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康明斯张可夫:近期 化工是绿氢大规模应用的最佳场景

北极星电力会展网 来源:北极星氢能网 2021-04-22 10:29:43

“如果是风电和光电的形式制氢,得到的是纯粹的绿氢,以弃电制氢的话,电价在两毛,整个氢的成本只有15元/kg,这能够一定程度上解决电的消纳,同时解决制氢的成本问题。提及应用场景,我们看到无论国内还是全球,近期来说,真正最大的应用场景不是车用,而是化工行业”。康明斯新能源动力事业部 制氢业务负责人张可夫在“第三届综合能源服务产业创新发展大会氢能分论坛”上如是表示。

4月9日,国网上海综合能源服务有限公司联合北极星电力网在上海举办“第三届综合能源服务产业创新发展大会氢能分论坛”。康明斯新能源动力事业部 制氢业务负责人张可夫发表题为《大规模可再生能源电解水制氢发展路径》的演讲。

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康明斯新能源动力事业部 制氢业务负责人 张可夫

以下为发言实录:

中国能源有比较大的特点:第一、对国外依存度比较高。石油、天然气对外依存度约为70%和43%。我们国家是以煤炭为主的国家,在同样全球GDP总量下我们碳排放是偏高的。前段时间习主席也提到3060目标,在这样的背景下,可再生能源在国内会有非常快速的发展。

一、电解水制氢可促进可再生能源消纳、提供低成本绿氢

从整体情况来看,可再生能源在我国发展也是非常好非常快速的。无论是水电、风电、光电,装机量均为全世界第一。同时,年化增长速度目前是13%,对比全球是8%,我们整个趋势是非常好的。

另外,过去十年之内,整个风电和光伏成本降低是非常快的,特别是光伏,因此所有因素加在一起,未来几年可再生能源发展将会有非常快速的发展过程。

可再生能源发展很迅速,但它有一个问题,消纳的问题。我们水电在西部,水电开发的非常好;风电、光电在西北部偏多,但主要电的消纳是在东部。对电网来说,电上网后供需要平衡的,电网需要相对来说比较稳定的电源,但风光消纳是不稳定的。未来随着可再生能源越来越多的,消纳可能面临进一步挑战。

在这样的情况下,将来风光等可再生能源那么多后我们怎么用,氢可能是解决的一个途径。如果是风电和光电的形式制氢,得到的是纯粹的绿氢,以弃电制氢的话,电价在两毛,整个氢的成本只有15元/kg,这能够一定程度上解决电的消纳,同时解决制氢的成本问题。

二、化工是绿氢近期大规模应用的最佳场景

大家提到氢制出来怎么用,这是应用场景。近期来说,我们看到真正最大的应用场景不是车用,而是化工行业,不管国内还是在全球。国内一个比较好的例子,宝丰,它是用来做甲醇,目前准备用光伏制氢。绿氢用在化工行业,后面还会继续大规模上。

同时,在国内已经跟进的一些项目,基本也都是化工行业为主,装机规模很大,基本一上就是百兆瓦级别的,而车用市场目前很难现在达到这个水准。

另外一点,氢存在运输问题,如果要大规模上,最好是在几十公里之内有个消纳场景。这种情况下,化工行业是比较好的,因为用化工行业所处位置是比较偏僻的,正好是风光电比较丰富的地方。考虑具体问题,近期找消纳场景的话,化工产业是要关注的一个点。

第二方面,氢能中长期最佳应用场景在氢气炼钢。综合来讲,钢铁行业目前在整个全国碳排放占比大概是15%-18%。氢炼钢并不是很新的话题,在欧洲已经有项目在运行,在国内宝武集团,包括钢铁领头的企业也在研究这块,一方面降低碳排放,另外一方面,用氢来炼钢也是它的需求,这个需求量会非常大。曾经我们和国家电投一起看一个钢电厂,粗略算一下,如果真的把钢厂全部做成氢炼钢,一上就是十个GW级别的,这不是一两年能做到的,这是中长期。

第三块比较大的场景是车用市场,之所以说是中长期,不是近期,因为它至少是三五年之后的消纳场景。车用市场如果使用大规模可再生能源制氢,一定要解决一个问题就是氢气运输,目前来说可能比较快落地的就是液氢,个人感觉管道输氢会在液氢后面。

三、PEM是未来更适合可再生能源制氢的技术路线

简单介绍一下康明斯,康明斯在内燃机这块是全球第一位的,2019年收购了GE的固态氧化物燃料电池技术,2019年9月收购了比利时的Hydrogenics公司,拥有了燃料电池制氢。同时在2020年和NPROXX公司组建合资公司,生产70MPa IV型储氢瓶产品。2020年10月,与中石化签署合作意向,共同促进电解水制氢技术的开发与推广,推进绿氢产业发展。

在制氢这块,康明斯也有碱性技术,我们目前主要走PEM的路线。现在主要强调三个产品,第一个,HyLYZER®-200/500,2.5MW,一天1吨的产能,它是集装箱式的。第二个产品,目前全球最大的20MW项目所用的HyLYZER®-1000,5MW,这个项目用了四台。这是目前实现商业化应用的产品。同时康明斯也在持续投资,开发适合大规模制氢需求的下一代升级产品。我们认为将来几个应用场景,2.5MW产品的应用场景,集装箱式会非常适合加氢站,这个可以解决运输问题,直接把集装箱放在那里,可以做一千公斤的使用。HyLYZER®-1000这种大型设备适合大规模制氢。国产化工作正在推进,计划明年投产。

从康明斯角度来说,我们认为PEM是未来的一个路线,特别对于可再生能源。

讲两个案例,第一个案例是20MW加拿大电解水制氢案例,液氢运输。设备很小,整个占地面积不到500平方,450-500平方之间。

第二个案例是丹麦的,这个项目非常有意思,它在2017年开始运行,只有1.2MW,但它同时验证了四块,绿氢、电网服务,因为它是跟着电网,告诉你可以做了就做,你现在停就停。第三个,它应用于风电。第四个,它应用于国网。这个项目在欧洲比较有名,所以它得了欧洲很多奖项。

(来源:北极星氢能网,发言为北极星氢能网根据速记整理,未经本人审核,如需转载请完整转载全文不允许删减)

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