文件,一个是欧洲经济路线图,是2019年发布,然后这是公司合作的项目,这是个新的项目,这两个月刚刚推出。这些项目有非常好的预期,有一点我没有讲,我讲一下。

METIS研究,要求100%在2050年实现可再能源。比如说天然气、氢能、甲烷等,我觉得这个可以是99%诠释可再生能源了。把这些项目放到一起考量,我们就看到现在零碳排放怎么才能实现呢?已经不远了,2050,我们看到运输行业占了20%-50%的能源,行业企业,氢气本身是非常清洁的,而且化工流程需要氢气,所以这边用氢会用5%-20%。建筑我们要说零排放,还有热泵,热泵和氢气肯定会竞争,我们看市场怎么样,竞争肯定有好处的,人们就会说10%-15%将会是氢气驱动。电力行业看到氢气既可以储存,该动用的就能动用,可以存几小时几夜,这个就做了对比。

我们看一下这四大行业,哪个占比重最大。这是国际能源署,有的不同情景,有的时候氢气占比很小,有的时候占比比较大。运输行业占比比较大,行业企业较大,这个比发电行业还大,大家都同意,除了国际能源局,各个机构都认为氢气占比巨大。这里面我们每年产氢是2000TW/h,而且需要蒸汽、甲烷改性,我们需要电解剂,2050达到600-900GW装机。直接它可以创建就业,氢气制氢达到1400-4000亿欧元,再加上来自风能、太阳能的,差不多是3000-5000亿欧元的投资。就业是能够创造500个新职位,这是现在以4000亿投资为基础。

我们再讲绿色氢气,我们看上去是绿色的,不一定是绿色的能源。我们有不同的,35%、36%,然后你看制氢本身也会产生碳排放,所以有的是36.4%,这里面有不同的工艺,有的是,比如说热,然后电解,然后用生物质转换等。生物质这边也能够转换,当然这就复杂了。关键的一点,有了氢气之后,它带来众多的额外价值,能够给风能、太阳能削峰填谷,纯氢也可以取暖,也可以做交通运输,说不定用在飞机上等等,所以氢气的未来真是充满多种可能。

这里是几个例子来跟大家分享,这个是欧洲的创业公司,包括大的公司,他们已经在利用这些技术,包括我们的氢能方面,以及我们的燃料电池储能方面。在这个图中,可以看到这个设备也是在展会上有所展示。这些都是已经实现的项目,也就是行业中的实例了。

谢谢大家的聆听!

Jose DONOSO:谢谢精彩介绍。在这样的会议上我们都会邀请到来自世界各地的专家,我们就可以分享到每个地区的发展情况。

接下来我们会请到Ken Okazaki教授,是一位名誉教授,来自东京工业大学创新研究所的教授,也是全球氢能领域的领先者。他的演讲会给我们讲讲日本的氢社会的现状与前景。有请!

日本的社会是否做好准备提供廉价的氢能了呢?这是我们期待听到的消息。

Ken Okazaki: 非常感谢邀请我来到这里有这样的机会跟大家介绍一下日本发展的现状,氢能今天是我们的主题,我的演讲主题也会讲到日本氢社会的现状与前景。

这部分是我要讲到的几部分内容,包括日本在发展氢能和燃料电池的历史,第二部分是基本的氢能战略和路线图,第三部分是氢能社会的定义,以及我们所做的在日本的一些研发活动,有燃料电池的汽车,燃料电池联产P2G,以及发电方面的介绍,还有没有二氧化碳氢能的供应链,以及未来的能源再替。

这张给大家展示的是日本30年的发展路径,这是我们氢能和燃料电池技术发展的路线图。在2014年我们已经是开始有了燃料电池汽车的销售,已经进入到市场了,现在我们也继续通过示范的项目,能够在我们的燃料电池整个供应链进一步发展。我们现在也希望通过一些示范,不断去推广。

这个是我们战略性的路线图,推动氢能和燃料电池发展的战略路线图,第一阶段扩大氢能的使用,包括在居民中的使用,还包括在燃料电池汽车的使用。第二阶段是氢气的加气站,还有更广泛的氢的供应链。第三阶段是实现没有二氧化碳的氢的供应系统发展,差不多在2040年,我们将能够实现全规模的没有二氧化碳的氢能,主要是来自于可再生能源获得的氢气。

我们相信在氢能这一块,会扮演着非常重要的作用,尤其在运输领域。储能方面,我们也希望能在使用可再生能源过程中会有进一步的储能技术跟上。差不多在一年半前,日本的总理安倍就制定了基础的氢能战略,也就是希望能够去实现更多的,从供应侧能够提供价格合理的氢能,然后能够扩大我们的氢能供应和使用。同时也希望扩大它的运用,包括交通领域发电的,以及工业使用,这些都是我们战略中的内容。

要开发的关键技术包括几个方面,一个方面是我们的B2G的成本降低,这是很关键的一点。这个是我们氢能战略中的几个应用场景,包括在2030年,我们的发电成本应该是,也就是每千瓦时17日元,氢能和燃料电池汽车会得到进一步的推广,能够达到80万的规模,这是2030年。中国的目标几乎是达到了100万的燃料电池汽车,也就是到2030年的目标,所以中国的目标比我们的要高一些。我相信中国政府已经是在大力推动,尤其是在预算方面推动氢能以及燃料电池的发展和应用。

这一页上给大家展示的是我们在成本方面的目标,也就是基于我们前面说到氢能战略中,我们需要去实现的一些成本目标。这个是我们的预算,也就是氢能发展的预算,这是2018年的。其中有一半以上是放在研发方面,总的预算数量是280亿日元,也就是差不多2.6亿美元的预算。

什么是氢社会?这是一个例子,也是一个定义。这是我自己的一些理解,提出来的定义。氢经济或者氢社会,也由于小型的氢能的技术,它其实成为了越来越广泛的应用。氢能被用作二次能源占到了所有能源消费量的20%,包括工业应用中,也都是有很多的氢气使用。氢气在数量上都已经能够在能源安全以及全球环保方面做出巨大的贡献。所以要实现这种氢的社会需要做三个方面的考虑,一个是技术的成熟,包括汽车,还有联产方面的技术,还有氢气发电等技术,这些都是需要不断实现更加成熟的技术。另外一个,我们希望能够使用可再生能源制备氢气,这个是更为重要的,也就是说B2G的。还有没有二氧化碳的氢能,我们要使用无氮的二氧化碳氢气燃料或者氢气能源。

有些人也会做一些对比,也就是纯电动和燃料电池的汽车。我们可以看到纯电动的汽车,然后我们再升级到混合动力,未来燃料电池汽车会扮演更加重要的作用。在日本,我们已经是制定了燃料电池汽车的目标,我们希望在2030年,在市场上能够达到80万的规模。包括巴士,巴士上面我们已经使用了,在东京使用到燃料电池。

另外一个重要的应用,我们联产这块,也就是家庭应用的联产,这些也是比较重要的,包括一些大的建筑中可以使用。大家知道这种类型的系统,我们城市燃气的供应,还包括氢气,我们可以在家里用电,以及供暖,也是可以发挥它的作用。还有照明等,这些都是希望在我们的居民领域能够使用到。

我们看到了能源的消耗效率,已经是达到了90%。在日本有超过27万台的系统已经是安装在了一些居民住宅里面,包括我家里面也已经装了一套这样的系统。

这个是我们在做的项目,是在日本做的,也是从需求侧的项目。包括我们的加氢站,以及氢气的使用。右手边是我们用在发电方面的,氢气发电,我们有一个氢气联产的示范项目,也就是在一年前,在一个岛上做的示范项目,是1.7MW的氢气气轮机的示范项目。就是纯的氢气用在联合发电,或者是联产的项目应用中。还有大规模的氢气发电,使用气轮机的,还包括燃烧系统,都是结合起来。

这一页给大家看一下,也是我们当前的项目,主要是从供应侧,在左手边是日本的一些国际性项目,包括示范的项目,使用褐煤,加上我们跟澳大利亚一起做的联合试点项目使用的是褐煤,然后二氧化碳和氢气。我们这个氢气可以进行气化,来进行后续的液化氢气运输轮,再进行重整,重整之后,在日本就可以用带化学品船上使用。

右手边是电力到气体的系统,现在是在建的一个福岛地区可再生氢气的项目。福岛之间的核事件发生的地方,现在已经在做一个氢气的项目,非常大规模的从发电到气体的电厂项目。这个地方主要是进行着氢气的重整,使用电解的系统和方法。氢气会转换为,运输到东京地区进行使用。我们在东京明年的奥林匹克活动期间会使用氢气,包括奥林匹克火焰也都会使用氢气。

这一页是讲不含二氧化碳氢气价值链的概念,会涉及到不同的能源来源,包括我们有液体的,液态的氢气,有机的氢化物,还有氨气等,都会有不同的运用。根据不同的用途使用氢气,有的时候使用液态氢,这是最好的。有的时候直接燃烧氨气也可以,所以说我们使用不同的衍生物,根据不同的目标进行调整。

这张片子就是2020氢气社会的样子,2020能实现吗?大家看蓝色的线是氢气,黄色是电,红线展示的是热。大家看到左侧,明年奥林匹克运动会的开幕式位置,我们的主要目标就是实现或者建立高级智能社区,能够更好地利用氢气,这就是我们的氢气社会2020的目标。

在东京技术研究院,我自己建立了一个新的部门,叫全球氢气能源研究联合会,这是五年前建立的。五年前我建立了这样一个联合体,这个联合体是促进学界、政府、企业界进行信息分享、应对技术挑战、社会体系变革等,做基础研究,来研究技术。我们请过清华大学的毛教授在1月份来这边讲学,我们现在也邀请到了东京,他现在在东京参加WHTC的会,就是世界经济能源大会。我本来要参加的,毛教授说一定要来上海,因此我们来了就做一个交换。不管怎么说,我们大学也在不断努力来实现氢气社会的目标。

最后,我们说日本有30年的历史来开发氢气,日本有氢气战略,在日本氢气技术研发比较卓越。我们开发了这么多系统,也有很多系统已经商业化,甚至脱频系统得以使用,也有展示项目发电,或者是落地联产。我们的FCV交通系统也在用,有很多有挑战的项目也在进行当中,二氧化碳的氢气用在各方面,这都来自于可再生能源和海上的能源。谢谢大家!

Jose DONOSO:谢谢。我们继续,现在我们了解了日本,我们有请Kook-Young Ahn先生,他是韩国机械和材料研究所的研究员,也是韩国氢能与新能源协会名誉主席。主题是“韩国的能源转型和氢经济路线图”,有请。

Kook-Young Ahn:非常荣幸来到上海,给大家介绍一下我们韩国的氢气路线图。我来自韩国机械和材料研究所,也是韩国氢能与新能源协会名誉主席。

我叫安国荣,大家看得出,汉字的名字叫安国荣。我今天讲两个主题,一个是能源的变革,另外讲一下韩国的经济路线图。我们从煤、核能到可再生能源,有两条路来实现。一条路就是根据巴黎协定要降低二氧化碳,另外是政府部门要加强政策引导。

我们看这两张图,这是国际能源署2010年发表的,左边是2010年,右边是2016年。2016年可再生能源要比2010年占比更大,也就是说,可再生能源的变革发展超出预期。我们看政府支持,韩国有相应的政策,就是将核能和煤炭慢慢淘汰,然后2022年我们要把这些粉尘排放降低30%,到2030年是20%,3020我们有第15年长期计划,就是第8个基本长期电力供应计划,到2030年9个核能电站,9个要退役,还有一些煤电厂,在未来30年也慢慢淘汰。

这边有两个问题,一方面要有足够的电力,同时要确保电网的稳定。怎么实现呢?一个是智能电网系统,一个是能源储存。大家看到,如果需求大于供应,我们必须要用脱频来继续发电,我们在欧洲一个电网,比如说德国有多余电力,他们可以通过电网传给其他国家,比如意大利,或者法国。另外是智能电网控制,削峰填谷。但是可再生能源比例增长,我们可以解决削峰填谷的问题,因为我们有智能电网,我们可以用能源储存。

我们看一个项目,水电解项目,我是项目经理。我们使用左侧的这个,在中国是用右侧的,我们用水,然后蒸汽、电。我们从锅炉获得蒸汽,我们用其他方式获得电能,使用SOEC来进行水电解,这是电解效率最高的。我们可以用这些储存的氢能来生成热,或者生成电能,这个流程本身比较复杂。

讲讲氢气经济路线图,是总统在2019年1月17日发布的,在公布这个路线图之前,我们的总理就提出了三大创新,这就要求有数据创新、人工智能、氢气经济。路线图公布之后,我们现在经济的关注点就日益提升,讲到了路线图,我们要关注于,我们建立了推荐委员会,我们的工业部副部长做会议的主任,这里面包含了生产、能源储存、应用1、应用2,这里面有10位专家是委员会的委员。

氢气经济什么意思呢?指的是未来一个行业,我们要求对环境友好的能源,然后要求整个社会参与。当然了我们的氢气可以用在各个方面,比如说氢气和我们的各个行业都直接相关,特别是它能够促进经济发展、资源能源安全、环保。

路线图的目标,就是要成为世界领先的氢气经济,比如有能源电池、氢气经济发展。我们讲到了经济,一方面是交通运输,另外是发电和制热。我们从环境上讲,可以降低温室气体和粉尘,这能够打造一个清洁安全的社会,我们要应对的关键词是“温室气体”和“粉尘”。每年有2737吨粉尘产生,这是2015年的6.1%,我们利用燃料电池汽车,到2040年就能削减2737吨。我们韩国必须要促进基础设施的建设,促进经济的发展,一方面氢气汽车,氢气电池,我们要在打造基础设施,针对现有的天然气、供应网络进行调整,来进行氢气的输送。

我们在2013年就能够大幅生产燃料电池汽车,现在生产的汽车拥有世界上最大的氢气排行距离,我们针对高成本应用基础设施,当前氢气燃料电池汽车还没有大规模市场应用。氢气燃料电池行业的发展,通过大规模生产,这个市场上我们看到的汽车将会越来越多,现在只有8100辆,但现在只有800多辆,2022年是8100辆,2025年达到10万辆。我们要想能够促进氢气能源电池汽车的发展,我们必须有加氢站,所以说我们要实现这些目标,我们政府支持促进自由企业建加氢站。把原来的液化天然气加气站可以转换成加氢站。

我们找到了燃料电池行业,一个是发电,一个是楼宇,通过大规模生产,我们现在只有308MW,这个到2022年会达到1.5GW。我们现在也看到了,也有越来越多的LNG的电力系统,现在只是7个MW,在未来我们何以达到2.1GW,2040年我们在家居以及建筑中用的燃料电池的市场。

这个是我们的氢气使用,也就是在工业中使用,我们希望也是,或许在我们行业中,我们能够有国外的生产,到2030年可以开始,同时也会有一些清洁的,包括水电解的制备方法。可能在2040年,我们也是可以实现526万吨的量,在韩国我们有500个城管拖车,在2020年会有大规模的燃气储存和运输。在管道方面,现在韩国有200公里的管道,在2022年我们也会有更高压的氢气管道建设。

很多时候我们向政府提出一些提议,包括我们的中期以及长期的任务,我们首先要从短期的项目开始。政府已经开始了这些路线图的项目方面工作,在未来,在我们标准方面,以及我们的上网电价等方面,政府也会有更多的支持。我相信氢能会大力改变着我们能源的组合。

在中长期来讲,我们技术的发展是非常重要的。包括我们也需要有一些示范的项目,以及研发方面的工作,这是中长期我们需要继续做的。还有社会的接受度方面,也需要持续加大努力。所以对于这些信息,包括我们的氢气安全,以及氢能的使用方面,我们也是要感谢相关的合作伙伴提供的信息,我们也希望中国和韩国在氢能的发展方面会有更加紧密的合作。谢谢大家的聆听!

Jose DONOSO:我们现在回到欧洲,有请到国际电池储能联盟董事会成员,他也是EUPD研究可持续管理有限公司合伙人,他会给我们介绍欧洲能源储存的现状和未来情景。有请Leo Ganz,我们也想听听在欧洲储能跟亚洲有些什么不一样的计划。

Leo Ganz:确实我们在欧洲储能方面有做了很多工作,但是对于我来说,今天来到这样的大会上非常高兴,同时也是看到了我们主题主要是氢能,现在我们看到光伏以及可再生能源领域,我们的氢能也是变得越来越重要了,也成为了一个大家更加关注的领域,这也将是未来发展的方向,所以今天非常高兴来到这里。在这里我们共同分享最新的发展同台,同时也听到了其他的嘉宾讲到最近取得的进展。

我们作为光伏行业的一分子,我们也是想来跟大家讲讲在氢能方面的一些情况,包括比较现实的市场,在欧洲的发展状况。目前氢能的,还有光伏的情况。这些对于我们氢能发展来讲都是很重要的,先要了解市场的概况。

我们的光伏市场除了中国,在欧洲,在2018、2019年也是不错的发展,总体是一个保持增长的态势。在40年或者50年前,到现在,可以看到真的是一个非常快速的发展,从数字上就可以看到。同时这些数字,尤其是作欧盟国家,我们看到居民的市场发展最快,也由于储能的领域。其他的国家,比如说中国、印度和美国,主要是大型的商业电厂,发电厂在驱动储能的发展。

一会会讲到我们的氢能方面的情况。在2013年作为一个新的起点,我们看到储能行业非常好的发展,尤其在居民领域,我们现在也是在美国以及澳大利亚领域,在我们的居民领域储能的发展也是不错的。同时也看到,我们的储能市场增长率,不同的国家做的对比,它的接受曲线。现在在很多的国家,我们的储能,包括在经济性方面是越来越可行,同时也是很高效的储能。这也就是我们增长的曲线,可以看到在未来是非常具有前景的,还有在欧洲,比如说到2030年,我们的光伏并网容量,将会是翻三倍。这个也是以不同的方式来使用储能,包括我们的居民领域是主要的一部分。另外还有中小型的一些商用,这部分也是对于储能会有不小的需求,还包括在制造领域,这一个对于储能也是会有需求。

除了我们的上网电价,我们的光伏装机,可以看到增长率,在2030年即便没有任何的补贴,它都会保持增长,这是很重要的一点,尤其对于很多的欧洲国家来说都是一样的。这个例子是德国的例子,很重要的一点,我们在这里看到了大规模的增长,也就是在商用,以及工业在整个欧洲都是增长非常快速,2030年可以达到31GW,这是的得益于商业以及工业的需求,所以在未来还有很大的潜力,使我们这样的行业、公司能够调整一些战略,来提供这样的一些供应给工业使用,还包括商业的储能需求。也是通过技术的应用,满足这两个领域的需求,给我们带来更多的利润。

这是电价的趋势图,这上面对于居民领域有很大的影响,在工业领域电价是保持低水平,每一年都会有起起伏伏,这背后决定着储能的商业模式,我们就需要能够去抵消这样的电价上涨。还有我们做的一项对比,也就是我们的光伏度电成本,你看到越来越低,包括我们的商用的,以及居民的,以及工业用的度电成本,都是在降低。我们通过光伏发电,跟其他的发电方式来比,度电成本是降低的。

目前来讲,我们招标的价格对于光伏也是一直下降的趋势,所以这也是非常好的迹象。对于我们的储能来说,也是一个利好的消息。其他的,包括我们的风电,还有其他不同能源的来源,包括褐煤、硬煤、海上风电,我们的度电成本对比,包括在欧洲,我们需要有相应的计划推动度电成本的下降,这样才能够,尤其是对光伏,以及其他的可再生能源在没有补贴的情况下也能够有很好的发展。

现在光伏其实是很具有竞争力的,跟化石燃料和其他的可再生能源比,光伏很具有优势,我们的度电成本,光伏低于从电网供应的电成本。欧洲的市场在2030年,我们将会看到储能的运用会有6倍的增长。再讲到工业的应用,包括在欧洲、德国等国家,我们也是非常关注储能的发展。如果说储能我们一直只是通过电网来供应的话,成本是非常高的,会有峰值的电价。这个成本对于工业和商业用途来讲,是非常昂贵的,要支付很高的网费,所以需要有储能的技术大大降低这些费用。我们的电费,可以看看化工领域、化学领域,还有钢铁领域,这些领域都是耗能大户,通常他们要花很多的电费,因为他们的负荷是很高的,所以就业界要花大量的钱在电费上,有了储能可以降低他们的峰值负荷,这样就可以每一年来讲,这是真实的一个例子,每一年这些公司就可以大大降低过网费,我觉得这对于企业来讲是非常重要的一点,这样才能够推动储能在工业和商业领域大规模的使用。对于商业领域、工业领域储能是具有极大的潜力,可以帮助我们的企业进行削峰填谷和调峰的优化,然后降低过网费。

调平方面,控制的功率等方面,可以带来更多的服务。对于工业来讲,即便是光伏,我们也会有一些,比如说设备的紧急情况,或者是故障的情况,都会造成很大的损失。但是有了储能,我们会有一些备用电源,以及有一些应急的预案,这样的话我们就可以减少损失。还有一个对于我们的工业以及商业应用来讲,储能现在有很多的装机容量,包括有来自风电的,有来自太阳能发电的,我们会有更多的储能容量。我们对于风电、光伏会有一些波动,所以我们就需要有储能。

在德国,氢气有很大的作用,也有其他方面的阻力,要把整个氢气纳入到整个国家发展当中,这样能够应对太阳能、风能的不稳定性。另外要降低上网电价成本,在欧洲有2万多家大公司,他们需要大量电能,还有众多中小企业,所以说我们需要帮助这些企业来进行能源储存,降低成本。这也能促进储能行业的发展,所以说这方面发展前景比较好。

在德国,动作电气促进电动汽车的发展,比如说欧盟,到了2050年将会有6700万辆电动汽车,这需要大量的电能。当时你看到了2050年一天最高充电要求是达到181GW,所以说数字是巨大的。20%的电动车需要同时充电的话,储能方面的要求也很大,高达35GW。

另外一方面,在欧洲,供暖行业,比如要使用天然气供暖,这个行业也会因此而变,我们看到热泵技术也在发展,热泵也需要应对不稳定的电能。所以说我们需要欧洲不断地促进供暖行业和制氢储存行业结合起来。

最后,我想给大家看看,到了2050年储能需求是巨大的,看按怎么样的方式发展。我们看到锂电池也会应用,我们看到在整个储能行业需求巨大。这边讲到了氢气方面储能,或者其他能量储能方式。

我对未来非常乐观,我就讲完了,谢谢大家。

朱凯:前面周院士介绍了能源系统行业里面的布局和发展,介绍了欧盟能源系统到2050年达到碳的零排放,日本2040年的零排放,韩国每年下降20%的碳排放,刚才欧洲的储能电源的发展,10年呈6倍的增长,到2025年增长到110GW,随着是相当快。

下半段我代为主持一下,又回到欧盟、日本、韩国到欧洲的储能,再回到中国。下面请北京化工大学庄仲滨教授,介绍北京化工大学氢能的利用和发展。大家欢迎!

庄仲滨:大家下午好,非常感谢大会的邀请,让我有这个机会在这里为大家介绍一下北京化工大学在氢能方面研究的进展。本来是邀请我们学校的副校长王峰做介绍,由于王校长今天下午还有一个其他的会过不来,由我代为介绍一下学校的进展。

大家都知道,氢能是一个非常有前途的能源希望,有非常高的能量密度。它燃烧也是没有污染的,我们希望使用氢经济利用这样非常有前途的能源,氢经济基本的思想,前面的演讲者中也有所介绍,通过可再生能源的方式获取氢能,存储氢能,用燃料电池把氢能所存储的化学能转化成电能,供我们使用。这里面涉及到关键的器件:燃料电池器件和电解水的器件,如何高效的运行,关系到氢经济未来的实施、成本,也关系到未来能够使用氢气的关键。

燃料电池目前已经有比较多的使用,已经在车上可以进行使用。不同规模的燃料电池,也有不同的应用前景。从瓦级别的移动燃料电池到兆瓦级别的发电站的级别,都可以有比较好的应用。我们国家针对燃料电池的发展也制定了发展规划,逐渐支持我们做这方面的研究。在这样的背景下,北京化工大学也开始成立了氢能研究中心,由我们的副校长王峰教授牵头,我们学校里面跟这相关的教授进行相关的研发,围绕着氢能应用里面所需要的电解水的装置和燃料电池装置里面关键的材料来进行,我们希望从一个基础研究到应用,有着一系列的方式取得创新。

今天我为大家介绍几个我们现在取得初步进展的例子,一个是需质子交换膜燃料电池氧还原催化剂的宏量制备工作,一个是碱性膜燃料电池的关键材料开发。

首先看质子交换膜燃料电池,已经发展的比较好,上世纪60年代,美国杜邦公司开发出比较好的膜,有非常好的稳定性。从氢离子到Nafion薄膜,我们可以制造质子交换膜,成本比较高,我们学校希望降低它的成本。

我们使用这样的方法通过成分与结构设计,从而构筑出超高活性和稳定性。催化剂的成本不光来自于里面所使用的铂的成本,它大规模的制备,制备上面的成本也是非常关键。催化剂制备的过程是典型的化工问题,我们可以用北京化工大学在化工方面的特长,设计一个高效的反应装置,对反应釜的温度、反应物的浓度,采用精确控制反应体系的热场等技术,批量制备出炭担载多元合金电催化材料。以上内容是基于质子交换膜的燃料电池。

接下来讲一下关于碱性膜燃料电池方面的工作,电离可以产生质子,通过质子可以做质子交换膜的燃料电池。传导的介质从氢离子变成氢氧根,是比较温和的环境,碱性的环境是比较温和的,为我们使用廉价的材料带来可能性。左边的图是质子交换和燃料电池成本的估算,里面催化剂、膜、双极板都占到燃料电池成本很高的比例。我们用碱性的燃料电池替代酸性燃料电池,催化剂方面使用非贵金属催化剂,双极板使用不锈钢的板,例子使用非氟离子膜。

为什么碱性膜的燃料电池在很长时间没有得到关注?是因为关键的材料还没有开发的比较好,里面的关键材料主要涉及到例子的交换膜,还有阴极跟阳极两方面的催化剂。特别是离子交换膜,目前商业的离子交换膜并不能稳定的存在,现在的离子交换膜是碱性的,目前商业的碱性离子交换膜并不能进行很好的使用。我们基于材料的设计,设计了聚苯主链的高稳定性阴离子交换膜,无杂原子聚苯主链,高空间位阻阳离子。离子传导率是比较高的,碱稳定性超过2000小时,我们进一步做改进,使它得到提高,我们已经大规模生产,可以成卷做出离子交换膜。

我们使用合金的催化剂,可以在长时间耐受住环境,稳定的存在。我们从基础研究出发,从膜性催化剂出发,研究碱性情况下氢气氧化的机制,在碱性情况下,氢氧根的机制主要是不吸附,需要我们提升它的吸附能,使催化剂提升。我们合成了一些非Pt催化剂和非贵金属的催化剂,使它活性接近Pt催化剂的水平。

我们有一个阴离子交换膜,也可以用它做碱性膜的电解水的装置。碱性的电解水装置比Pt的电解水装置成本更低。我们用碱性膜做电解水装置,可以具备质子交换膜电子交换膜的优点,降低成本。碱性膜燃料电池可以获得比较低的功率输出,低Pt吸量下获得接近1W每平米的水平。

对于碱性膜的电解水过程,一方面是一个催化剂在里面起到重要的作用,另外一方面,因为电解水会产生氢气和氧气,氢气和氧气在电解表面过程中,跟实际的应用非常相关,因为气泡可能会在电解表面聚集,阻碍电解水装置进一步的工作。我们研究了这个过程,一方面对催化剂进行改进,另外一方面我们研究了气泡在电解表面的状态,通过对表面结构的微纳结构改进,使它气泡能够能够非常开放在电解表面溢出,在大变流实际工作的下面有比较好的催化效果。我们可以把传统的电解水装置2.5V的电压降低到1.98V,是能耗大幅的降低,也希望使这样电解水装置的成本得到下降。

电解水现在来说还是要用比较纯的水,但是地球上更多是海水,我们也在想是不是可以直接电解海水获得氢气。海水里面有很多氯例子,也有可能被电解掉,有氯气,有氯气输出会污染环境。我们就需要一个催化剂,它有比较高的选择性,使电解的水产生氢气和氧气,在碱性的情况下会有一定的优势,就是氧气的吸出。我们对催化剂进行了设计,它能够有一定的耐腐蚀性,最后我们制备了碱性直接电解海水的装置,在大的电流下面可以比较好的进行工作。这是一个示意图,用一个太阳能电池的电解板,我们可以在800多毫安每平方厘米的电解下面电解海水,直接得到氢气和氧气。

以上是我们北京化工大学氢能研究工作方面的进展,我们主要针对关键材料宏量装备。我们感谢两个学校的支持,基金的支持。也谢谢各位的聆听,谢谢大家!

朱凯:下面有请来自意大利都灵理工大学机械与航天工程学院教授Paolo Maggiore,介绍“氢燃料电池在航空学的目的应用和未来的发展”。

Paolo Maggiore:今天非常荣幸来到这里,今天的演讲可能是跟大家的不太一样角度。大家已经前面介绍到了战略方面的,以及我们的技术进步方面的介绍。我这部分会主要跟大家来讲的是,其实也由于举一个例子讲讲,我们氢燃料电池另外一个应用,也就是在航空学的。我们在意大利都灵理工大学,以及机械和航空航天工程系所做的研究。

在这里我也给大家讲讲我们的经验,在前面的演讲中已经说到了整个氢能的发展历史。我相信我们的氢能将会是一个非常关键的技术,可以帮助我们改善人们的生活,不只是说我们的碳足迹,还有排放污染方面的改善,还有对于运用方面,我相信氢能技术可以用在广泛的场景和领域。同时,我们也包括在航空领域,飞机上的这些应用,尤其是在一些特殊的地理位置,比如说意大利北部,在冬季的时候,尤其是在城市,以及机场,我们确实是需要有这样的一些清洁能源,包括氢能。

这是我们团队所做的工作和成绩,这一个是第一家带电动推进器的意大利驾驶的飞机。我们还有第一台具有压缩氢推进力的意大利无人机,也就是使用我们的氢能来推动的,在我们的航空领域的应用,这是大块我们的成就。

在2007年开始,我们有一项研究启动了,是由自己的大学资助的一项研究。这个研究主要是要去看一下,也就是氢能用在航空领域性能以及可靠性方面的研究,也就是跟传统航空燃料来对比,有怎样的一些差异,或者说有什么样的优势。当时,对于我们来讲,也就是开始了试验台的设计,然后可以之后把它放在一个小的飞机上做试验,这个试验想要做一个评价,去评价一下我们在飞机上的环境下,我们热点的分析,还有包括湿气,还有飞机高度等相应的影响。

这些研究活动,也包括跟SkySpark公司一起做的项目,我们希望这个项目可以继续,计划在高达60kW的电机飞行试验。这是意大利宇航员提出的一个想法,我们要使用电池驱动双座的超轻型的飞机,也想要做燃料电池驱动的飞机。

这个也是其中的一个例子,我们跟一些小的企业通过合作,我们做了电机,还有电机的外围,还包括液体冷却的发动机引擎。在下面的图中,可以看到,我们进行能量储存的储罐设计。我们会设一个应急的情况下,让驾驶员能够有可能性进行燃料的切换。在侧面会有备用的电池。

这个飞机是非常成功的,在2009年6月份,SkySpark首次从都灵的机场起飞。这个是我们前面说到的飞行员,他是很知名的,这个想法也是他提出来的。另外他的动力系统设计,还有在都灵也做了现场的测试,这是整个的传动系统、推进系统的测试。所以我们希望以一种低价的方式,能够使用氢能用在推进器上面,也能够把氢能用在航空领域。这上面也是有一些制作出来的原型,250个挂空气气冷的系统,我们在 内也做了布局的调整。

我们到了大的飞机上做测试的放大,这个上面功率本身比之前增加2倍,配置也做了一些调整。包括在机械方面,还有其他配置方面做了一些改进。同时这样的模型,或者是这样的样机也是非常成功,我们要开发一种带电动推进器的双座的超轻型电动的滑翔机。

这是我们的GreenGlider的,我们采取了其他项目的优点,我们有很多中小企业参与,来设计一个新的概念。我们有这样一个概念机,这个非常有意思,这是设计结果。设计非常新颖,有的还要进行调整,我们就做了一个类似滑翔机的飞机。

大家看到这是一个分布式的概念,我们没有开发一个新的飞机,而是使用现有的滑翔机,对它进行了改造。像前面的那个模型,大家在这里可以看到一些技术方面的参数,要取代电机,这个是电池,我们就创建一个绿色滑翔机项目,这都是一些关键的参数。持续的电能是4000W不到,燃料电池是1000W,当然了也有一个可选键,我认为这个可选键可有可无,那就是太阳光伏最大2000W的多晶硅。

这就是参考这个机型,以此为基础,我们把原来的一些设计,比如说H2,我们加入了氢气、冷却系统、空气系统,这个进行了改装。改变它的架构之后,遇到一些问题,对水进行冷却,我们必须有进气口。这个概念就推出了,和中国朋友进行了讨论,我们从一个滑翔机改成无人机,在投资人,特别是中国人支持下,我们建了一个小公司,目的是把技术引入中国。我们马上要和一家中国公司建立中意合资公司,希望把这个应用能够制造出来,确保落地。

看看新的机型参数,这边用了燃料电池,也可以储存高压氢气,我们进行对比。我们的机型和电动、电池相比,我们的这个是起2倍的飞行距离,优势就在于,它用20kW,这个适合于多种应用。我们一直在讲氢气经济,氢气经济所代表着众多应用,比如说飞机或者是交通运输,工具的发展,这是一个方向。这其中利用了不同领域内科学技术的发展,就像前面讲者所讲,比如说在城市,建筑内用车,以及城市内用车,都可以使用氢燃料等,这样子可以降低污染,降低碳足迹。

就讲这么多,谢谢大家的聆听。

朱凯:刚才教授介绍了意大利都灵工业大学无人机,1000kW到2000kW,3.5公斤,配备5000kW的燃料电池。

下面有请上海交通大学讲席教授、中英国际低碳学院常务副院长赵长颖给我们介绍。

赵长颖:我报告的题目是“新一代储热技术研究进展”,我们知道今天大部分报告的是储氢或者储电,实际上储能不只包括储电、储氢,包括很多种,今天我讲点储热。我们知道储能的技术主要解决能源的供给和需求不匹配问题,储能包括很多种,包括压缩空气储能、储电、储热,以及其他的储能方式。

实际上人类的能源消耗70%是来自热能,所以这个储存是具有非常大的意义。储热基本上可以分为低温,指100度以下,应用到建筑,以及中温,在化工领域,以及冶金领域高温的储热方式。

储热大体上分为三种,一个是显热储热,以及热化学储热。我主要围绕后面两种,显热储热跟热化学储热给大家做一个介绍。显热储热已经大规模的应用了,未来更多在相变和热化学储热方面。相变储热的优点储热密度比显热储热大几倍,是现在广泛研究的储热方式。

以solar salt为例,太阳能发电用的是显热的融化阶段的,融化密度为140,如果用显热的至少达到2倍以上,300多。我把这几种储热方式的要点简单过一下。

相变储热主要是材料的选择,分有机、无机,分别用到低温、高温的等的材料。显得储热取决于储热热度、导热系数等。我们首先制备了第一成本的储热材料,因为现在影响储热很重要的方式,实际上就是成本的问题。包括现在我们知道很多,前几个包括都是讲储电,储电广泛应用到电动汽车、电脑、笔记本、手机等等。大规模解决我国可持续能源、新能源、弃风弃光问题上,由于储电大功率和价格问题,很难实施,所以为什么要研究储热,是另外一种方式。

低成本相变材料的储热是一个非常重要的问题,首先我们制备了低成本的混合燃料,成本降低三分之一以上。我们也制备了三元的混合硝酸盐,它的循环稳定性非常好,质量无明显变化。由于盐类的导热系数很低,我们开发了铝硅合金的材料,储热密度比较大,每单位接近化学的储热密度。

相变材料导热系数比较低,会影响到储热功率,一般要采用一些强化传热的方式,所以这是一些强化传热的媒介,可以用来强化传热。这是我们做过的一些金属泡沫以及膨胀石墨加在里面,它在固态区、液态区多少都是各不相同的。

由于中高温相变储热还涉及腐蚀性的问题,我们进行了一些测试。由于在中高温阶段,我们想利用的,因为出口温度比较低,这么大的温差效果不只应用一种相变储热温度材料,希望利用梯级的储热系统,可以更好的储存热量。梯级储热系统牵扯到优化问题,根据用户侧的需求,这里面是能量梯级热的问题,我们进行了一系列的优化措施,给出了梯级蓄热根据用户侧需求,不同梯级,不同级别,什么是对加的相变温度,通过相变温度配比、选取相变材料的制造原料。

储热小规模的应用也开始实施了,这个是中高温的相变储热。法国可再生能源委员会、德国宇航中心,都是一些中试的中高温的相变储热试验台。我刚才讲的都是中高温的,在中低温的,用取暖的应用的背景下,已经在大规模开始应用了,这是我们跟公司紧密合作的产品,已经广泛应用到我国北方,包括天津、内蒙等等,很多城市,包括山东,很多的商场里的取暖,代替的城市供暖,成本能够节省一半以上。

这是一些应用,指的中低温。中高温储热方面还有几个问题,一个是相变材料热循环稳定性,与容器匹配等问题,以及凝固过程中体积变化等问题。

另外一个正在研究的热化学储热,相比相变储热有更大的储热密度,它在储存的时候通过改变一个压力,可以提升储热的品质。储热可能在200度,放热通过改变压力实现300度,400度,通过改变压力得到能量品位的提升,再一个储热密度非常大,可以适应季节性的储热,它不需要保温。

它的原理是平衡态的问题,在储热过程中动态的,所以里面就涉及几个点,一个是化学反应动力学。首先看看化学反应室当中的改变,我们希望它尽快的储热,而且尽可能降低储热温度。这是一些研究情况,包括在储热过程中导热系数,储热过程中逐渐降低,放热过程中逐渐升高,变化过程中引起了孔隙率的变化。这是我们在不同温度下,失效团聚的现象需要加以解决,需要添加添加剂解决。

热化学储热虽然不需要保温,但是在空气中有二氧化碳的腐蚀性问题,会不会严重的问题,这也是关键的问题。会不会表面形成跟二氧化碳反应之后,阻止水蒸气进一步的反应。我们经过了为时一年多的系统测试,包括储热过程,以及氢氧化钙的储热和放热过程,结论是,对氢氧化来说可以忽略空气中的二氧化碳的影响,对氢氧化钙不太一样,储热可以忽略,但是放热必须考虑二氧化碳的影响。

这是我们固定床的一个系统,这个是我们现在搭建的热化学储热的流化床,流动式的储热系统。这是一些通过改变不同的参数系统进行储、放热的性能测试。热化学储热是新的储热方式,储热密度是相变储热的3-5倍,是显热储备的10倍左右,得到了大量的重视。这是德国宇航中心建立小规模的中试储热系统,这是日本东京大学小范围的用来调峰的储热系统。

热化学储热,下面还有这几个问题,一个是化学的反应速率与传热功率的匹配问题,匹配不好会导致匹配反应停止,因为它对传热的匹配尤其敏感。在储热系统的运行模式、运行参数等等方面还有待进一步的验证,最近没有大规模的商业化运行,希望应该是非常大。系统循环稳定性需要长时期进行测试。

展望。储热不只是材料的问题,也不只是传热问题,涉及多个方面。我这地方罗列了一下储热系统需要关注的十个问题,主要涉及这些方面,我不再一一念了。要设计好一个高效的储热系统,必须考虑多个方面的因素。

就现在而言,显热、潜热、热化学储热,储热密度是依次递进的,成熟度是依次递减的,显热大规模运用到太阳能热发电,但是它的体积太大,储热密度低,所以未来趋势必然要被相变储热,以及热化学储热逐渐代替。

分别在相变和热化学储热方面有注意的几点,我也不再念了,就是一些材料、性能、循环稳定性等等方面的技术问题,需要进一步的解决。这是我的报告,谢谢大家!

朱凯:感谢教授的能量存储,热的存储这方面,也是能量的一种形式,这方面我们了解也比较少,感谢赵教授给我们分享。

下面欢迎来自哪个国家我也不知道,Florian Mayr教授,关于“能源存储、数字能源的发展和机遇”,大家欢迎!

Florian Mayr:非常感谢,感谢主持人对我的介绍,也对我的邀请。我来自德国的,我不是一位教授,我是一个合伙人,来自于APRICUM公司的合伙人,我们是一家清洁技术公司。

我想介绍,我们作为一家咨询公司,重点都放在清洁能源方面,有太阳能、光伏、风能等其他的清洁能源。我们是在德国的柏林,但是在全球都有我们的业务,我们是有50多名的清洁能源专家,包括在中国的专家,也是我们的团队成员。

我们想要帮助各国能够在科技清洁的能源技术方面增长,对中国的公司,在这上面可以列出到这样的中国公司,他们想要进入到欧洲的市场,给提高提供战略咨询,也可以帮助中国的企业提供交易方面的咨询,包括并购,还有融资方面的,还有建立合资企业的尽职调查方面的总咨询的服务。

在过去11年我们已经跟大量的知名公司合作了,我们的客户看到了,包括在欧洲,我们能源的格局在不断变化。我们也看到了三个主要的趋势,第一个我们会有越来越多多元化的可再生能源加入到欧洲的能源体系中来,大家可以看一看,我们每一年从2016年-2018年,光伏的这块是2.7,在接下来的四年会翻番的装机量。另外一个趋势,我们分布式的发电越来越多了,就是去集中化的,我们会有越来越多分布式的能源系统,尤其是屋顶的光伏的系统,包括我们的屋顶系统,还有商业,以及工业领域的,以及大规模所占的比例。第三个趋势是很多行业的电气化,还包括在欧洲电动汽车,电动汽车的保有量虽然没有中国那么大,在2018-2020年,德国,包括欧洲的汽车保有量会翻番。

灵活性是关键,为什么呢?首先我们刚刚说到了三个趋势,越来越多元化的可再生能源,越来越分布式的发电,也越来越多的电气化,包括交通领域的电气化,这些趋势下面需要有更多元的能源流动,以及多元的高峰需求。在这样的趋势下需要增加我们的灵活性,同时在成本方面,我们成本在增加,也就是缺乏灵活性的成本在增加,还有虚量电费,再调度方面的成本都在增加,这就要求能源的提供要有灵活性。我们需求响应和频率的调控等方面,这些都是要求我们要有灵活性,灵活性在欧洲的能源转型中是非常关键的。

如何做到灵活性呢?有几个方面,我们的整个价值链上,包括供应侧需要有灵活性,需要可调度的可再生能源,可再生能源使用需要通过并网,不只是并网,不只是太阳能,我们也可以使化石燃料的发电更加灵活,更加稳定。另外一个方面,可以有虚拟的电厂,这样可以实现供应侧的灵活性。在我们T&D这块的灵活性包括调频、电压的控制,我们把传统的电网转化为智能的电网,让我们的资产也更加灵活性。还有电网的过网,微电网,以及市场的融合使用,包括欧洲的容量,电的容量我们也是希望在市场上更加具有灵活性。另外一个方面是微电网,微电网可以是孤岛式的运行,也可以给我们带来T&D的灵活性,尤其在发生自然灾害的情况下。在需求侧的灵活性,我们有需求响应、分时使用的优化,也就是说我们用电是在一天的什么时间进行用电和不用电,就是分时使用。还有我们用的电,用于供暖,包括通过其他的一些,把它用在我们的智能家居里面,让我们家电的用电以一种更加灵活的方式进行。

总的来讲,这些灵活性的选择都是非常有价值的,也会给我们带来更多的价值。我们市场在这些选择中可以选择最具有竞争力的选项,这些选择都是有共通性,需要我们储能的技术来实现,包括我们刚刚说到的不同的技术,一个是固定的储能技术,包括电池,还有化学、机械、玻璃的、固定的、储能的。还有数字化的能源,通过数字化的能源,给我们带来更多的灵活性,我们可以在很多的应用中进行广泛的使用。在整个价值链上,比如在成本的削减方面,能够给我们带来更多的电动出行方面的运用。

刚刚说到数字化这一块,数字能源,也就是说我们的连接,也就是我们配电、能源分销的设备和终端可以连接起来,进行数据的分享和数据的分析,能够去优化我们能源的供应。还有一个就是我们要进行配电的资产整合,这样的话通过整合,比如说是一些大型电厂的资产整合。还有一个电动出行,是交通领域的电气化,这个也需要灵活性,电动出行既可以是需要灵活性的原因,也是一个结果。比如说智能充电,这样的一些都要求有更大的灵活性。

我们讲到这些不同的灵活性,到2025年就会有1100万每年的电动车销量,这是1000GW的增量。毫无疑问,这些选择之间相互关联,相互影响,我们要有非常好的灵活性,我们需要两个或三个技术一起应用。

我前面讲过,我们可以使用,比如说化石燃料的电厂+储能技术,更好地来进行削峰填谷,这样的电厂就可以灵活运行,也可以加上数字技术,比如说进行预测性维保,使电厂的运行更加合理。再讲T&D,我们既可以有电动汽车,使用电数字,还可以控制电压、电频,我们可以优化使用时间,波峰、波谷,还有电池等等,这边有巨大的市场潜力使用好灵活性。

也有很多公司利用灵活性方面的潜力,也有一些居民区,德国前五大公司进行创新。区民区储能,还有数字公司,使用虚拟电厂。下面一家公司NEFCT,很多公司用电动汽车。所以欧洲通过灵活应用有众多可能,中国也是如此,甚至中国的企业可以到欧洲投资兴业,你要了解机遇在哪里。作为一家公司,如果你想要进入欧洲,你要有自己的上网模式,你要考虑到各个细分市场的痛点,这些痛点有很多,你要么制造,要么并购,要做出决策,如果说找到正确的公司,比如前面展示的一些例子,可以和他们建立伙伴,可以和他们投资,或者建立并购。

APRICUM是一家合作伙伴,如果你想进入欧洲,我们可以提供咨询服务。我们可以保持联系,谢谢大家。

朱凯:感谢来自德国的Paolo Maggiore先生,电源无论是开发、使用、维护、经营,灵活作为一个核心要义。下面请来自上海空间电源研究所燃料电池事业部总经理王涛给大家汇报“金属双极板燃料电池国产化挑战及展望”。

王涛:感谢组委会给我这次机会来这里与大家进行交流。首先介绍一下我们上海氢能科技有限公司,这是一家新的公司,是由上海空间电源研究所基于60年航天电源的研究经验和20连燃料电池的研究经济,联合中车城交、重塑科技战略合作发起成立。我们致力于打造中国一流的燃料电池的品牌。

交流的内容三部分:产业背景、技术发展与挑战、展望。

产业背景。电动汽车最近经常起火,在交通工具里燃料电池等多元化的能源解决方案是长期并存的。蓄电池是但程的城内的交通,燃料电池擅长于在城际重载的场景进行应用。目前丰田、奔驰、本田发展燃料电池的技术,由于他们的介入,燃料电池的水平取得了长足的进步。这里需要强调一下,他们都采用了金属双极板的燃料电池的技术路线,是因为他们瞄准了长期的乘用车的市场。金属双极板燃料电池体积小、大批量生产的特点。

国内由于国情的决定,我们国内现在还是以商用车的领域是燃料电池初期市场。从去年开始,向重型卡车、轨道机车,重载型的燃料电池的车辆也成为市场的增长点。尤其在轨道汽车这块,据中车的产投资这样块测算,由于他们取消掉电缆的E3硬件的投入,燃料电池在补贴的情况下可以实现盈利。现在一些公司也在布局燃料电池的产业链,燃料电池不断的发展壮大。

我们国家也从产业链、扶持这块出台政策,提出了燃料电池三步走发展的路径和规划,在技术上分步解决低温启动、耐久性、成本、国内技术短板问题。2020年实现低温负30摄氏度启动,对氢站也提出了明确的建设目标。

技术发展与挑战。燃料电池电堆本身是核心的不见,双极板有金属双极板、石墨双极板、复合双极板。为什么是金属双极板,从途中可以看到,石墨双极板是采用机洗或膜压的手段,双极板是采用钣金、薄板撑压的手段,金属双极板在厚度上都明显优于石墨双极板。

在车用这块,燃料电池有六大关键的指标,我们国内因为是商用车,左上三个主要是针锋相对乘用车,在商用车这块,更需要解决的是耐久性,负30度的低温启动,以及成本问题。耐久性针对车用,特定的应用场景有需求,全功耗条件下进行燃料电池的设计,包括可预期和非可预期的条件,操作条件、成本、供应密度、可靠性、用户的希望等,综合的考量。

我们用这个图可以概括在车用的复杂条件下,有几种典型工况:启动停止、加速启停频繁变化的工况,以及在全的工况特点下,有空气污染的环境,还有低温的环境,因此需要针对的需求,需要在设计上抑制双极板和膜电极材料衰降。双极板主要是辅食、污染物质的释放、界面钝化。密封件主要是密封失效、杂志污染释放。我们在设计上要针对膜电极是攻关的重点。

低温启动,尤其是零下负30度的启动,我们要了解在负30度下使用,整个燃料电池微观环境下使用是什么,我们给出合理的策略。红线是功率,蓝线是温度,停机以后温度是逐渐冷却的过程,因为燃料电池内部是一个涉水的体系,随着温度的降低会有大量的水凝结,水需要进行催扫,否则会成霜阻塞电机。在负30度的低温启动下,可能需要采用外部的辅助手段。下一次启动之后,电堆升到0度以上之前,所有的水会生成液态水,会堵塞流道,要针对设计,在0度以后,电极的水才会蒸发。当前的售价电堆每千瓦0.5美元左右,美国能源部2017年测算,在50万产能下达到100块钱左右的电堆成本。

展望。双极板的耐久性我们需要开展的工作基材和涂层要耐蚀性、低界面电阻的研究。在双极板的流畅设计方面,最好要有亲水性,要辅助排水,要有良好的应力一致性。我密封圈要具有良好的化学稳定性,满足燃料电池内的湿热环境使用。在极板加工这块,根据双极板的材料应力、应变特性制定合理的冲压制程工艺。这是国产双极板的加工设计,产能非常快,1秒钟一片的水平。

在膜电极要高比活性、抗反极、耐启停的研究。水淹会导致催化剂比活性大幅下降,催化里颗粒长大、载体腐蚀。启停过程中高电位加速材料降解,我们要提高催化剂和材料位高电位腐蚀的性能。目前研究下,合金组元可以有效改善催化剂及载体抗到电位的腐蚀性。模拟典型城市工况,是研究电池的寿命。

低温启动,金属双极板具有得天独厚的优势,它钻营良好的化学兼容性。这个36kW电堆我们通过了国家的强检,实现了负20度的启动。低成本,目标是40MW每年的情况下,达到小于1000元/kW的水平。主要的途径优化操作条件、改进设计提高输出性能。

这是我们设计开发的一个平台化系列的电堆产品,我们现在已经达到了3000W每升,与传统汽配行业的传统工艺相结合。这个电堆由于设计上的独特性,具有高比功率,具有低介质阻力,单电池一致性控制在5个毫伏以内。

最后在国产化批量化制造这块,我们与先导科技联手打造国产化燃料电池的生产装备。我们完全基于国产化的工艺,进行国产化装备的定制开发。所有的设备都是双膜支持手动和自动兼容,而且具有柔性的扩展兼容性,有多工艺的扩展和兼容,还有产品规格的柔性兼容,而且是全程的质量在线监测。这个我们将在今年的9月份完成所有的建设和实施。

以上是我交流的内容,感谢大家的聆听。最后做一个广告,我们的展位在E550,欢迎在座的各位到我们的展位交流指导,如果想要适用电堆的,可以联系PPT长的联系方式进行预约。我们期待在燃料电池新型行业内有志同道合的人士加入我们,谢谢。

朱凯:下面欢迎来自如果产业中国研究所的Michio Kondo博士,给大家介绍“氢能作为高渗透率可再生能源的关键技术”。大家欢迎!

Michio Kondo:谢谢主持人对我的介绍,我的名字叫Michio Kondo。我来自可再生能源研究中心的,是福岛可再生能源研究所。

首先给大家介绍一下在福岛的可再生能源研究所,这是新的研究所,在2014年成立的,在福岛事件后三年成立的。我们的目的,这个研究所希望在研发方面,尤其是可再生能源方面的研究,包括当地产业的支持,给他们提供一些支持。现在在日本我们也是大力推动可再生能源的研究和发展,所以我们会有几个研究组,包括光伏、风能、能源网络、氢能等的研究组。

这个是给大家看的,我们说到的氢社会,氢社会关键的技术就是储能方面,如果进行氢能载体的发展。这是我们氢能的供应链,包括我们的绿色氢气制备和生产,储存和运输,以及放大、应用,以及大规模的示范,这是整个的产业链。

首先讲到绿色氢能,我们在2030年也制定了一项目标,一个是成本的降低,电解器和电解槽从2000美元每kW到500美元每kW。我们电解的效率从5000W 到4.3,还有一个对于终端价格,我们也是以日元计价,现在是30日元,在未来希望降到20的终端价格。这是我们在价格方面,跟LNG也做了相应的参照和比较,我相信这个目标其实是具有挑战性的,如果要使用可再生能源,也包括氢能源的话,我们还面对一些挑战。

我们想还会想到在我们的交通领域使用,我会给大家举个例子,就是大型的可再生能源在福岛的一个示范项目。在这个设施里面是1000kW级的氢站设施,已经建起来了,在2020年奥林匹克运动会上会有生产的设施产品使用。

讲一讲研究所所做的氢能方面的研究工作。就像前面说到的,我们异质结光伏也是一项重要的技术,这也是我们现在在开发和研究的技术,还有在氢能储存方面的一些技术。一个方面我们的电解槽特殊用途PEM的技术,也希望降低在光伏系统中耦合的损耗,光伏的输出是有波动的,我们确保光伏的系统是可以连接到PEM的系统。PEM就是电池片的数量可以进行调节,也根据实际的系统情况进行调节。

这个是系统的一张示意图,也就是光伏系统,可以看到跟PEM系统的连接。现在是15%的效率,就是从我们太阳能转换到金能的效率是15%。PEM的系统是有非常高纯度的氢气,这样有可以直接运用,比如运用在汽车上面,这是一个示范的项目,也就是我们在日本的加氢站,它是一个移动的加氢站,是使用可再生能源,也就是氢气。我们说到PEM的系统,它带来的是高纯度的氢气和氢能,这样就可以直接的使用。包括卡车、商用车里面的使用。

另外是金属氢化物,对于这个氢化物,也就是说我们也会看到它非常有用的,用于纯氢的储存方面是比较有用的。但是金属的材料它可能会对于我们的氢气吸收问题,我们要解决金属氢化物对储存氢的吸收问题。对于金属的氢化物,包括在建筑的系统中使用,现在我们跟日本的一家建筑公司在合作,希望在我们的建筑大楼里面使用到氢气。

这是一个小型的示范项目和系统,这是BMS,也就是使用氢能的BMS建筑能源管理系统的小型示范。金属的氢化物,氢气的储存容量可以达到40,它使用的是锂电池是10kW。这个是我们做的扩大的,我们希望在市政,今年会有放大的示范项目。对这项技术,关键的一点在于材料本身,以及我们的金属氢化物,我们也开发了一个,比如说是非金属的。我们会使用非稀有金属的技术,比如说使用铁等其他的非稀有金属的技术。

另外一个方法,或者另外一个点,是我们称之为有机的氢,使用的是己烷,在这个图中所展示的,可以看到是甲苯,通过这样的反应,我们何以得到MCH,对这个材料的储存,可以在正常的压力下,以及室温下就可以进行这样的储存。一个优势是在于,在我们转化方面,从甲苯到MCH的转化,这是一个优势。我们需要有脱氢的催化剂,我们也是开发了这样的一个组合性系统,复合的系统,不是燃料电池的系统,也有几个原因,其中重要的原因,在这过程中,我们会有一些杂质的出现,这个对于燃料电池来说是非常致命的,我们希望把系统,包括氢气,到发动机来进行结合,这样的话发动机热可以进行热回收。 这个是我们示范的一个系统,这个是我们的MCH,也就是使用的MCH在地下的,就像加气站的甲苯和MCH的储罐。

最后一个要跟大家介绍的载体是氨气,我们看到它是很具有兼容性的载体,同时它在我们的发动机中的燃烧不需要有二氧化碳。但是我们要合成氨,使用可再生能源做这事,和传统的方法不一样。这个方法我们要合成氨,温度更低,压力更低,这个时候我们就需要开发新型的设备来进行氨的合成。这是一个示范工厂,来展示氨的生产,这个是它的产量。

通过这个我们形成氨,氨可以用在脱频系统当中,这块加上石油,加上氨一起燃烧,然后我们把柴油剔除,再稳态使用100%的氨气。这个非常有用,能够储存氢气,而且氢气储存密度非常高。而且这边不用二氧化碳,就可以高效利用氢气。

这就是我的全部内容,谢谢大家。

朱凯:感谢Michio Kondo博士为我们讲了氢的制备、储存,储氢鼓励最高水平达到35%,金属储氢湖南做的比较好。甲醇制氢、柴油制氢等一系列的都做。

下面有请中国电力汽车市场协会的副会长赵风云女士,给我们交流电力市场化与储能的商业模式,大家欢迎。

赵风云:首先组委会给我这个机会跟大家一块交流关于储能市场化商业模式的问题,特别感谢本次大会的主办方副秘书长朱女士专门给我安排了这样一个节目,我看了这个安排,我说主要是储能的技术方面和制氢方面的事,我讲的内容跟这儿有点不太一致,但是朱秘书长也说服我了,从电力系统的角度怎么认识储氢,这是一个方面我要说的。今天下午估计大家很累了,高度的烧脑,又要听汉语、英语、看文字,切换到我这块,大家可以换个脑子,轻松一下。今天下午所有都是男士,从我这儿换一种形象,第二种今天都是技术问题,我从储能之外,走到外面来,从稍微远一点的角度看储能,所以我今天跟大家分享的是四个方面,第一个储能的本质,我们从电力系统的角度怎么看储能;第二当前电力系统关于储能是有解决方案的,他们是怎么做的;第三他有什么动态,现在我们是一个静态状态,随着我们国家市场化的进程,它向哪个方向变化;第四从商业模式上我们怎么样认识。

第一个方面,我们就认识,怎么认识储能,这一切问题来自于电能自己本身不能存储,所以就引发了一系列的问题。单一电源和单一负荷在一起的时候,电源要随着负荷变,负荷要变,电源就要跟着变,所已万全匹配是很难做到的。我们知道电力生产是连续性的,负荷需求是阶段性的,所以这样给我们出了很多的问题,我们认为平衡这个矛盾,就是我们说的储能问题的根本需求。

从电力系统的平衡调节的过程来看,不管采用什么样的方式,在多个负荷,多个电源放在一起构成电力系统的时候,在这过程中也是一样,总量要平衡,总的发电要等于总的负荷,发电一方是被动的,跟随用户变化,这一切都要通过,我们有一个大脑,一个总的指挥系统去完成。储能设备的切入点,就在这个过程中,它实际上每一个时刻都有不平衡,都要修正,修正的过程都要造成一些损失和代价。如果电源多了,我们就要减下来,如果火电还好,减下来了把煤也省下来了。如果是光伏和风电,我们要去风、去光,损失还是挺可惜的。电源不能调的时候,电压达不到负荷的时候,我们只能把用户的需求减下来,这就是线变。

我们有多少储能需求,需要什么样的储能方式,这个是电力系统,电力平衡要解决的问题。电力系统的构成方式不同,不同电源的类型,不同的电力负荷的构成不同,对储能的要求相差特别大。如果研究这个问题,一定要置身到具体的环境里分析,不能一概而论。

调峰需求,我们国家现在发生了哪些变化,刚才也说到了电力系统是间断性的需求,发电要随着变化。我们国家整个经济的发展是向着高度发展的水平发展,我们第三产业和居民用电代表了国家经济发展的水平,我们最近五年相当于增加了5个百分点。随着这个百分点的增加,我们的分母差在加大。国家电网范围内最大的分母差已经达到了25%,最小的负荷是最高时候的75%,近年来另外一个方面的变化,新能源的发展就加剧了分母差,风电光伏2018年底我们合计装机3.5亿,这个占比是18.9%,25%的负荷本身的变化,加上发电侧18.9%的,本来我们发电是要跟随负荷的变化,但是风电和光伏做不到,本身还需要别人调节,我把它加起来是44%的任务,这就是储能的目标市场。

我刚才听到德国的合伙人先生讲的,用了一个词“灵活性”,我刚才讲的第一个部分,就来自于我们的灵活性不够,负荷在随意的变化,我们的发电群体又增加了光伏风电不可调节的成分,所以我们的传统调节任务就增加了。这个也是我们做储能的同行看到的市场机会,是关于第一个,我们怎么认识储能这个问题。

二、当前的解决方案。现在关于储能这个事我们要站到整个电力系统整体来考虑这个问题,其实我们就要考虑一下,我们要激活一些存量的力量,就在我们研究储能的时候,你要看一下,在一个存量的系统里,还有谁与我们为伴,第二个方面我们要跟大家分享这个问题。

主要是包括电源侧、负荷侧、电力系统本身,一直都在致力于努力的解决这个问题。最近随着技术进步,今天下午很多专家,讲了很多的,就储能逐渐发展起来了。中国的电力系统里电源侧在做什么?首先看传统的火电,负荷是调峰里面比较好用的,我们一般情况下,在没有什么变量的情况下,我们是60%就能压下去,大多数地区能压到,留下60%,压40%,大多数地区能压到40%-50%,作为基本的辅助,超出的部分市场化。火电的调峰比较小,主要是设备的磨损和长期的低耗,我算了一笔账来说,我们如果保守估计,我可以整个全国有3.6亿,这一部分是我们没有被激活的调峰资源,大家要认识到这一点。

抽水蓄能,大家都知道它的好处,我就不细说了。这是我们国家目前典型的几个典型的电场,抽水蓄能2018年底3000万,容量要双倍的考虑,创造低谷的负荷,创造高峰的负荷,我有2000万的能力被激发出来。

负荷侧,负荷侧响应本身可以参与负荷侧的调节,2018年,我刚才说到了,峰谷差生产和居民的增加,峰谷差在加大,造成了峰谷差的因素,我右边看现在三个产业的结构,2018年两项第三产业和居民用电占比,占30%,越增加我们的分母差越大。所以负荷侧,现在国家也在鼓励需求侧响应。国网电力公司利用虚拟电厂实现了15.6%的移峰,33.35%的填谷。

电力系统自身也在解决,通过方式把多个负荷、发电联合起来,潜力是不得了的。国家电网方面有几个例子,6个部分善后,我统计了2018年夏天的三个加起来,三个网一共是1.45亿,我们把它连接起来之后,峰谷差就变成了2.05,也就是说我们通过大变的系统降低了20%的峰谷差,这就是电网的能力,非常惊人的。

电化学储能不说了,这是新的趋势,从技术上越来越成熟。但是国家要求它向着抽水蓄能方向建设成本,降低成本的方向,这是国家对它的要求。

电动汽车,它在储能过程中没有任何代价,本身就不做储能也可以作为一种交通工具,它作为储能是一种附加的功能,所以它的竞争力是非常大的。

三、储能的动态变化。我手工画了一个图不太好,蓝色的是发电出力,红色的是负荷,凡是它俩不相等的部分都是储能的市场。这是个动态的,现在随着市场化之后,负荷多了,我可以把负荷压下来,刚才说到火电调峰的资源,用户高了,我可以通过需求侧把这个调整下来,所以这两个的差距并没有那么大了,这是要说的一个变化。

这个里头我说了几个方面的影响,后面要说到,这块跨过去。现在大家可能会问,既然这么多的能力都有可以做,为什么我们现在还有弃风、弃光的存在,通过大家不懈努力,这个事情逐渐在 变好。但它还有原因,第一我认为电源结构不合理,局部的特别集中,造成局部输送不出去,产生了要么电源过多,要么负荷过多。我们的市场机制还没有很好的发挥作用,如果我们的市场机制很好的发挥作用,这个潜力还是要增加的。

四、储能的商业模式。首先我们调峰这件事,说调节性这个事,有个大概的顺序。天然气机组,电源多的时候先把它降下来,技术它技术成熟,天然气减下来的节约天然气成本也很有优势。第二个煤炭机组,跟这个相似,我们可以调节到50%左右,对环境还友好。第三个是常规水电,把减下来的水留在库里也没有浪费。第四个负荷需求响应,技术上也比较成熟,但是一定要市场化的价格机制激励它。第六是核电机组,调峰是专有的,一般采用控制棒位移、调节硼溶液浓度改变反应堆内的中子数和中子密度来实现负荷跟踪,技术上比常规机组复杂,节省的是核燃料未必有效,且废弃物处理成本较高。第七是化学储能,最后是光伏发电,减下来是浪费掉的。

最后是国家政策鼓励的,关于第三方面的店家机制,抽水蓄能、电储能不再进入《输配电定价成本监审办法》。

最后有一个小结,化学储能项目开发经营需要考虑的问题:布局方位:电源侧或负荷侧,因电网侧不进入成本;项目规模,选择局部调峰资源严重不平衡,弃风弃光严重的地区;成本回收:主要依赖于峰谷价差,这是市场的选择,可以有长远依赖。市场分析这是最重要的,分析要布局的项目所在市场的需求,调峰大参与者都有谁,实力的大小;国家政策,特别是电价政策,8个省现货市场的实施后,电价市场比峰谷差距明显,如广东、为调峰资源的市场化奠定了基础。

我的分享就这么多,谢谢大家。

朱凯:感谢赵会长,从宏观的角度,顶层系统的角度给我们讲解,整个能源系统发电与储能的布局,商业模式。

下面有请程伟副总经理跟我们介绍“上汽燃料电池开发应用”,大家欢迎!

程伟:大家下午好,很高兴今天跟大家分享一下关于上汽在燃料电池发展的情况。在座的我听下来好像光伏的居多,我不知道大家对燃料电池有没有基本的了解,整个报告分三块,第一是目前国内燃料电池发展的情况,第二是上汽目前这些年的进展,最后我会谈下我们对整个燃料电池发展的思考。

最近燃料电池行业特别热,叫忽如一夜春风来,千树万树梨花开。什么春风?政策的春风,国家对燃料电池的支持力度特别大,特别今年上半年的货币政府货币报告里面,把加氢站写入报告里面。汽车行业从车端来看,作为一个消费者、用户,买这样一辆车到底有什么值得你关注下决定的。

我们一般讲四点,第一个是零排放,这块跟纯电动类似,燃料电池工作中产生的是水,不像传统产生的是尾气。第二是强续航,就是续史里程,一般的在里程在400、500,甚至更高,现在最高的到800。续驶里程在优势来讲跟纯电动的竞争没有那么优先了,在中、重载里面有优势明显。第三是多环境,我们国内的电动车基本上没有卖到东北,但是我们的燃料电池车在辽宁销售了40辆,已经开始在运营了。还有便利性,燃料电池所谓的便利性是加氢,像传统车加油一样比较快。但是全球的加氢站去年底统计起来14,还是15,目前上海对外运营的就上海安亭的汽车工业博览园一座加氢站。

我们跟国外比还有差距,国内大部分处于性能提升也段,国外已经开始进入商业化起步。从具体几块来看,因为燃料电池投入比较大,技术门槛相对比较高,企业相互之间会结成联盟。比如宝马跟丰田,通用跟本田,他们会相互分享产业链,包括研发的费用,他们也发布了量产的车型。技术路线他们更多从大功率切入,国内现在来讲,大家还是在这样的性能提升阶段,更多的聚焦在商用车,因为商用车的技术门槛相对比较低,对体积功率密度,对低温冷启动要求没那么高。我们国内所谓的中小功率的,30-60KW的电机或者系统,匹配燃料比较大的功率电池,这是国内大概的形势。

产业政策,这两年陆陆续续国家、地方推出了很多政策,从整个的国家层面来看,我们看眼前,就明年,2020年原计划是有100座加氢站,5000辆的燃料电池车。目前来看,车全国来看应该问题不大,但加氢站估计还是有很大的难度。上海是在2017年发布了《上海市燃料电池发展规划》,占比在国家的层面上60%左右,明年上海有5-10座加氢站,3000辆车。燃料电池发展还处在经济比较好的情况,国内聚焦在长三角、珠三角、京津冀。

国内燃料电池的产业链初步形成了,上游、中游、下游,刚才谈的比较多的是上游这一块,从制氢、储氢、运氢、加氢这块。我们重点聚焦在中游,是系统,再往下是燃料的电堆、双极板、膜电极。应用领域,交通领域汽车重要的点,现在要在火车也有。在分布式能源、储能这块也有。但总体来看,整个产业链,我们在基础材料领域,国内还是比较薄弱的。我们现在无论是质子交换膜,还是催化剂,基本上全是依赖进口。这个是整个国内的基本情况。

重点谈一下上汽的情况,上汽一直确定了新四化的战略,从一个传统的制造型企业到一个移动出行服务的提供商。新四化里面最重要的一块是电动化,围绕电动化讲,国内实际上我们是唯一一个在三条技术路线都有布局的企业,从纯电动到插电式,到燃料电池。燃料电池从2001年开始接触,最早在三亚,我们做凤凰1号,当时跟通用合作,这是第一次接触燃料电池。在2006年我们成立了事业部,后面通过产学研的合作,包括同济大学,还有其他的一些科研院所一起做这件事情,2010年世博会是相对比较大的示范运营。世博会之后,在2014年之前围绕科技示范,所以2014年我们搞了一个全国巡游,从北到大连,西到西藏,南到昆明,整个的运营历程在1万公里。2014年之后,我们更多的加快了整个燃料电池商业化的步伐,所以到2017年我们FCV80正式上市,加快了燃料电池的节奏,包括陆续车型的推出。

目前我们是国内唯一一个在乘用车和商用车都有量产车型发布的企业。乘用车大通的FCV80,轿车的950,大家有空可以去坐坐。这是三款车型,荣威950,这是国内唯一一款实现公告、销售、上牌的燃料电池乘用车,也是国内第一款应有70兆帕的储氢系统,我们当时这款车推的时候国标都没有,这款车出来2017年整个标准才推动了发布,单车运营在5万公里,我上下班也一直在开这个车。还有大众的FCV80,是13座的mini巴士,单车里程超过5万公里。另外是申沃,每年100多公里,作为公交车在运营。

燃料电池发展到今年,上汽在去年6月27日成立了捷氢,我也出来加入了捷氢,捷氢的注册资本在2亿,我们定位是燃料电池系统,面向市场的产品开发,售后为一体的。这是我们的三款产品,P240、P260、P390,最新的P390电堆115kW,功率992kW。

谈一下燃料电池发展的思考,燃料电池在国内发展看着很热,还是面临很多的困难,第一个是技术进步,目前来讲燃料电池的寿命、成本跟燃油车、电动车竞争还有很大的困难,加氢站标准、接受度相对容易解决。第二是氢气1公斤,在安亭1公斤70块钱左右,跟燃油车相比没有特别大的优势,包括加氢站也比较少,这是我们后面要加强的。第三个是政策扶持,现在新能源汽车补贴政策在2020年已经基本上退坡会取消,目前来讲相对达成共识的,在2020年以后会继续有一定的支持,所以这块会对燃料电池发展有比较好的作用。第四个是消费者接受度,大家谈到氢说会爆炸,这样的车是否会安全?这也是从业人员要想办法解决的。

燃料电池的发展路径,很多专家讲我们燃料电池应该更聚焦在商用车,目前来看是对的。燃料电池无论是整个技术的现状,包括国家的补贴政策,包括加氢站的布局,没法支撑乘用车的使用。我们从商用车切入是对的,但是不能忽略一点,燃料电池技术的发展,更多是依赖于乘用车。我们看国外,日本都是这样的,最新的技术都是在乘用车实现的。没有这样的拉动,我们的技术是没法进步的。第二个是规模,美国DOE对燃料电池成本的测算都是基于年产50万的规模,对于商用车这样的市场、规模是很难达到的,洛伊我们认为商用车跟乘用车应该同步发展,技术上从商用车切入,落地从乘用车开始。

以上是我的报告,谢谢大家。

朱凯:感谢,上汽也是我们国内做乘用车走得最快的一家。

下面请同济大学魏教授跟我们介绍氢能发展的思考。

魏学哲:整个会是一个光伏的会,我把题目改成了“能源视角下的新能源汽车发展路径及关键问题”。我们在学校里面做事情,关键两件事情,第一个做基础研究,第二考虑一下大方向对不对,一些方向性问题有没有错。实际上新能源汽车也好,电动汽车也好,燃料电池汽车也好,在社会上有各种各样的争议,做这个行业的人觉得这个事情很对,反过来讲说坏话的人也很多。我们想想这个事情,我们为什么做这件事情。

我们回到一百年前,我们会看到汽车工业,大家知道都是汽车,这个“汽”字说明它是烧汽油的。我们看到这两个工业体系一百多年前是结伴而起的,1858年第一口油井钻出来,1886年看到专利。上世纪6、70年代,石油工业和汽车工业同时迈入黄金时代。工业革命时代,汽车工业和石油工业都是两个巨头。

我们会看到过去一百年,石油工业、汽车工业结伴发展,共同促进。现在来看,对于社会来讲,对于出行的需求是持续增加,汽车保有量也在持续的增加,但是2030年要求碳排放封顶,污染物的排放要求日益提高,化石能源不可再生。打个比方,汽车工业和石油工业结婚一百年,现在碰到一个问题要离婚,这个问题怎么办?

我们20年前做了一个规划,我们做了三纵三横的规划,汽车工业和石油工业要脱钩,怎么脱钩?考虑了三条路径,第一个做混合动力,第二是纯电动,第三是燃料电池,有三个基本的思路。我们来看一下在这三个基本的思路下走到今天会是什么样子的情况。

全球的电动汽车保有量超过200万辆,中国超过其中的一半,这是我们给的一张图,后面车型增加的情况。在上海也是全球电动汽车保有量最大的城市。这里面两个基本的技术,一个是锂离子电池技术,一个是三元电池技术。这20年里面锂离子的进步走在前面,从2015年开始之后,丰田发布了Mirai燃料电池汽车之后,重新点燃了对燃料电池的信心。

从刚才讲的指标来看,我们看还是非常好。刚才程伟总也提到了,小型车我们不管用纯电动的方案,还是燃料电池的方案,我们可以和传统的燃油汽车相媲美。但是在大型车上面,我们会看到,这边有几款车,一个是特四大的Semi,一个是Nikola1,这是国外的两款车。我们看到燃料电池汽车在续驶里程,充电时间,加氢时间远远有优势。客车也是同样的情况,我们的结论燃料电池在大公里、长距离的场景中有明显的优势。

刚才提到一个事情要脱钩,就是汽车和石油脱钩。脱钩之后跟谁挂钩呢?我们考虑基本的能源体系,还是跟电力。电力的发展也是一百多年的历程,左下角的图是全球的发电量,右边是中国的发电情况。我们来对比一下中国的能源情况,如果我们又改成,把汽车用电的话会怎么样?因为社会上流行了一种观点,中国的电大部分是煤电,煤是污染的,切换到煤无非把污染进行转移,我们算一下是不是真的?

我做了三种场景的计算,一个是传统燃料电池,一个是深度混合动力,一个是中续航的电动汽车,一个是长续航的电动汽车。我们分两个阶段,生产制造和使用阶段,对比下来,电动汽车还是对碳排放这一个指标来讲还是节省的,制造阶段是增加的,但使用阶段是减少的。目前的电网结构下我们得到的结论。

如果中国的电能结构发生改变了,我们看到可再生能源发电量增加,煤的发电量减少。汽车也在进步,能耗会减少,能效会提高。如果我们到了能源密度提升到300W/H每公斤,电动汽车的碳排放效果还是会大大增加。如果我们考虑其他污染物的排放,比如氮氧化物,会明显有优势。

第二个是充电的情况,这是中国的充电基础设施的情况,右边是电网,就是充电桩发展的速度。我们希望大大增加充电的基础设施,满足纯电动的需求。这是第一个大的问题,用电支撑汽车工业的发展。第二个我们大车的问题没有解决,要靠氢,氢行不行?我们首先看存量,这是中国目前氢的存量,中国还是产氢的第一大国,目前的存量来讲,已经可以供相当数量的使用了。当然了成本是一个问题,但是我们讲用不同的手段,执行成本,在一定车间上可以控制的。程伟讲在安亭加氢站一公斤氢70块钱,论卖氢或制氢的成本,要比这个成本低得多的多。

从石油网络切换到电能,能源补充的时间5分钟和一小时,能源网络的影响,一个是局部的离线的,一个是全部在线的。切换到氢能,基本上相当,也是5分钟,局部离线的状态。要解决基本的问题,包括制氢的问题,包括多模式的制氢,有很多种方案,可再生能源制氢是其中的一个解决方案。还有储氢和加氢,这两个基础的问题要解决。

总的来讲地,我们把汽车的发展归结为两大基本问题,第一个是能源转型问题,第二是动力转型问题。从一次能源到终端能源体系,到支撑交通能源体系的使用。我们对比一下,18、19世纪是煤+蒸汽机的时代,20世纪石油+内燃机,21世纪我们会看到是氢+燃料电池;右上角是两张图,我今天刚看的一份报告,是一个关于可再生能源的报告,右边是中间的一个数字,在2050年左右,全世界可再生能源发电量大于化石能源,中国的时间节点还会提前。我们讲的一代能源,一代动力,轻身氢气+燃料电池是21世纪的能源动力组合。

对于车来讲,我们需要在能源上解决问题,不能只放在车上解决问题,我们要放在能源网络和交通网络,这样一个大系统的层面上求解。

这就是我的报告,谢谢大家。

朱凯:感谢魏教授,同济大学一直是我们氢研究,具有悠久历史的,前沿阵地。

对于有请美国罗仕证券有限公司总经理,华尔街高级金融分析师Craig E.Irwin先生,为我们讲“储能:运输和公用事业解决方案的新兴范例”。

Craig E.Irwin:应该说晚上好了,我是Craig E.Irwin。我是罗仕证券有限公司的总经理,对于罗仕有的人不太了解,我们是最大的清洁能源的咨询有限公司,我们会做最先进的技术研究。我们作为一个证券公司,不只是说清洁技术的交易,在中国我们已经看到有百项了清洁技术的交易,还包括四个不同的中国公司我们帮他们做了IPO。

接下来讲讲我自己的经验,我是华尔街的高级金融分析师,在过去20年的时间,我觉得也是把重点放在了燃料电池和储能方面,我大部分的客户,都知道,我通常这样说,我是在华尔街唯一对于燃料电池和储能一直在跟进的分析师,尤其是在很多年前,我们就开始做储能方面的研究。

之前在一些公司我也工作过,我也会了解到从运营的角度的经验。今天我会简单跟大家做个分享,第一部分讲到运输,以及电网。这些是最有吸引力的,对于储能来讲,尤其是二氧化碳的排放等等角度来思考。我会相信在未来我们的燃料电池以及电池,都将会是值得投资的,也值得我们做研发,去做一些扩能。我们要通过一些解决办法来降低我们的成本。

首先讲讲我对全球的看法,尤其是技术的驱动方面,也就是说我们变化的驱动力。在很多年前我们买索尼的随身听是非常贵的,包括手机一样,还有笔记本电脑,在开始的时候是非常昂贵的。就像我们的锂离子电池在开始的时候也是非常昂贵。可是现在,刚刚说到除了这些电子产品,还有手机和平板电脑也是对于锂离子电池带来了很大的作用。中国在电动汽车方面是最大的市场,200万的电动市场的保有量,也会推动我们电动技术的发展。

从美国的角度做一些数据的分享,我们会看到前面的讲者已经说到很多关于,包括插入式混合动力、纯电动汽车、燃料电池汽车在接下来的几年会越来越多进入到市场中。可以看到,在接下来几年有会有大量的电动汽车投入使用。对于我来说,我们作为分析师必须要有谨慎和怀疑的态度,比如从油井到车轮,这其实是一个标准,也就是帮助我们看各项技术的潜力。

这张图上看到市场上现有的汽车,还有做的相应假设。我们在2019年会做,有一些燃气的车,还有不同的燃料车,还有它所排放的碳,比如说在使用周期所排放的碳,这些都是我们会去做分析的,为了做对比,我们也看到了,包括现代的电动汽车。还有我们的氢能混合汽车,我们做了一些对比。我这里想要说一点,我们需要以一种非常实际的角度去看这些技术,那首先要看到储能的重要性。我们一般都会觉得电动汽车的电是来自于可再生能源,在美国也是这样的。我们大部分这些电动汽车能源是来自于核能以及其他可再生能源,中国可能会有一些不一样的,欧洲也会有不一样,比如说特斯拉也是比较类似的情况。

现在我们都是希望这样的一个车的使用便利性,但是我们想要说的是,我们对于未来的预测,我们其实在过去20年看到了巨大的变化,在20年前,我还记得我们从油井到车轮,看到了电池的性能,我们也看到不同的政府机构、学术机构,不同国家的预测,都会觉得电池的性能并没有很好的水平。

这一块我们知道电动汽车,这部分我会把它跳过,我想要讲的最重要的这一部分,也就是说特斯拉其实从11也许开始降价,主要原因是电池的成本在下降。包括在日本的一个研究所,针对电池的技术,成本的下降做的研究。

我们看一下汽车市场中,价格在过去一些年是比较持平的。特斯拉也是进入到日本的市场,每kW/h是200的成本,我很多时候也在讲,我们一定要是一种务实的态度,我们要知道在日本生产,生产的成本是很高的。投资者要做一些尽职调查,他们发现数据都是正确的,还有另外一点,我们汽车电池的成本,在第一季度是占25%,今年锂离子的电池差不多会有10%的价格增加。

在这个上面,我们可以看到一些比较有利的趋势,一个是小型的公司他们在努力推出电动汽车,他们也是很具有优势。特斯拉在成本方面跟小型的企业并没有太大的优势,现在有很多大型的企业,他们也是在电动汽车方面加大了投入,而且在价格方面也是具有优势。

接下来我们想说,对于我来讲,作为投资者,我们需要去看成本方面的改善,有三个领域要考虑。一个是我们制造的,也就是硅的阴极,以及全陶瓷的容器,以及没有冗余的生产。另外也有一个公司是美国的技术,已有3-5家公司在全球使用了电池的品牌,在中国也有使用。这个意思是说有5%-20%的降幅,所以这些技术也是我们值得我们紧密跟踪。

对能量的密度,一家美国的公司可以达到5亿,功率可以提高50%。还有一个全陶瓷的分离器,有5家公司拥有了这项技术,也优越性它可以延长电池的寿命,可以翻番,也是可以有更高的安全性。电池的耐用性可以得到很大的提升,成本也可以减半。另外我们也可以看到,达到8000个循环的测试,在这样的循环测试之后都可以有很好的性能,这是免责声明。

谢谢大家的聆听!

朱凯:感谢Craig E.Irwin先生给我们做的分析,国际上电池的走向分析,商业投资的模式,研究发展的方向。

今天的会议结束了。

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