氢能-固态储氢研究

日期: 2024-06-14 04:03:20|浏览: 72|编号: 73967

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氢能-固态储氢研究

1. 氢能产业

1. 行业定义

氢能产业包含氢气生产与供应、氢能应用两个一级环节,含8个二级环节、13个三级环节、65个四级环节。

2. 氢能分类

按生产来源分类:

氢气可利用多种工艺和能源生产,为了便于表达,业界常常用颜色来区分,如灰氢、蓝氢、绿氢等,目前我国氢气主要来源于灰氢。

• 灰氢是指利用石油、天然气、煤炭等化石燃料生产氢气,制氢成本低,但碳排放量高​​;

• 蓝氢是指利用化石燃料生产氢气,结合碳捕获与封存技术,碳排放强度相对较低,但捕获成本较高;

•绿氢是利用风能、水能、太阳能、核能等可再生能源,通过电解制取的,制氢过程完全没有碳排放,但成本相对较高。

 根据生命周期评价方法:

2020年12月,中国氢能联盟发起的团体标准《低碳氢能、清洁氢能和可再生氢能标准与认证》正式发布。这是全球首次从正式标准角度对氢能的碳排放进行量化。该标准采用生命周期评估方法,客观量化氢能指标,将其分为低碳氢能、清洁氢能和可再生氢能,从源头推动氢能全产业链绿色发展,受到业界广泛认可。

• 低碳氢是指生产过程中温室气体排放值低于14./kgH2的氢气;

• 清洁氢气是指生产过程中温室气体排放量小于4./kgH2的氢气;

•可再生氢生产过程中产生的温室气体排放限值与清洁氢相同,且氢气生产过程中消耗的能源为可再生能源。

氢能产业成为我国能源战略布局重要组成部分:氢能生产应用受到全球广泛关注,成为应对气候变化、建设低碳社会的重要产业方向。欧美、日韩等发达国家纷纷制定氢能路线图,加快推进氢能产业技术发展和产业化布局。目前,我国氢气生产利用主要在以石油化工为主的工业领域,以“原料利用”为主,“燃料利用”为辅。

氢能是传统能源的替代:在氢能产业发展初期,依托已有的氢气产能,就近提供便捷廉价的氢源具有积极的现实意义。未来绿氢可以在碳中和领域,补充绿电无法发挥作用的领域,如氢冶金、化工、重卡运输燃料、供热等。当绿氢成为稳定、充足、低成本的氢源时,绿氢将更好地发挥氢能在推动工业脱碳方面的作用。

3.中国制氢技术

三种主要生产路线:

目前,我国氢能生产利用已相当广泛,主要通过化石能源制氢和工业副产氢获得,所产氢气主要用于工业原料或生产加热。在我国目前的氢气供应结构中,化石能源制氢约占70%,工业副产氢约占30%,水电解制氢等生物制氢技术制氢占比较低。

①化石能源制氢:

传统制氢行业以煤炭、天然气等化石能源为原料,制氢过程产生碳排放,且产生的氢气一般含有硫、磷等有害杂质,对净化、碳捕集等要求较高。

化石能源制氢主要有煤制氢和天然气制氢两种方式,是我国目前最主流的制氢方式。从国际经验看,煤炭和天然气均可作为大陆规模化、稳定的制氢来源。

 煤制氢

煤制氢技术路线稳定高效,制备工艺成熟,在国内天然气价格高企及政策管制的情况下,煤制氢经济性更高,是目前国内制氢的主流方法。

•煤制氢工艺:煤经过气化、一氧化碳抗硫转化、酸性气体脱除、氢气净化等关键工序可制取不同纯度的氢气。一般煤气化需要氧气,因此煤制氢也需要配套的空分系统。

• 煤气化技术:煤气化技术是煤制氢的核心。煤气化是以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸汽或氢气为气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦的可燃部分转化为可燃气体的过程。传统煤气化技术主要有固定床、流化床、气流床工艺。近年来,新的煤气化制氢技术也不断被开发出来。其中,超临界水煤气化技术具有气化效率高、氢含量高、污染少等传统煤气化技术无法比拟的优势,但尚未实现工业化。

天然气生产氢气:

天然气制氢技术是国外主流的制氢方法,其中蒸汽重整制氢相对成熟。我国天然气资源供应有限且含硫量高,预处理复杂,制氢经济性远低于国外。制氢原料路线的选择取决于原料资源的可获得性、技术成熟度和原料的经济合理性。相比较而言,天然气制氢单位投资低,煤制氢产量高,价格低廉,成本优势明显。

•天然气制氢工艺流程:在一定压力、高温、催化剂作用下,天然气中的烷烃与水蒸气发生化学反应,转化后的气体在沸腾锅内进行热交换后进入转化炉,通过变压吸附(PSA)加压,吸附杂质气体,提取氢气。

• 天然气制氢技术:天然气制氢主要涉及甲烷蒸汽重整、部分加氢、自热重整、绝热催化裂解等技术。其中甲烷蒸汽重整技术是甲烷与水蒸气经过催化反应和水煤气变换反应最终生成氢气的过程。该技术自1926年首次应用以来,经过近80年的工艺改进,是目前工业上应用最为广泛的天然气制氢方法。

化石燃料制氢:碳减排问题

为了控制制氢过程中的碳排放,化石能源制氢需与碳捕获与封存技术(CCS)以及碳捕获、利用与封存技术(CCUS)相结合。

• 碳捕集与封存(CCS)是有望实现化石能源大规模低碳利用的新技术,是中国未来减少二氧化碳排放、保障能源安全、实现可持续发展的重要手段。根据《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019年)》,目前国内CCS成本约为350-400元/吨。国内CCS技术尚处于探索示范阶段。由于CCS技术体系和工程规模较为前沿,需要投入巨额资金、运行成本、额外能耗,大型示范项目的安全性和系统集成存在一定问题。

• 碳捕获、利用与封存技术(CCUS)是CCS技术的一个新发展方向,即从工业排放源中分离出CO2或直接利用或封存CO2,实现CO2减排的工业过程。按照工艺流程,CCUS可分为捕获、运输、利用、封存几个大环节。从工业过程来看,CCUS涉及能源、钢铁、化肥、水泥、交通、化工、地质勘探、环保等多个CO2碳排放行业。与CCS相比,CCUS可以将二氧化碳资源化,产生经济效益,实用性更强。

②工业副产气制取氢气:

从焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产品中提纯氢气,可以避免尾气中氢气的浪费,实现氢气的高效利用,但长远来看无法形成大规模集中式氢能供应来源;

工业副产氢是在生产化工产品的同时获得的氢气,主要包括焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用、合成氨等工业副产氢。2020年工业副产氢占我国氢气产能的30%左右,主要分布在钢铁、化工等行业。对氢气进行净化利用,不仅可以提高资源利用效率和经济效益,还可以减少大气污染、改善环境。工业副产氢按照其生产工艺路线大致可分为焦炉煤气副产氢、丙烷脱氢、乙烷裂解氢、氯碱副产氢、合成氨、合成甲醇副产氢。

提纯工业副产物制氢可提供百万吨级氢气供应,可为氢能产业发展初期提供低成本、就近分布的氢源。但该路线也面临碳捕获与封存问题。中长期来看,钢铁、化工等工业领域需要引入无碳制氢技术替代化石能源实现深度脱碳,并从氢气供应方转变为需求方。

③电解水制氢:

水电解制取的氢气纯度高,杂质气体少,易与可再生能源结合,被认为是未来最有前景的绿色氢气供应方式。

可再生能源发电加电解水制氢是实现“绿色氢能”的最佳途径,占比较低,目前我国氢能产能约3%。电解水制氢具有绿色环保、生产灵活、纯度高(一般在99.7%以上)、副产高价值氧气等特点,但其单位能耗约为4-5度电/立方米氢气(氢气的摩尔质量为:2g/mol,所以1公斤也就是1000克氢气的物质的量为:

1000/2=,因为标准状态下的体积为22.4L,所以1公斤氢气的体积为:1KgH2=500*22.4==11.2立方米,生产1Kg氢气需耗电44.8-56度电(根据电价而定)。生产成本受电价影响较大,占总成本的70%以上。若考虑目前我国电力平均碳强度,电解水制氢综合碳排放是化石能源制氢碳排放的2-3倍;随着可再生能源平价上网,我国电力平均碳排放强度将持续下降。

目前,水电解制氢主要技术有碱性水电解槽(AE)、质子交换膜水电解槽(PEM)和固体氧化物水电解槽(SOE)。其中:

• 碱性电解槽:碱性电解槽技术最为成熟,生产成本低,国内单台最高产气量为1000立方米/小时;

• 质子交换膜电解槽:质子交换膜电解槽工艺流程简单,能源利用率高,国内单台装置最高产气量为50立方米/小时,但由于采用贵金属电催化剂等材料,成本相对较高;

•固体氧化物水电解器:固体氧化物水电解器采用蒸汽电解,在高温环境下工作效率最高,但仍处于实验室研发阶段。

此外,还有其他方式制氢,包括生物质制氢、太阳能光催化水分解制氢、核能制氢等,但均处于实验开发阶段,尚未形成工业化应用。

目前,水电解制氢技术根据电解槽不同可分为四种类型:碱性水电解技术(ALK)、质子交换膜水电解技术(PEM)、高温固体氧化物水电解技术(SOEC)和固体聚合物阴离子交换膜水电解技术(AEM)。

(1)ALK技术最为成熟,已完全商业化,成本最低,国内放开的最大电解槽制氢规模已达/h,最低直流能耗已达4.0kWh/Nm³(极限约3.6kWh/Nm³)。

(2)PEM技术也比较成熟,但成本较高,美国能源部2020年划分的技术成熟度等级与ALK一致。我国目前已具备生产200Nm³/h制氢规模电解槽的能力,工业级PEM制氢能耗约为5kWh/Nm³。目前存在产业链国产化程度不够的问题,质子交换膜和催化剂依赖进口,处于商业化初期。

(3)SOEC、AEM在国内处于研发示范阶段,尚未实现商业化。2023年4月,宜景氢能制造的国内第一条SOEC量产线在上海嘉定下线,年产能为100MW。

碱性电解槽竞争激烈,23年订单增长迅速。2022年中国电解槽总出货量约800MW,其中碱性水电解制氢设备出货量约776MW。龙头公司出货量占比较高,中船重工派瑞氢能、科克利尔晶利、隆基氢能三家公司出货量占比达80%。2023年一季度10家公司共计413.5MW电解槽订单,阳光电源、中船重工派瑞、隆基氢能分别以105MW、100MW、75MW位列前三。

目前,国内在质子交换膜电解器领域有布局的企业约20家,具备兆瓦级制氢设备产能的有中船派瑞氢能、赛克思、国氢科技、长春绿色能源、阳光氢能等。

4.中国氢能产业企业

制氢业务:国内布局制氢业务的企业主要有宝丰能源、美锦能源、东华能源、中石化等;布局制氢设备的公司主要有苏州晶丽、天津大陆、中电枫叶、中船重工第718研究所、隆基绿色能源科技股份有限公司等。

1、中国国家能源集团中国国家能源集团在氢能产业方面具有独特优势,目前煤化工板块年产氢气超过400万吨,具备供应4000万辆燃料电池乘用车的氢气产能,位居全球第一。2018年10月11日,中国国家能源集团旗下准能集团与氢能科技公司、北京低碳清洁能源研究院、潍柴控股集团签署《200吨级及以上氢能重型矿用卡车研发合作框架协议》,共同研发氢动力矿用卡车。这是我国氢能及燃料电池继客车专线之后,在交通领域产业化迈出的新一步。

2、中国石化中国石化经营着全球最大的炼油业务和全球第二大化工业务,提供能源解决方案,并通过3万多座加油站提供综合销售。中国石化每年氢气产量为200万至300万吨。目前,中国石化的氢能源来源包括制氢装置生产的氢气、炼油重整生产的氢气、乙烯生产生产的氢气。

3、华昌化工华昌化工是江苏华昌(集团)股份有限公司核心企业,始建于1970年,1999年改制,2004年变更为股份制公司。公司是一家以化工为主业的A股上市公司,中国化工百强企业,江苏最大化肥生产企业,苏州市十强民营企业。目前公司已形成煤化工、盐化工、石油化工等多品类产业格局。公司所在地江苏省张家港市氢源丰富。华昌化工近日发布原料结构调整技改项目二期投产公告。公司二期项目可生产合成气(氢气、一氧化碳),装置总合成气生产能力为1000立方米/小时。以氢气产量而言,每年可产氢气20万吨。

4、东华能源 东华能源股份有限公司(简称“东华能源”)成立于1996年,成立以来专注于烷烃资源的进口、销售及深加工,致力于将国际优质烷烃资源与中国经济增长需求相结合,大力发展清洁能源及新材料产业,打造国内最大的烷烃资源综合运营商。公司于2008年3月在深交所上市,股票代码为。东华能源可利用丙烷脱氢、乙烷裂解制氢,已成为绿色能源供应商,其副产氢客户有开灵化工、华昌化工等公司。此外,东华能源还积极向下游氢燃料电池加氢站拓展,东华能源两套66万吨/年丙烷脱氢装置每年可产氢6万吨。

5、美锦能源 山西美锦能源股份有限公司(简称“美锦能源”)成立于1992年,其前身为福州天宇电气股份有限公司(简称“天宇电气”),1997年在深交所上市(股票代码:)。公司主营煤炭、焦化生产销售,拥有丰富的煤炭、煤层气资源储量,拥有“煤—焦炭—气化—化工”完整的一体化产业链,是全国最大的独立商品焦生产基地之一。氢气是公司焦化业务的副产品:焦炭生产过程中会释放出焦炉煤气,焦炉煤气中含有50%的氢气。 按照公司660万吨焦炭产能计算,仅公司副产氢气一年就可达5.9万吨,可满足约3.7万辆轿车、1.2万辆中型卡车或9000辆大型客车的年使用量。公司控股的佛山飞驰汽车制造有限公司是国内首家生产氢燃料电池客车并首次出口的企业。

6、金能科技 金能科技是一家资源综合利用、经济循环的综合性化工企业,2017年5月11日在上海A股市场上市(股票代码)。主要产品有对甲酚、山梨酸(钾)、炭黑、白炭黑、甲醇、焦炭、丙烯、聚丙烯等,应用于医药、食品、钢铁、汽车、塑料、化纤等领域。金能科技新材料及氢能综合利用项目采用全球最先进的美国技术和国内独特的循环化生产模式,建设90万吨/年丙烷脱氢及8×6万吨/年绿色炭黑回收利用项目和6.5亿立方米/年清洁氢能项目,公司每年可副产氢气4.1万吨。

7、卫星石化浙江卫星石化股份有限公司(股票代码:,股票简称:卫星石化)是国内最大、全球五大丙烯酸生产企业之一,是国内首家以丙烷为原料形成一体化C产业格局的民营上市公司,公司总部位于浙江嘉兴。卫星石化被评为国家高新技术企业、中国化工行业最具竞争力500强企业、中国专用化学品制造业最具竞争力50强企业。卫星石化2019年4月12日晚间发布公告,公司以自有资金设立浙江卫星氢能科技有限公司,以更好地发挥丙烷脱氢、乙烷裂解清洁工艺优势,利用生产过程中的富余氢气拓展氢能业务,参与氢能利用技术开发,寻求加氢站建设,积极参与国内氢能利用产业发展。

8.巨正源股份有限公司深圳巨正源股份有限公司成立于1999年,是广东广物控股集团有限公司(广东最大的省属国企之一)的控股公司,是全国中小企业股份转让系统(新三板)挂牌上市公司。公司经营范围包括成品油及化工产品贸易、燃料油及化工产品储罐、燃料油海运、码头运营业务等。东莞巨正源120万吨/年丙烷脱氢制高性能聚丙烯项目近日在沙田镇立沙岛精细化工园区完成产品分离塔吊装仪式,标志着项目建设全面进入攻坚阶段。

9、宏达兴业 宏达兴业股份有限公司于2004年6月25日在深圳证券交易所上市,股票简称:宏达兴业,股票代码:,注册资本2,588,713,789元。公司主营产品和服务包括土壤调理剂、环保脱硫剂等环保产品,提供土壤治理、脱硫脱硝等环境修复工程服务;PVC、改性PVC、PVC建筑模板、PVC医药包装材料、PVC生态房等PVC新材料;公司于2016年12月投资设立内蒙古宏达氢能新材料研究院有限公司,致力于氢气的储存及应用研究。

10、滨华集团股份有限公司(以下简称滨华集团)注册资本15.444亿元,总资产106.6亿元,拥有50年丰富的烧碱、环氧丙烷生产经验,是我国重要的环氧丙烷、烧碱产品生产企业和三氯乙烯、油田助剂供应商。滨华集团于2010年2月23日在上交所成功上市。2018年,滨华集团实现营业收入67.51亿元、利润总额13.38亿元、利税13.38亿元,企业综合竞争力持续增强。公司与北京亿华通共同投资设立山东滨华氢能有限公司,主要业务方向为氢燃料电池汽车加氢站提供氢气。 资料显示,滨化氢能成立于2017年9月,由滨化化工有限公司与亿华通科技共同出资设立,注册资本5000万元。其中滨化化工有限公司以现金出资4500万元,占滨化氢能注册资本的90%,亿华通科技以技术出资500万元,占滨化氢能注册资本的10%。

燃料电池:目前,我国燃料电池产业发展迅速,但主要以整车组装、示范运行为主,产业链上电堆、膜电极、双极板等核心技术掌握较少。目前,我国既有自主研发的厂商,也有引进国外成熟技术的厂商,但关键部件材料性能和产量亟待提升。当前国内燃料电池系统装机市场呈寡头竞争态势,CR5占比超过50%。2020年,国内燃料电池系统装机市场份额前五名厂商分别为爱德曼、亿华通、国宏重塑、探索汽车、潍柴动力,合计市场份额接近70%。

目前,我国家的燃料电池系统系统和堆栈的独立供应商主要分为三类。圭恩氢的能源;此外,还有一系列上市公司通过投资,工业链合作和技术的介绍来扩展燃料电池相关的企业,由 和的介绍所代表。总计37个模型,占20%,在该行业中排名第一,遥遥领先。

5.氢生产成本的比较 - 化石能源产生的氢具有成本优势

•化石燃料的氢生产:(1)煤 - 氢技术途径是稳定而有效的,制备过程是成熟的,这也是一种低成本的氢生产方法,由原材料的波动影响;因素,天然气氢的成本约为7.5-24元/公斤,天然气原材料的成本占总成本的70%以上。

•工业副产品氢:从工业副产品中提取氢气不仅可以减少碳排放量,而且可以改善资源利用率和经济利益。

•通过水电解的氢生产:与化石能源和工业副产品氢,碱性氢和PEM氢的生产技术相比,用水的成本,能源成本(电力),原材料成本(电力),原材料成本(水)和其他运营成本更高。在当地地区,可再生能源电力的价格预计将继续下降。

5.氢能的应用领域

①能源存储:减轻可再生能源存储问题

可再生能源峰值负载存储需求紧急

可再生能源(例如风能和光伏发电)的特征是随机性,间歇性和低能量密度,与其他形式的需求,例如冷和热量,电力具有供需之间的实时平衡和需求之间的特征。揭示系统的峰值,并带来一系列问题,例如,从长远来看,传统的电力系统调节和优化方法将遇到天花板,并且将无法满足可再生能源产生的挥发性储能需求。

氢能为可再生能源存储提供了全面的解决方案

氢能在清洁二级能量和有效的能源储存载体上起着双重作用,是实现大规模的跨季节储存和可再生能源的运输的最佳总体解决方案,在“三个北方”地区,具有良好的风和光资源,可用于促进能量的良好运输型和溶液中的液体运输中心,并用来繁殖。另一方面,在具有浓缩能量的区域,可再生能量可以用于电解,或者可以直接用于满足局部能量需求,否则可再生能量。

②工业:氢冶金可实现深脱碳化

氢冶金利用氢的高还原性,是一种低污垢,低发射的尖端技术

氢冶金的原理是使用氢的高还原特性来代替煤炭中的煤炭,以降低甚至完全避免钢铁生产中的二氧化碳排放量。 e通过将可乐炸开,但碳排放量是整个钢的90%,尽管有直接的钢铁工艺(DRI)仍然无法达到深度的脱碳效应。 Oring 。 外部合作方法包括与国际领先公司的行业 - 大学研究合作与合作。

石化产业中对氢的需求将大大增加

在石化行业中,由于对高质量的低硫燃料的需求,大多数氢气用于水力发电,加氢裂缝和脱硫。目前,根据当前的假设,使用天然气作为氢生产的原料,据估计,到2030年,与2005年相比,在炼油行业中使用氢的数量将增加一倍。

③运输:我的国家优先考虑商用车的开发

有两种类型的氢燃料汽车:一种是氢内燃烧发动机车辆,它使用内燃烧发动机燃烧氢(通常是通过分解甲烷或电解水来获得的),以产生动力以驱动车辆的速度缓慢,但由于耐用的燃料燃料,燃料的燃料是燃料的燃料,因此可以驱动汽车的问题。被理解为“具有自己的氢燃料发生器的电动汽车”,并具有更深入的应用,由双重碳目标驱动。

氢能在中国的运输领域的应用遵循“氢燃料电池商用车首先发展,氢燃料燃料电池乘用车稍后发展”,根据2020年新型能量汽车的国家监控和管理平台的数据,物流车辆在中国的氢气中及通行车辆的60.5%的通行式车辆,高空公司,高空公司,高空。在2020年,氢燃料电池车仅占0.1%,在公共汽车,公共汽车和其他乘用车上售出90.3%,物流车,拖拉机和其他卡车占9.7%,由拖拉机代表的重型卡车开始增加。

氢燃料电机车辆系统组成

氧气燃料电池汽车的核心是燃料电池发动机系统,其结构主要包括燃料电池发动机,载氧气储能系统,冷却系统等。燃料电池发动机系统主要由燃料电池堆组成,氢供应系统,氧气供应系统,发动机控制器等。燃料电池系统通过驱动器电机为电动机驱动电动机以驱动电动机的电动机和电动机的范围驱动电动机,并驱动电动机驱动器,并驱动电动机。

2.氢的存储和运输方法

整个氢能链可以分为三个主要的联系:氢能的氢能和运输链接包括氢能和氢能的关键整个氢能链,氢气储存和运输是一种关键联系,从终端氢价格组成的角度限制了我国家的氢能和燃料电池行业,氢存储的成本约占总成本的30%。

1.氢能储能技术路线

目前有三种主要的方法,即储存气体氢,液态氢的储存和固体储存,高压气体存储技术是最成熟的

•气体氢的存储:高压气体储存增加了氢气的压力,以减少技术,并且将在一定时间内成为中国的主流,但在氢存储密度和安全瓶中都有氢存储瓶中的瓶装瓶中有四型固定瓶(纯钢瓶(型), III型)和塑料衬里瓶(IV型)。

•液体储存:储存液体液体储存液的高密度和高成本。

•固体氢存储:通过利用固体对氢的物理吸附或化学反应,主要包括苯,合金氢的储存和固体氢的储存。

固态氢存储技术路线可以主要分为金属氢化物,协调的氢化物,碳材料,金属有机框架材料(MOF)和水合氢储存。

•金属氢化物是固定氢存储的主流技术,包括镁,钛,钒,稀土和复合氢气合金,镁合金具有较大的氢储存能力(最高7.6%) %,脱氢温度明显低于镁合金。

•配位氢化物路线需要碱金属(锂,钠,钾等)或碱土金属(镁,钙等)或第三组元素(铝,硼等)。

•碳材料路线需要诸如活性碳,碳纳米纤维和碳纳米管之类的材料。

金属氢存储材料以金属氢化物的形式将氢存储在氢气中,合金氢存储材料在氢气压力和氢压力下会在一定的温度和氢压力下产生氢气的氢气反应。

微型机制:随着氢键断裂,氢分子首先被吸附在金属表面上。

2.氢能运输技术的成本

氢能的存储方法决定了运输方法。

•在中国使用的最广泛的拖车在该国的最广泛的拖车是长管拖车的运输压力。

•对于高压气体存储和运输,当运输距离为50公里时,随着距离增加了长管拖车的运输成本,运输成本为3.6 rean/kg。

•50-600 km时不不成本对成本对成本距离距离距离距离距离距离,50-600 km时,10-13元/kg/kg范围范围

•氢运输的成本主要来自与正相关的管道相关的折旧和维护成本。

3.固体 - 州氢存储技术具有广泛的应用前景

不同的氢存储方法有不同的场景。

载工程车应用:1)叉车对重量不敏感,与高压储物罐相比,固体储能更合适,固体氢存储可以存储超过两倍的氢气,是电池寿命的两倍,并且叉车的氢化可以连续使用。

机械施工车辆也适用于使用固体氢存储设备。

√客用汽车:目前,燃料电池的所有者必须使用三个罐子,一种水平和垂直的位置,如果使用固体氢存储设备,则可以使用固定的速度。停车。

站√沟通基础站的来源:例如,在我国家的2008年地震之后,一些单元开发了一个由燃料电池和固体氢存储设备组成的备用电源。

√分布式能源供应:由于氢存储所需的低氢压力,可以将固体氢存储装置与光伏电源一起使用。

和√绿色氢和化学物质的组合:化学物质需要连续的氢供应。

峰√电峰顶电站:固体氢气和200MW上方的燃料电池可以用作峰值调节电站,可以提供超过4或5个小时的功率,而固体氢存储单元的成本可以低至1.0 yuan/wh,而固体系统略低于目前的系统。安全条款。

源√紧急功率:它用于数据中心,医院,社区以及其他行业和商业。

4.氢化站的技术路线和核心设备

氢加油站的技术途径主要包括制造氢技术和外部氢供应技术。

•氢压缩机:氢压缩机是一种关键设备,可去除拖车中的氢,并将其压到氢存储目标压力上,该目标占氢气加油站的40%。

•氢储罐:氢化站使用氢储存容器和站中的氢瓶之间的压力差,以实现氢的储存压力。

•氢化机:氢化机由控制系统,计量系统和氢化枪的三个核心链路组成,氢注射的最终连接已完成。

3.固体 - 州氢存储技术

1.固体氢存储的概述

氢的储存是通过氢气和合金在室温下的化学反应,使氢原子的氢储存压力为2-3 MPa。

固体氢的最大优势是简单有效的。

中国工程学院的院士王成山认为,将来,终端能源系统中氢能的比例将继续扩大,绿色氢的比例将继续增加。

目前,高密度安全存储氢运输已成为氢能产业链中的主要瓶颈问题,这对于氢能的商业运作至关重要。

根据高行业的氢能,随着研究,开发和应用中的固体氢存储的持续探索,固体氢存储将在未来的多元化氢能存储和运输系统中占据重要地位。

2.固体 - 状态氢存储技术路径

与高压气体和液体储存相比,固体氢的存储能力很高。基于基于碳的碳基于碳的吸收氢和金属有机框架(MOF),带有微孔网格捕获储存氢的共价有机骨架(COFS)材料。

化学氢化使用金属氢的储存。

①基于镁的氢存储

基于镁的氢储存材料被认为是氢储存量最多的金属氢储存材料之一,6千克/M标是标准状态下的氢密度的1191倍,是70MPA的2.7倍,高压储存的液体液体储存量是1.5倍,可以使材料越长,并且能够易于运输。应用于新能源,医学,农业和其他领域的领域。

基于镁的固体氢储存材料的主要成分是氢化镁,纯度> 99%。

镁的氢储存材料中有两种类型的氢:

1)热,300℃-400℃℃可稳定释放释放氢气释放:

它可以在氢加油站使用,也可以用于分布式发电和车辆氢。

2)氢氢储存材料在潮湿的环境中包含负面的氢离子。

可用于备用电源,无人机等。

在准备基于镁的固体氢存储材料中,上海北部大学,南中国人科技大学,北京大学,福丹大学和其他大学,上海镁电力技术有限公司,有限公司,是世界上唯一可以生产镁基于稳定的实习生的公司。

上海镁电力技术有限公司的基于镁的固体 - 固体储存材料生产技术来自上海 氢科学中心,一系列困难。 。

②,稀土系统氢存储材料

这种类型的氢材料是最早的氢储存材料之一。

但是,这种类型的氢气材料的成本很高,并且在吸收氢气后,重量变得非常重,并且循环使用寿命也非常严重。

除了固体氢的性能外,稀土氢存储材料还具有电化学的储存性能。

汉尚大学汉申大学教授(稀土存储)

稀土储存材料的新型是一种具有较高氢储存能力和特殊晶体结构的稀土储存材料。

2016年,据了解,新型稀土氢储存材料的工业化已在国外实现,并且产品已经开始使用高容量和低点的电池生产。

New Co.,Ltd。

③钛存储材料

最常用的钛存储材料是合金,例如钛铁,钛锰和钛镍。

镍的体积密度高达115 kg/m3h2;

第四,国内田径播放器公司具有固体储存

1. Houpu股票清洁能源加设备总体解决方案供应商供应商

希望清洁能源(集团)有限公司

Houpu于2019年开始了有关固体氢存储技术的研究,并与四川大学建立了一家特殊的氢能研究所。

Houpu Clean (Group)Co.,Ltd。(以下称为“ Houpu Co.,Ltd.”)于2005年1月7日成立。它在2015年6月11日的深圳证券交易所的深圳股票板上列出(股票代码:股票代码:)是清洁能源Plus设备的供应商。

在战略升级和工业扩张之后,Houpu的份额涵盖了天然气/氢气注入设备的生产和整合;

Houpu are high -tech by the . They have 517 , 137 , 67 -proof , and 216 CE .

2. Yong'

in 2010, Bank a full -scale , home life, and . It is based on the two major of smart and smart life.

Yong'an Bank uses the R & D, sales, , and of the based on the of and data cloud . At the same time, it with a on the "Yong'an Bank" APP. On 31, 2021, the has a in more than 300 and the .

As an high -tech , in the of new , Bank has been at the of . Car ".

In the field of smart life, the on its own of big data to the " Xing Smart Life " to a of home and home care . and , the of with APP full -chain a life for , , , and .

The to , and has more than 210 and with core .

The 's rod is . It uses low - solid -state . It is not only safe but also high. The is high. The rod has such as , high -, and . It is .

3. metal

Metal Group was in 1993 and was in the Stock in 2007.

As a in the field of light metal in the world, have and , and the share of major such as , , and has been the world. - alloy " chain and" high- alloy- " .

the , Metal to , , to green and , and is to a "high -tech group" and high - and for the of China and the .

The the of -based with and and .

4.

New Co., Ltd. ( to as " New ") is a -owned of , Co., Ltd. ( to as " "). Since 2002, the has in lines such as , , and iron . With the of the 's new scale, in order to the of the new , the of the and core of the new . On 20, 2016, the will It is from 's to set up New Co., Ltd.

The now has 4 -owned, and one new . on , and high -end , they use to work hard to to in and , and high - by users with first -class and . , iron , high - , NCA and other of new are the of next - new such as -rich -based and 5V high , and many well -known at home and . The share is among the best in the same , an brand.

The 's alloy for the of - . The 's are in the 's in the power and field.

5.

in 1991, Group is in . It is a large -scale and group in China.

The Group has been based on the of the real , based on , and R & D . " , , and ", the has been at the of the and leads the of the .

Co., Ltd. ( Code :) on the Stock in 2004 is the of my 's “ , new , large and ” in China. my 's first plant.

6. Inner and New Co., Ltd.

the of , the , and of , and the , and of . .

As the in -, the has a of : built the first in Inner , and the first buses in the area to break the of the in one fell swoop. The chain of , , , and use is to a -level blue ocean.

The is with many such as new and , fine , , and , high - , , and of .

7. .sz

It is said that the has now its and in the field of new and out the and of solid -state .

St. Co., Ltd. was in 1997 and was on the GEM of the Stock on 24, 2020 ( code: .sz).

The to the green low - , the of "dual - and dual - ", to build a dual for "waste power , new " with .

, , and of is an brand - brand . The top ten of China's waste power PPP have been the " and ", "Luban Award", "2022 China 500", "2022 500" "2022 500" The honor of the top 00 "(45th) and other .

At , Co., Ltd. 13 waste power the , 6 , 5 , 2 , waste waste ( oil , power , , etc.), one , 1 fluid plant, solid -state and , 1.

As an in China, to the of " to holy, is Yuan", bear , and does its best to to the goal of " peaks, ".

8. Co., Ltd.- Maple Co., Ltd.

One of the three basic of Maple Co., Ltd., which has been held, is -based solid -state . At , the line of the of high - of alloy has been and put into .

Maple Group and such as , - and , and of fuel cell such as -based solid state and of -based , , , and use of use.

9. East Antai

It is also in the form of Antai , an Co., Ltd., Ji Cui Antai , to .

Antai is a high -tech by the R & D of Antai , the R & D of Antai , by the . It is the first batch of "new R & D " in , " ", " 's Key New " and " in ". on the and team , the and the and have been as the " and " of the of .

The has a high -end R & D team of a of and and a team with rich and . It has hired 14 and well -known to form a to to the 's -, and with well -known and . won the " " in , 2 from , "333 high -level " in , 3 were by " ", 2 were by City " Plan", and eight were rated as for the of .

on "new and ", the has a of and and -level key R & D in the of - , and power , and has a of with , and has been to .

The is to the world's and , an , value and in the field of new .

Antai has a rare earth AB5 alloy and . It has , near -room drain , good and their batch , and has and . . 8W.%.

As a of the team and , from 2019 to 2022, Antai 25 and local , 4 key and plan , 4 funds, 2 pre - , 's and and plan .

On May 18, 2019, the of the line of alloy was held in Port, with an of 500 tons. It is the first line of AB5, AB2, and -based - alloy.

V. of the value of solid &

1, 100 yuan input, 20 yuan ?

Under the " " goal, the of the has much .

On March 23, 2022, the and and the State the " Long-term Plan for the of the (2021-2035)" ( to as the "Plan"). The top-level of the was . This is also my 's first - and long-term in China.

In the , at the end of March 2022, a in the [ ] were set off, the for the chain!

But the fact is that to this year from March last year, the most is: a large of stock in the cut or fell one year. At the same time, the of the stock index has no .

After a lapse of a year, on March 25, 2023, a in "News " in "my Solid Power for the first time", once again the of to come to our sight.

固态储氢——如何储氢?有什么优势?储存后如何使用?发电并网是什么意思?(氢作为已知最轻的元素,如何储存它,是一个长期的命题,常见的有高压气态储氢与低温液化储氢,这两个路径,都是纯物理过程,无需储氢介质。)

与目前的气态和液态储氢方式不同,它是在常温下,通过氢气与合金发生化学反应,让氢原子进入金属的空隙中存储。

在同样3个兆帕的储氢压力下,储氢体积提升20倍。(虽然从体积储氢密度来说,固态储氢与液态储氢在一个量级,但液氢主要应用于航天航空、电子、冶金、医学等领域,全链需要配套低温液化和还原设备)固态储氢通过升温即可释放氢气,用以发电、加氢等。其中用以发电并网,就可以实现风、光等绿电的储存、二次能源转换。

(可以理解为储能的一种方式:为了适应电网的用电峰谷、电网中常需要启动快和比较灵活的发电站,从理论上讲,氢能发电就非常适合扮演这个角色)。一切看起来都是那么通顺和美好,氢能源产业链又迎来了一个从实验室走向应用的技术进阶,事实上,我们的观点依旧是:

万亿氢能是少年,资本红利勿太急!

无论是2022年3月底,我国首个氢能产业中长期规划的出台,还是2023年3月底,固态储氢第一次从实验室走向了应用。

以本次报道中的固态储氢技术为例:大规模应用的最大问题

1.成本问题,100元的投入20元的产出?!

2.真实世界实际应用的可行性?用,当然可以用!问题是,有没有用?

报道节选:

云南,固态储氢同样实现了示范应用,氢气释放出来,通过燃料电池转化为电能并入电网,不管是晚上还是阴天,都能实时对新能源最大程度地进行消纳和转化。

整个项目存储的165公斤氢能,在用电高峰时,可持续稳定出力23小时、发供电2300度,将推动大规模稳定消纳清洁能源、加快建成新型电力系统。

其中:我们要先确定从绿电(如光伏)这样的一次能源转换为二次能源(氢能)的成本构成。

目前,电解氢的主流技术为:碱性电解水制氢和质子交换膜(PEM)电解水制氢技术。在国内电解水制氢路线(较领先的公司)中,碱性电解系统转化效率70%-80%,PEM电解系统转化效率为70%-90%。按照1000立方米/小时的电解水制氢设备,大约制取1立方米氢气需要5度电。

验算:已知:① 整个项目存储的165公斤氢能,在用电高峰时,可持续稳定出力23小时、发供电2300度② 1立方氢气需要5度电③ 1立方氢气=0.089公斤11.2立方氢气=1公斤

换个说法:② ③告诉我们,电解水制氢一公斤大约需要56度电。

制造165公斤氢能需要多少度电?意思是:从光伏发电,到使用目前主流的电解氢技术来获得这个165公斤氢能,我们仅计算一个电力成本(实际上电解槽的设备相关费用还有20%的占比):

165公斤*56=9240度电

答案是:获得165公斤氢能,仅电力成本一块,需要9240度电。

已知中显示,165公斤氢能,通过该套固态储氢设备升温后释放氢气,通过燃料电池转换为电能并入电网,实现了2300度电的输出(发供电)。

那么成本与效益怎么计算呢?没法往下算。9240度电的成本(还只是一部分成本,不是全部),获得2300度电的收益。换个意思表达,就是你投入100元块钱,实际能够产出20元钱!整个项目存储的165公斤氢能,发供电2300度。注意噢,这个很重要!2300度电是什么概念,普通家庭每月用电大约300度,相当于7-8个家庭1个月的用电量!新能源时代的行业变革,是理想!更是现实!理想与现实之间,并不是“热情”和“盲目”这座桥梁可以实现的。

时代的进步,技术研发的迭代发展有其客观规律,它需要时间,需要很长时间,并不由大家的热情而改变它的生长速度!

无论是资本市场,还是实业投资,先研究,后决策!听起来“通顺即安全”的宏大叙事,在新的经济环境中,已被完全淘汰!同时,也在大量地淘汰那些低头拉车、不看方向的资本!

2、氢能源背后的真相:是终极能源,还是一场骗局?

当前,汽车行业已经进入百年未有的大变革时代,低碳化、信息化、智能化已经成为全球汽车技术发展的必然趋势。时至今日,相信已经没有

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