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  • SMM:中国光储氢市场分析 中东地区氢能与CCUS协同发展机遇【氢能&电池会】

    SMM10月26日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢气应用专场 上,SMM咨询顾问郭一宽、丁若宇分别对中国光储氢市场、中东氢能与CCUS协同发展机遇进行了解读。其中,郭一宽主要对中国光伏发展、光储能氢发展、光储氢未来市场展望等进行了解析;丁若宇分析了中东及北非地区的政策,介绍了中东及北非地区布局氢能优势、目前氢能的工艺技术发展等内容。 SMM咨询顾问-郭一宽 中国光伏发展概况 中国光储氢市场政策梳理 全球未来光伏市场规模预测 2022年全球光伏新增装机容量约251.1GW,预计2023年全球光伏新增装机容量将达到369.9GW,同比增长47.3%。 基于政府的目标,光伏市场在2027年前都将继续保持强势增长。中国仍然是世界上最大的光伏市场。欧洲和美国市场的装机需求也将继续维持高景气度。巴西、中东和南非地区掌握着优渥的太阳资源,政策的优化和可再生能源加速转型的推动下,同时南非市场严重缺电的背景下,预计该地区国家新增装机将有大幅增长。 中国光储能氢发展分析 解决弃光问题的储+氢方案 中国光储氢未来市场展望 中国光储氢当前挑战与未来发展-储能 大容量 磷酸铁锂正极:预计使用正极补锂等技术突破理论能量密度。 瓶颈:需要的添加剂不稳定,工艺成本高,安全性弱。 长循环 负极材料主导电芯循环性能 发展方向:使用中高硫焦降本,万次循环负极材料研发中。 瓶颈:尚未找到可满足万次循环且实现降本的锂电负极材料。 倍率 电解液:使用LiFSI作为溶质,能够提高倍率,但技术壁垒和原料成本较高,无法满足高性价比的需求。 中国光储氢当前挑战与未来发展-氢能 随着光伏发电规模化建设,持续激励制氢价格下降,预计2050年制氢价格为1.3元/Nm³,较2022年下降52%;成本结构电费将下降至45%,度电成本将不再成为电解水制氢制约因素。 SMM咨询顾问-丁若宇 中东及北非地区的政策分析 目前中东地区的氢能投资项目 中东及北非地区布局氢能优势 (1)土地资源丰富:广阔的沙漠、大量无人居住的土地,丰富的土地资源可以发展可再生资源。 (2)可再生资源丰富:强烈日照、风力强劲,可再生资源的电费较低,以沙特为例,其电费仅为$0.0104/kwh。 (3)储存成本较低:具有储存潜力,25Gt的CO 2 。 (4)当地需求高:中东地区用于汽车行业、冶金行业等能源需求高。 (5)靠近亚洲和欧洲主要需要能源市场。 中东及北非地区绿氢投资规模最高五个国家共计绿氢投资规模为1,800亿美元; 根据国际能源署 (IEA),到2030年,阿曼将成为中东最大的氢出口国、全球第六大氢出口国。 目前氢能的工艺技术发展 中东及北非地区布局成本优势 据SMM分析,目前绿氢的生产成本主要由三部分构成,其中燃料及电力成本为其主要构成,约占50-90%以上;有用丰富的太阳能资源和陆地风能资源地区可以有效降低这部分成本,例如中东、北非、西拉丁美洲、澳大利亚等地区。 据SMM分析,中东及北非地区生产氢的成本约在2-4美元/kg。据SMM市场预测,至2030年,随着产能增加、技术进步和可再生能源电力成本的持续下降,绿氢的平均成本有望降至1.5-2美元/kg之间。 天然气制氢耦合CCS——灰氢变蓝氢 集成热电联产单元可以同时产生蒸汽和电力供内部使用和向电网输出。利用燃烧前捕集技术,可以从高CO 2 浓度合成气中回收整个工艺排放的大约60%的CO 2 ,其余的可以通过燃烧后捕集技术从转化炉低CO 2 浓度的炉膛废气中回收。 CO 2 捕集所需的能量(用于溶剂再生的蒸汽和用于压缩的电力)通常可以从该工艺单元获取,但会减少输出到电网的电量,并略微增加天然气的使用量。 二氧化碳强化采油技术(CO 2 -EOR)简介 强化采油技术(Enhanced Oil Recovery, EOR)是指向油藏中注入驱油剂或调剖剂,改善油藏及油藏流体的物理化学特性、提高宏观波及效率和微观驱油效率的采油方法,在国内也被成为“三次采油”。 目前全球范围平均的油藏采收率只有30%左右,而使用强化采油技术可以有效提高至60%。 二氧化碳是一种优良的驱油剂,可以和地下原油互相融合混相,具有混相压力低和降低界面张力的特点,可在水驱基础上提高油田采收率5%—15%。 在使用二氧化碳进行强化采油(即CO2-EOR)的过程中,二氧化碳被加压后通过注入井注入地层,在与原油形成混相的同时也驱动原油向开发井流动。用于采油的二氧化碳部分直接残留在地下储层当中;部分随着原油一起被采出,通过分离装置后再注入地下,形成闭环,最终的结果为二氧化碳的永久封存。 据估计,每日约有50万桶原油是利用CO2-EOR技术开采的,占所有使用EOR技术产量的20%。 CCUS的下游应用——绿色甲醇 甲醇是化学工业中的重要产品,主要用于生产甲醛、乙酸和塑料等其他化学品。甲醇的年产量约为9800万吨,几乎全部由化石燃料(天然气或煤炭)生产。 当前甲醇生产和使用生命周期内的排放量约为每年0.3吉吨(Gt)CO 2 (约占化学行业总排放量的10%)。 可使用可再生能源和可再生原料通过两种途径生产可再生甲醇。低排放甲醇可在某些当前选择受到限制的行业脱碳中发挥更大作用-尤其是作为化学工业原料或公路或海上运输燃料。 IMO: 国际船运行业碳排放量超10亿吨,占全球的2-3%,船运减碳迫切。2012-2018年,国际海运碳强度降低约11%,但温室气体年排放量从9.77亿吨增至10.76亿吨。 为加速航运业脱碳,今年7月,IMO海上环境保护委员会第80届会议通过《2023年IMO船舶温室气体(GHG)减排战略》,进一步收紧国际航运温室气体减排要求,明确应尽快实现国际航运温室气体排放达峰,并考虑不同国情,在2050年前或2050年左右实现净零排放。 已经有许多公司、行业组织和区域法规制定者制定了到2030年使用船用替代燃料的目标。比如马士基(Maersk)表示到2030年25%的货物运输使用绿色燃料;再例如美国打造的“先行者联盟”,要求承运人到2030年,至少5%的深海航运使用零排放燃料。 EU-ETS: ►从2024年开始,欧盟会分阶段将往返于欧盟港口的船舶温室气体排放纳入欧盟碳市场管控 •船舶运营商需要在2025年上缴其2024年度排放量40%的等量欧盟碳配额(EUA),在2026年上缴2025年度排放量70%的等量欧盟碳配额,在2027年上缴2026年度全部排放量的等量欧盟碳配额。 • 2024-2025年,欧盟碳市场将只纳入航运业的二氧化碳排放;从2026年开始,欧盟碳市场将纳入航运业的氮氧化物、煤烟和甲烷排放。 •欧盟内部的航行排放将全部被纳入欧盟碳市场管理,而欧盟港口到非欧盟国家港口航程的一半航行排放将被纳入欧盟碳市场管理。 ►EU-ETS正对国际航运业产生重要影响,船公司加速甲醇船订造。 中东相对地区发展CCUS的优势 投资国家选择:沙特、卡塔尔、阿联酋CCUS发展潜力较大 中东地区CCUS的潜在盈利模式:CCUS+碳资产开发或将成为可能 ►“碳抵消”是指用于减少温室气体排放源或增加温室气体吸收汇,用来实现补偿或抵消其他排放源产生温室气体排放的活动。通过碳抵消项目实现的温室气体减排量经过核证后成为碳减排量,可自由交易。控排企业或有志于实现碳减排/碳中和的企业或组织的碳排放通过购买这些碳减排量来抵消自身碳排放,满足自身企业社会责任。 ►根据碳抵消产生方式以及机制的管理方法,可将碳抵消机制分为三类: 国际性碳抵消机制:由国际气候条约制约的机制,由国际机构管理,如清洁发展机制(CDM)、联合履约机制(JI)等; 独立性碳抵消机制:不受任何国家法规或国际条约约束的机制,由独立第三方组织,通常是非政府组织管理,如黄金标准(GS)、核证碳标准(VCS)、全球碳委员会(GCC)等; 区域地方碳抵消机制:由各自辖区内立法机构管辖,各级政府进行管理的机制,如我国的核证自愿减排量(CCER)、碳普惠(PHCER)、FFCER、CQCER等。

  • SMM:中国特色煤制氢道路成熟 碳排放费用上行加速绿氢渗透 未来可再生氢行业规模如何?【氢能&电池会】

    SMM10月25日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢能政策与实践专场 上,SMM氢能研究院院长刘小磊介绍了氢气产业链、化石能源制氢、工业副产制氢、电解水制氢、可再生氢供应结构切换节点测算、氢能价格体系等内容。 氢气产业链:从大炼化原料到新能源基材 化石能源制氢简介:中国特色煤制氢道路成熟 化石能源制氢①:资源受限 天然气重整难成气候 化石能源制氢②:中国特色 规模化水煤浆制氢路线 工业副产品制氢简介:当前市场的过渡期选择 增量空间受限上游规模 炼化工业锦上添花 吸附提纯技术成熟 我国是炼化大国,炼油、炼焦等产能均居世界第一,为副产制氢上量奠定基础。 工业副产制氢回收炼化过程中的富氢气体,通过变压吸附法(PSA)纯化氢气,该技术成熟,设备国产化程度高,成本低,无直接碳排放。 化工副产制氢成本测算①:轻烃利用制氢 ►项目简介及核心假设: 项目隶属于中石化石家庄炼化分公司,主营产品包括汽油、柴油、航空煤油、聚丙烯等30多个品种。提纯后氢气可送入柴油加氢装置,或作为重整制氢原料。 原料气体0.5MPa,25℃,流速为17200标方/小时,综合含氢量为55.8%。 项目投资2899万元,固定资产折旧10年。耗材、人工、杂费等成本占比约为5%。 回收设施生产负荷为80%,运行时间约为8000小时/年。 在原料气体成本0.25元/立方,氢气收率85%的情况下,制氢成本为1.60元/标方,折17.8元/公斤。 ►项目简介及核心假设: 项目隶属于中石化石家庄炼化分公司,主营产品包括汽油、柴油、航空煤油、聚丙烯等30多个品种。提纯后氢气可送入柴油加氢装置,或作为重整制氢原料。 原料气体0.5MPa,25℃,流速为17200标方/小时,综合含氢量为55.8%。 项目投资2899万元,固定资产折旧10年。耗材、人工、杂费等成本占比约为5%。 回收设施生产负荷为80%,运行时间约为8000小时/年。 假设原料气体成本在0.15-0.35元/立方,氢气收率在75%-100%,则轻烃利用制氢成本在0.98-2.32元/标方,折10.98-25.98元/吨。 化工副产制氢成本测算②:氯碱尾气制氢 ►项目简介及核心假设: 湖北葛化中极氢能源有限公司年产2400万m3氯碱尾气副产氢示范项目 项目建设投资5000万元。固定费用包括项目投资、人工费用、管理费用、催化剂等费用。变动费用包括原料气、电、水。 氯碱尾气成本(c)范围在0.6-1.0元/立方。 回收系统收率(γ)在70%-85% 中极能源测算得,在生产负荷为80%时,制氢成本为1.20-1.90元/标方,折13.44-21.28元/公斤。 电解水制氢:清洁氢能供应最佳答案 多重技术路线静待花开 绿电电解水模式成本具备竞争力 共通假设: (1) 设备价格参考2023年大安风光制氢项目,安装、土建等其他固定投资200万元,折旧10年; (2) 外购电电价0.6元/度,光伏发电成本0.34元/度,外购电的情况下,工作时间为8000小时/年,绿电情况下,工作时间4000小时/年; (3) 碱性电解水电解质污水处理假设2元/千克H2, 采用绿电时,工作效率仅为PEM电解池的95%。 (4) 国家能源局规定,火电碳排放量为0.57吨CO 2 /兆瓦时,假设碳排放费用100元/吨CO 2 。 可再生氢行业规模预测 分技术路线制氢成本回顾及降本突破点 ►化石能源制氢成本基本定型,碳排放成本的上行,及CCUS技术的推广都将使得化石能源制氢(灰氢+蓝氢)成本上行。 ►化工副产制氢成本中等,直接碳排少,短期规模快速扩张,但化工过程本身排碳,成长天花板由化工产品产能限制。 ►绿氢(电解水)路线将是中长期的必然选择: 碱性电解槽规模化效应及PEM电解槽部件国产化替代;绿电价格仍有下降空间;长期国内碳排放费用达发达国家水平。 制氢成本变动赋能技术换代①:电解水设备支出压缩 电解槽降本势在必行,根据以下假设,2038年附近绿电制氢项目采用PEM更具经济性。 ►2023年9月,中国产业发展促进会氢能分会指出,预计10年内电解水制氢综合成本将下降50%以上。协会测算,2022年碱性、PEM电解槽设备折旧分别为5.04、17.54元/千克,但考虑目前电解槽价格,已低于协会预期。 ►碱性电解槽零部件国产化基本完成,电流密度有待优化,预计2030年碱性电解槽价格逐年下降至3500元/(标方/小时),单位电耗4度/标方。 ►PEM电解池材料国产化于2035年附近完成,2020-2030年间,PEM单位电耗较碱性低0.1度。 ►外购电价格稳定在0.6元/度,自备绿电成本2025年达0.25元/度,2050年达0.1元/度。 ►2022年碱性电解槽出货量是PEM的24倍。假设碱性+PEM在电解水领域渗透率在95%,PEM经济性超越碱性电解槽时,PEM渗透率超50%。 ►通过渗透率,算出2023年市场平均电解水成本22.6元/吨,2030年、2040年、2050年、2060年分别为12.3 、9.8、8.2、7.9元/公斤。 制氢成本变动赋能技术换代②:碳排放费用上行加速绿氢渗透 我国碳排费用终将到达发达国家水平,根据以下假设,电解水成本优势超越其他制氢方式时,绿氢渗透率高增。 ►工业副产制氢间接排碳,假设为5公斤 CO2/公斤 H2。各产品原料、电费、碳排放量参照前文测算。除电解水外,其他制氢方式耗电不多,故不考虑绿电价格下行对制氢成本的影响。 ►欧洲碳排放CFD价格在81-94欧元/吨 CO2,折600-1000元/吨 CO2,平均800元/吨,以此基准作为发达国家碳排水平。 ►保守情况2035年绿氢市占率突破:2020-2030年,考虑我国工业绿色转型起步,碳排费用从发达国家的5%上升至10%。2030-2050年,我国绿色能源技术不断突破,为激励绿色能源普及,碳排费用水平从发达国家的10%上升25%,2050-2060年我国碳排费用达发达国家60%。 ►乐观情况2028年绿氢市占率突破:2020-2060年碳排费用平均上涨,2060年达发达国家水平。 氢能价格体系建立 SMM以定价为核心基石 协同会展、研究院等产业链纵深服务 SMM价格体系建设 致力于降低企业交易成本 SMM价格:不是帮助企业通过价格投机盈利的工具。 SMM价格:帮助企业规避原材料、产品销售价格波动的风险,从而稳定利润,稳定生产,降低交易成本。 SMM现货价格体系方法论基本构成

  • 技术分析:氢内燃机成本相比燃料电池有巨大竞争优势【SMM氢能&电池会】

    SMM10月26日讯:在SMM主办的 CHFC2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢气应用专场 上,浙江吉利动力总成研究院新技术开发部前瞻技术负责人马俊杰介绍了绿色能源碳排放、全球氢能政策趋势、氢内燃机的优势等内容。 碳中和背景 改善环境是全球各国的诉求;各国已提出了明确的碳中和目标。 绿色能源碳排放 交通行业是碳排放的重头;在改善交通行业碳排放方案中,合成燃料是行业共同关注的主要方向之一;在众多的合成燃料方案里,氢的改善效果是最引人注目的。 氢能生态和应用 氢能生态和应用的研究已在产、学、研各个方面广泛进行。 在道路交通、船舶、航空、工业、电力、供热领域已在示范性运营。 全球氢能政策趋势 全球主要国家均出台了氢能发展政策,2020年基本确立了氢能的战略地位。 中国也于2022年发布了《氢能产业发展中长期规划(2021~2035)》,明确了国家发展氢能的决心。 氢内燃机的机遇 国家发展氢的决心给氢内燃机带来了机遇。 2023年8月国家把氢内燃机纳入了新能源产业发展规划,为氢内燃机应用出台了基础标准。 氢内燃机的优势 氢内燃机成本相比燃料电池有巨大竞争优势,同时可沿用传统内燃机产业链,是氢能在交通领域应用的重要方向。 通用性:氢气发动机可与当前汽油机共线,大部分零部件可实现通用化。 纯度:要求低,无需深度提纯。 成本:装置成本低,和汽柴油机相当。 氢内燃机核心难点 氢内燃机相较传统内燃机主要变化为燃料、喷射方式、燃烧方式等。 氢内燃机开发难点:增压匹配、早燃控制、爆压提升、喷射策略和喷嘴泄漏。 吉利氢内燃机成果 经过多年积累,凭借强大研发实力,吉利氢内燃机率先突破46%热效率,全球领先。 氢能源推广的挑战 氢作为可再生风、光、热最直接的可利用能源,通过克服以下课题,将拥有非常宽广的前景。 吉利甲醇乘用车发展 吉利深耕甲醇汽车开发18年,历经4代的升级,已研发20余款甲醇乘用车型,市场保有量达3万辆,已具备研发、制造和销售全链体系能力。 吉利甲醇商用车发展 乘用车的甲醇技术在吉利远程新能源商用车上也得到了迅速的推广。 远程新能源商用车携手各生态链伙伴,构建起了车、醇、站、货、金融等一体化的绿色甲醇生态。 吉利产品战略 秉承吉利动力新四化战略,2021年推出了新一代产品系列“雷神动力”。雷神动力定位高端,面向全球市场。 吉利醇氢布局 雷神动力将加持包括氢、甲醇在内的合成燃料进行动力产品的碳中和布局,推动可持续发展。

  • 预计2060年我国氢能需求达1.3亿吨 绿氢能源占比为70%【SMM氢能&电池会】

    SMM10月25日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢能制加储运专场 上,卧龙电气驱动集团有限公司中央研究院氢能技术总监周祖平介绍了制氢及技术情况、AEM技术及案例、制氢电源及案例等内容。 市场及行业情况 政策大背景 2020年9月22日,中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布:将采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值后,努力争取2060年前实现碳中和。随后,英国、加拿大等在1990年已实现碳达峰的国家纷纷作出2050年实现碳中和的承诺。 为实现这一承诺,中国陆续发布重点领域和重点行业实施方案、出台保障措施。聚焦发改委等部门联合印发的《十四五”现代能源体系规划》,基于“1+N政策框架,系统性推进“碳达峰”、“碳中和”工作,落实碳达峰行动方案,发展绿色相关产业现已成为重点投资领域。 绿氢背景和产业现状 1.目前阶段电解水制氢占比仅有1% 根据中国煤炭工业协会数据,2021年我国氢气产能约4000万吨/年,产量3300万吨,各制氢技术占比分别为:煤制氢63.6%,天然气制氢13.8%,工业副产制氢21.2%,电解水1%(不都是绿电)。目前制氢业每年共排放约3.6亿吨二氧化碳。 2.大力发展零排放的绿氢,是实现“碳达峰”、“碳中和”的重要路径。 到2060年,我国氢能需求预计达1.3亿吨,其中工业需求占主导地位,占比约60%,交通运输领域将逐年扩大规模达到31%。在制氢端,2060年绿氢能源占比达70%。 3.发展绿氢,障国家能源安全。 氢能是未来国家能源体系的组成部分,氢能可以促进更高份额的可再生能源发展,有效减少我国对油气的进口依存度。 氢能储能和其他储能特性对比 氢储能的优点:功率范围跨度大,从kW级一直到GW级都可以实现;存储周期长,适合于从小时到数周的存储时间尺度。 中国市场前景 中国氢能联盟研究院预测,2030年中国电解水制氢将会达到100GW装机容量。2050年中国电解水制氢达到500GW装机容量。 光伏行业预测,到2025年,光伏发电成本会达到0.2元/kWh,在此电价成本下,绿氢的成本将会和蓝氢相当,接近灰氢,市场竞争力会明显提升。 欧洲市场前景 欧洲氢能产业界正计划通过扩大绿氢产业规模、提高制氢效率,进一步降低成本,到2030年使欧洲绿氢产能达到440万吨,占欧洲氢能消费量的25%,从而让绿氢在欧洲逐渐成为主流。 美国市场前景 2022年9月美国能源部发布《国家清洁氢战略与路线图》(草案)。该路线图全面概述美国氢气生产、储运和应用的潜力,阐述清洁氢将如何助力美国脱碳和经济发展目标。 美国能源部的目标是将清洁氢的生产增加到2030年的1000万吨/年,2040年2000万吨/年,2050年5000万吨/年。 2021年6月启动的Hydrogen Shot目标是在10年内实现1公斤清洁氢生产成本降至1美元。 制氢及技术情况 主要制氢技术路线 氢气的制取主要有三种主流的技术路线: 灰氢:以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源重整制氢; 蓝氢:以焦炉煤气、 氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产物提纯制氢; 绿氢:以新能源电解水制氢为代表的可再生能源制氢。 2021年中国可再生能源弃电量统计 新能源弃电应用于制氢是一个典型的应用,显然目前400亿左右千瓦时的弃电量满足不了中国绿氢的用电需求。随着新能源发电成本的降低,制氢设备成本降低,绿氢的价格在2025年会接近,2030年会低于蓝氢。必将会促进建设更多的风电,光伏和核电等清洁能源发电用于制氢。带动了整个新能源行业的发展。 AEM技术及案例 卧龙Enapter战略合作 2023年初,卧龙集团与德国Enapter公司签署了合作备忘录,在中国建立AEM 电解槽工厂,结合双方的优势,致力于提供AEM水电解制氢设备和系统解决方案,并率先建设小型AEM氢能综合能源应用示范系统。 产品型谱 标准化、可灵活叠加扩展、分组系统控制的绿色制氢系统。 动态响应快,适用于新能源制氢。 搭载高效便捷安全的监控系统,可在几分钟内完成设置,并可进行远程控制和管理。 模块工作组合方式 Enapter的专利阴离子交换膜 ( 电解槽是一种标准化的,可堆叠的和灵活的现场制氢系统。模块化设计-集成了先进的软件系统,使得几分钟内就能完成配置,实现远程控制和管理。通过多个电解槽堆叠起来达到所需的氢气制备流量。 卧龙基于AEM的新能源制氢系统解决方案 卧龙发挥自身在光伏、交直流微电网、制氢电源系统和EMS系统的技术和产业化优势,结合AEM电解槽,为国内用户提供全套的新能源制氢系统解决方案。 氢能发电备用电源 跨国科技公司Wilo建造了绿色氢能电站,给Wilo总部和工厂提供应急备用电源。该电站可满足2天的电能自给。该氢能电站由四个核心组成部分: ⚫智能工厂屋顶上的光伏系统。 ⚫使用光伏发电的96个AEM电解槽群创造绿色氢。 ⚫29.8m储氢罐,实现短期到长期储能。 ⚫提燃料电池将氢在需要时转化为电能。 ⚫模块化系统应能生产多达10吨的绿色氢,电解过程释放的废热也可直接在现场使用。 制氢电源及案例 卧龙氢压机系统解决方案 氢气压缩机是加氢站的三大核心部件之一,相较于活塞式压缩,隔膜压缩机具备压缩过程中不受污染、压缩过程无泄漏、压缩比大、排气压力高等特点,因此,常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机。 当前氢气压缩机国产化比例正在逐步提高,卧龙集团与国内多家压缩机厂家达成合作,提供氢气压缩机所用的电机、变频等驱控产品,也可以提供全套氢气压缩机系统。 卧龙制氢电气撬系统 ⚫一体化制氢电气撬系统,适用于新能源分布式制氢,电解槽测试平台等场景。 ⚫集成了高开柜、变压器、电源、热管理系统和二次辅机供电系统。既能适配碱性电解槽又能适配PEM 电解槽。 ⚫无需外部提供二次供电电源,非常适合于配电条件较差的新能源分布式制氢。

  • 绿氢市场需求巨大 国内目前需求总量超过2500万吨【SMM氢能&电池会】

    SMM10月25日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢能政策与实践专场 上,华能清洁技术研究院氢能技术部副总工张畅介绍了绿氢技术发展现状、华能技术研发与示范以及发展愿景和布局。 “双碳”战略目标下的氢能产业 氢能是未来能源体系的重要组成部分,将在能源生产端和消费端助力深度脱碳。 氢能兼具能源属性与工业属性,是推动能源生产消费绿色低碳转型的重要抓手。 中国是全球最大的产氢国,已初步掌握产业链的主要技术和生产工艺。 产业政策 氢能逐步成为全球新的战略竞争焦点,全球氢能产业政策加速落地。 氢能开发与利用被视为新一轮世界能源技术变革的重要方向。 发达国家积极在氢能产业进行布局,并相继制定了国家氢能发展规划,开始快速实施。 产业前景 绿氢市场需求巨大,发展前景广阔,将在未来能源体系中扮演重要角色。 国内目前需求总量超过2500万吨,保持着供需平衡;超过95%以上的氢气用于石油炼化、合成氨等产业。 传统能源“富煤缺油少气”的资源条件下,以煤制氢为主,电解水制氢占比不足1%。 IEA预测,2060年中国氢气需求量将接近9000万吨,绿氢占比将提升至80%。 双碳目标下“绿氢”的角色定位:源端能源载体,负荷端多元应用,助力深度脱碳。 发展绿氢产业对进一步放大氢能的降碳减排作用、促进全球绿色低碳发展至关重要。 电解水制氢技术 碱性电解水制氢在设备大型化方面具有优势,低电耗和高功率仍是攻关方向。 PEM制氢技术动态响应能力强,成本有待减低。 SOEC技术具有明显的能效优势,寿命问题亟待解决。 碱性电解水制氢技术 国内在碱性电解槽大型化方面走在前列,单槽超过1000Nm3/h的MW级系统已经投运,GW级绿氢基地已完成规划;国际上近年来针对碱性电解水技术研发放缓,集中攻关PEM等新技术。 碱性电解槽能耗和制氢系统集成与国际先进水平还存在差距,十四五期间将突破低电耗、大功率碱性电解槽制造的关键技术。 PEM电解水制氢技术 过渡金属催化剂逐步实现Ru、Ir贵金属的减量替代,PEM国产化加速,推动PEM电解槽成本下降。 核心材料的基础研发在PEM电解槽实现低电耗、耐高压和大型化过程中扮演关键角色。 SOEC电解水制氢技术 在单电池研发和电堆组装的基础上,国外厂商已经研发出成熟的电堆集成技术,单模块功率已大数百kW,通过模块的进一步组合能够构建MW级制氢系统。 国内单电池和电堆基础研发方面达到国际先进水平,但在系统集成能力不足,高温气冷堆核电站的投运为应用示范带来良好契机。 电解水制氢设备 制氢产业的推进带来电解槽市场需求规模的增加。 电解槽出货量在2022年达到800MW,2023年将翻番达到1.4-2.1GW,我国在全球装机量中预计占60-63%;到2030年,全球累计装机量会超过200GW。 碱性电解槽因经济效益更好将继续主导市场,2022年市场份额为80%。 电解槽制造商积极扩张产能,2024年前约有16GW的产能投产,市场供应将会数倍于需求。 未来方向-电氢耦合 氢作为含能体二次能源是理想的能源互联媒介。 GW级电解水制氢搭配跨季节储氢有望实现长周期和大规模储能,在不同尺度与其他储能技术形成互补。 电-氢-电转化过程中能量损失比较严重,能量总转化效率低(~30%)。 绿氢多元转化可以实现跨能源网络协同优化,助力难减排领域深度脱碳。 华能可再生能源动态电解制氢关键技术 研究成果得到了行业的广泛认可,奠定了集团在绿氢制备领域的领先地位。 为甘肃、内蒙、吉林等地区风光储氢一体化项目规划设计提供了坚实的技术支撑。 动态电解制氢技术将在甘肃光氢耦合示范项目应用。 华能彭州电解制氢科技创新示范项目 13MW氢气制-储-充一体化示范,可为500辆燃料电池车运行供应燃料级氢气。 项目采用2台单台1300标方/时国产碱性电解槽。 西南地区首个大型电解水制氢示范项目,成都市内首个绿氢供应基地。 甘肃张掖示范项目 第二代高电流密度1300标方/时电解槽;首次将大功率IGBT电源用于电解槽供电;强化光伏直接电解动态生产绿氢。 蒙东兴安盟示范项目(规划中) 2023年7月正式获得内蒙古自治区能源局批复。 华能兴安盟100万千瓦风光高比例绿氢制储输用一体化一期50万千瓦风电制氢示范项目。 50万千瓦风电项目综合开发(风电场、制氢厂、输电线路三个子项工程),兼顾制氢(80%)及并网(20%)需求。 54×1000Nm3/h的电解水制氢系统、27万Nm3储氢系统、液氧制备系统及电化学储能系统等。 集团首个氢年产量超过2万吨的大规模新能源制氢一体化项目,“以氢促电、电氢协同”助力构建新型电力系统。 匹配下游合成氨工厂需要,全额消纳绿氢,构筑“绿电-绿氢-绿氨”全流程发展新模式。 湖北应城示范项目(规划中) 大型风光碱性制氢系统开发及综合应用示范。 充分利用风电、光伏等可再生能源,打造集制、储、供一体化的氢气站,直供园区化工企业使用。 20000Nm3/h(功率约100MW),消纳风光电力,满足周边城市(武汉、孝感、天门、随州等)加氢站需求。 终期规模预计40000Nm 3 /h(功率约200MW),终期年制氢能力可达11680万Nm 3 。 未来技术研究方向 大功率、高效电解制氢系统成套技术;与可再生能源发电耦合的动态电解制氢技术;高效、安全的高温电解制氢技术;下一代高效、低成本电解制氢新技术。 总结 双碳目标下,绿氢在我国能源转型中扮演重要角色,是各类难减排领域实现碳中和的关键要素。 随着发电成本的降低、制氢设备制造成本的下降、技术水平的提高,可再生能源电解制氢将形成足够的竞争力。 氢能产业链覆盖面广,制氢设备、控制系统、氢电耦合等方面的技术问题尚待探索解决,需要大力投入研发和技术示范,需要扩大产业合作。 产业发展上需要因地制宜布局绿氢项目,以科技引领形成具有特色的产业发展模式。

  • SMM10月25日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢能制加储运专场 上,西门子能源有限公司可持续能源事业部市场及销售总监胡大麟介绍了产品理念、电解水制氢技术、氢项目等内容。 Silyzer 300 production concept Silyzer 300 产品理念 ►标准制氢厂: •基础设计基于前期工程开发 •整体解决方案 •交钥匙工程 ►电解整机系统: •简化现场安装工作 •标准接口 •标准安装 ►模组供货: •质量可靠的预装配模组 •便于运输的单位 •本地配套成熟 ►成本优势专业槽工厂: •全自动化生产 •高可靠性的品质槽 •关键核心部件 从全球的视角看电解水制氢技术 从国内的视角看电解水制氢技术 AWE:成熟的技术,实现大规模生产。 PEM:在由于依赖进口核心材料(膜、双极板)而开发的早期阶段,设备成本是AWE的3-4倍。 项目特点 • 制氢系统连接当地4个风场,基于电力市供需情况,弃电制氢,储氢。 • 上网电价> €0.03欧元/度,发电上网, 反之制氢。 • 绿氢以7欧元的价格供给当地加氢站,注入当地天然气管网。 • 参与电网一次调频,额定功率3.75MW,峰值6MW,获得额外补贴。 • 制氢工厂无人值守,远程运行控制Siemens

  • SMM10月25日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢能制加储运专场 上,北京氢氢未来科技有限公司董事长米万良介绍了电解水制氢在加氢站中的应用、主要挑战以及未来发展趋势。 发展背景 氢能将是我国能源低碳发展的重要途径 绿电制氢技术-碳达峰、碳中和的驱动力 电解水制氢在加氢站中的应用 电解水站内制氢成本分析: 、 主要挑战 发展趋势与展望 氢羿能源电解槽产品 碳税对制氢成本的影响 展望:绿氢市场空间及应用展望

  • SMM10月26日讯:在SMM主办的 CHFC 2023(第三届)SMM氢能及燃料电池产业年会-氢气应用专场 上,旭阳集团氢能研究所副所长陈昊介绍了氢能发展的背景、产业布局、未来展望等内容。 发展背景 在“双碳” 背景下,氢能作为二次能源,是支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介,是实现动力燃料、工业、建筑和储能等领域大规模深度脱碳的最佳选择之一,也将是未来清洁能源的重要组成部分。根据汽油、柴油、LNG等能源燃烧系数核算,每公斤氢气折代柴油,能减碳9.38公斤;折代汽油,能减碳9公斤;折代LNG,能减碳6.65公斤。 习近平总书记提出加快发展氢能产业 实现碳达峰碳中和,是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求,是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置,要积极有序发展氢能源,加快发展有规模有效益的氢能。 氢能发展规划战略定位 氢能是未来国家能源体系的重要组成部分;氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体;氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。 氢能发展规划多元化应用 推进氢能多元化示范应用:1、有序推进交通领域示范应用;2、积极开展储能领域示范应用;3、合理布局发电领域多元应用;4、逐步探索工业领域替代应用。 氢能发展规划发展布局 到2025年,燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。在焦化行业集聚地区,优先利用工业副产氢,鼓励就近消纳,降低工业副产氢供给成本。 产业布局 建立并完善“制储运加用+研”氢能生态模式,打通科技&业务循环互动环节,形成“业务引导研发,研发支撑科技,科技赋能业务”的微循环产业生态圈。 先期以碱性电解水→规模化绿氢、PEM→分布式、微型化应用场景; 同期关注SOEC和AEM等新型技术路径,SOEC方向重点培育基于工业余热分级利用的集成式制氢技术开发 积极开展包括光催化、生物催化、催化生物质、光热催化等形式的制氢技术研究及业务布局,为后续近零碳制氢作好基础和积累。 延伸拓展出两条可再生氢能闭环产业链:绿电-氢储-氢能发电、绿电-绿氢-清洁化工产品及能源。 旭阳集团现已与爱德曼氢能源装备有限公司、中集安瑞科控股有限公司、北京能源集团有限责任公司等多方签订战略合作协议。 与爱德曼合作主要内容为高功率PEM电解槽研发、示范项目共建等;与安瑞科合作主要为制氢装备、制氢项目等;与京能集团的合作主要面向可再生能源制氢项目搭建。 未来展望 通过变革性关键技术突破与示范,实现化石能源/可再生能源融合发展,打造旭阳氢能应用场景,为构建我国清洁低碳,安全高效的能源体系提供技术支撑。 绿氨示范项目 | 制氢耦合/集成技术创新示范暨未来氢能供给“局域网” 降低绿氢成本:当前绿氢制备普遍存在能耗高、成本高的问题。拟采用电解水耦合氧化技术,制取高附加值化学品的同时,降低绿氢能耗和成本。 降低储运难度:常规氢能储运加用较为困难。拟采用技术集成:绿氢与捕集的二氧化碳合成甲醇/液氨/甲烷作为氢能介质与载体,降低储运加用难度。 优秀解决方案:这是一种在分布式、移动型和微型化应用场景下,解决、缓解常规氢能储运加用等环节难题的一种碳中和型解决方案。 推动商业化:形成可复制的商业化氢能供给模式,推动建设集绿氢制备、耦合和集成技术工艺于一体的样板工程。 旭阳氢能产业链发展愿景 打造定州氢能保障基地,立足区内,服务北京,辐射京津冀雄,助力建设一体化闭环氢能产业圈。 以氢能供给侧建设为契入点,推进形成多品位氢气产品供应和环京区域的氢能交通网(尤其是物流网),从而推进氢能产业逐步从示范走向规模化、市场化,助力打造氢能产业高地,推进首都氢能产业发展,力促京津冀雄氢能产业协同发展。

  • 双碳战略下无取向硅钢供需趋势研究:预计2025年需求将比2022年增约8.6%【SMM电机会】

    SMM10月19日讯:在SMM主办的 2023 SMM第三届电机年会暨(第五届)稀土永磁行业论坛-工业电机论坛 上,宝山钢铁股份有限公司用户服务总监王凯峰分享了宝钢硅钢在新能源汽车及高效电机领域应用方面的内容。他表示,全球能源结构转型、电气化趋势及国家双碳战略驱动节能型产品及原材料需求快速增长。以新能源汽车为代表的净增长型高牌号市场及以IE5电机、新水电、高能效家电为代表的结构优化型高牌号市场增量非常可观,预计2025年的无取向整体需求将在2022年的基础上增长约8.6%。 双碳战略下无取向硅钢供需趋势 硅钢对“双碳”目标贡献 硅钢代表着钢铁制造的最高水平。分为取向硅钢和无取向硅钢两大类,被誉为钢铁产品“皇冠上的明珠”。 硅钢是电力装备的关键功能材料。占软磁材料总用量95%以上,是电力行业绿色低碳发展的基石。 首先,简要介绍一下硅钢的分类和应用。 硅钢,由于其制造难度大、工艺控制严、参数精度高,被称作“钢铁产品中的工艺品”。尤其是取向硅钢,更是被誉为“钢铁皇冠上的明珠”,是衡量一个国家、一个钢铁企业实力水平的标志。正因如此,宝钢股份将硅钢产品列为公司两大核心战略产品。硅钢分为取向硅钢和无取向硅钢两大类,其作为电力行业关键的软磁材料,合计占软磁材料用量的95%以上。其中,根据磁性能水平差异,取向硅钢又可分为高磁感取向硅钢(称作HiB)和普通取向硅钢(称作CGO);无取向硅钢则分为高、中、低牌号产品。不同类别的硅钢产品,被大量应用于发电、电力传输及用电的全流程,是真正的基础性功能材料,是电力行业向节能环保发展的基石。 硅钢产品是实现能量高效转换的核心导磁材料。 无论是水电、核电或风电等发电领域,还是新能源汽车、高效电机等消费领域,损耗更低、效率更高的无取向硅钢对绿色转型发展都有不可替代的作用。 无取向硅钢主要供应情况 其还介绍了预计的2023年国内无取向硅钢主要供应情况和2023年国内无取向高牌号硅钢主要供应情况。 无取向硅钢主要需求分析 无取向硅钢主要需求分析—家电 受变频化、小型化影响,空调压缩机变频化率将由2020年的56%提高到80%,冰箱压缩机变频化率将由25%提高到50%。受此影响, 压缩机总体硅钢需求呈下降趋势,但高牌号需求逐年增长 。 从2020年初至今的发展趋势来看, 家电行业高牌号产品主要以低成本的连轧向产品为主 。 无取向硅钢主要需求分析—工业电机 IE4/5超高效电机所用高牌号无取向硅钢是降低工业领域碳排放、实现碳达峰碳中和目标的重要功能材料。 从行业成本要求来看, 0.35mm/0.5mm等高牌号是工业电机实现能效等级的重要材料 。 无取向硅钢主要需求分析—发电设备 从发电类型来看:火电转变功能布局,逐步有序退出;水电发挥基础保障,增加抽水蓄能;风电从速度规模型向质量效益型发展;核电确保安全,积极有序发展。但 所有大型发电都需要采用高牌号无取向硅钢 。 随着自然水电近期抽水蓄能电站将迎来了“十年”蓬勃发展期,到2025 年抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上;到2030年投产总规模1.2 亿千瓦左右,仅抽水蓄能行业预计顶级高牌号年均需求量1-2万吨。 无取向硅钢主要需求分析—交通设备 随着交通设备行业智能化、节能化、电气化发展, 新能源汽车行业未来3年将迎来快速发展期,也是高牌号主要增量市场 。 除新能源汽车外,轨道交通中的非驱动电机(如汽车启停电机、座椅电动调节电机等)、低速电动车(如老年代步车、电动自行车、电动摩托等)也将得到持续增长。 无取向硅钢主要需求分析—总结 全球能源结构转型、电气化趋势及国家双碳战略驱动节能型产品及原材料需求快速增长。 以新能源汽车为代表的净增长型高牌号市场及以IE5电机、新水电、高能效家电为代表的结构优化型高牌号市场增量非常可观,预计2025年的无取向整体需求将在2022年的基础上增长约8.6%。

  • 汽车对漆包线需求将增加并超过总供应量 扁线和高压成为未来汽车主流趋势【SMM电机会】

    SMM10月20日讯:在SMM主办的 2023 SMM第三届电机年会暨(第五届)稀土永磁行业论坛-工业电机论坛 上,SMM有色咨询项目经理李蒿分享了漆包线在新能源领域的发展前景。 1.行业背景 漆包线产业链概况 漆包线是家用电器、工业电机和交通设备等产品的重要构件,被誉为电机、电器工业产品的“心脏”。其上游为原材料环节,主要包括导体材料、绝缘材料、润滑材料等;中游为漆包线生产供应环节;下游主要应用于家电、电动工具、电机、汽车等领域。尤其是随着我国新能源汽车、电子信息等行业的高速发展,漆包线行业规模迅速扩大,在碳达峰、碳中和政策的加持下,漆包线行业前景一片向好。 2.漆包线供应 2022年中国漆包线产能分布 中国漆包线产业已经形成了区域产业集群的特点。2022年中国漆包线总产能约为305.8万吨,产能主要集中在华东和华南地区。其中浙江、广东、江苏的产量位居全国前三,三省合计占全国漆包线产量的一半以上。 中国漆包线供应 漆包线按材质不同可分为铜线、铝线和其他线,其他线包括铜包铝等,其中铜线占比最大,比例接近90%,随着下游新能源汽车等新兴行业需求的增长,漆包线的产量将从2021年的200万吨增长至2027年的223万吨,年均复合增速为1.8%。 2022年中国漆包线主要生产企业介绍 中国漆包线生产企业有上百家,其中铜陵精达漆包线产能最大为30万吨。 3.漆包线需求 中国漆包线分行业需求 漆包线适用于汽车、工业、能源、商业及住宅等领域。未来在新能源汽车的驱动下,汽车行业对漆包线的需求将会增加并超过总供应量。 不同细分市场漆包线需求情况 受新能源政策的影响,汽车领域对漆包线的需求增长最快,预计到2027年将占总需求比例的29.1%。相比之下,由于房地产行业不景气,商业和住宅的漆包线需求逐年下降,预计到2027年将下降到37%。受疫情影响,从2021年到2023年,工业对漆包线的需求将减少。预计在未来电机改革的推动下,新安装电机的增长将带动行业细分领域对漆包线的需求。 汽车行业漆包线需求 在新能源汽车快速发展的推动下,汽车行业对漆包线的需求将大幅增长。到2025年,新能源汽车对漆包线的需求将超过燃油车,因为新能源汽车产量的增长速度和漆包线需求的单位消费需求都快于燃油车。SMM预测,到2027年,新能源汽车对漆包线的需求将超过每单位消费25公斤。 中国汽车产量预测 可以看到新能源车的渗透率不断提高,随着碳排放目标的实施,到2025年,新能源汽车普及率将超过42%,到2027年,中国的新能源汽车普及率将超过51%。 汽车用圆线/扁线的需求 扁线、800V高压系统是未来新能源汽车的发展趋势,对漆包线的性能要求更高。扁线将是推动新能源汽车漆包线需求的最关键因素。2022年,特斯拉将全面配备平线电机,在此影响下,许多国内汽车品牌计划将圆线电机替换为扁线电机。在新能源汽车驱动电机中,从2022年到2027年,未来五年扁线电机的普及率将从53%提高到76%。同时,国家政策也在助力扁线电机的发展。《新能源汽车产业发展规划(2021-2025)》中提出,中国新能源汽车产业计划到2025年,纯电动乘用车新车平均电耗降至12千瓦时每百公里。《“十四五”规划纲要》中提出,“十四五”期间,新能源汽车产业要着重突破高效驱动电机的关键技术。 随着新能源汽车的不断发展,扁线电机将会是未来的趋势,小型化、集成化、高功率密度等特点会使扁线电机在未来拥有更广阔的应用市场。 4.漆包线未来展望 扁线和高压成为未来汽车主流趋势 随着新能源汽车普及率的不断提高,扁线电机将迎来爆发式增长。为了解决新能源汽车快速充电的需求,高压平台成为电动汽车的重要发展方向,800v被认为是下一代电动汽车的必经之路,众多新能源车企如比亚迪、广汽、路特斯、理想、小鹏等纷纷推出800V路线。 800V路径下PEEK线及厚漆膜漆包线对比 虽然 PEEK 线材的性能远优于厚漆线材,但其高昂的成本使得企业在短期内更倾向于选择厚漆线材,而厚漆线材也足以满足目前电磁线的工作环境。不过,PEEK 仍被认为是驱动电机的终极绝缘解决方案,而限制 PEEK 线材发展的主要因素是成本。 PEEK线及漆包线生命周期 •800V牵引电机架构将成为新能源汽车快速充电的主流方向,PEEK线材将成为800V电机的主流线材。2019年,保时捷发布了首款800V车型Taycan,然后现代和起亚发布了他们的800V平台。比亚迪、吉利汽车等开始部署800V高压平台,蔚来、理想等公司紧随其后。PEEK线材具有耐高低温、稳定性优异、性能衰减小等优点;预计到2027E年,PEEK产品在800v驱动电机中的普及率将超过厚漆皮PI线。

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