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【原创】东方电气的氢能发展实践与战略构想
东方电气 文章来源自:高工氢电网
2022-06-01 09:10:02 阅读:13085
摘要在2022(第四届)高工氢电产业峰会(华南站)上,李重霖发表了“氢能助力打造清洁能源高地”的主题演讲。
“目前氢能行业竞争格局尚未定型,行业规则与产业格局将不断演化,任何一家企业都不可能单枪匹马,凭一己之力塑造产业格局。”东方电气东方氢能总经理助理/东创氢能总经理李重霖表示。


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在2022(第四届)高工氢电产业峰会(华南站)上,李重霖发表了“氢能助力打造清洁能源高地”的主题演讲。他着重分析了当前的氢能产业发展环境、氢能与可再生能源融合发展构想,并介绍了东方电气氢能发展实践 。

抱团发展互利共赢是当前氢能产业链最优选

李重霖在演讲中论述了我国当前的氢能产业发展环境。整体来看,我国氢能产业政策环境是积极稳慎有序,是在中央重视、规划引领、政策驱动和行业共识的大势下,稳慎有序的向前推进。

具体来看,2022年1月24日,习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时指出,要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置,积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源。要加快发展有规模有效益的风能、太阳能、氢能等新能源。

国家发改委、国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,厘清了产业发展现状与形势、明确了战略定位、细化了目标与任务,总体持谨慎乐观态度,其中指出我国氢能产业仍处于发展初期,产业发展形态和发展路径尚需进一步探索,有序推进氢能在交通领域的示范应用(2025年保有量约5万辆),拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用,推动规模化发展,加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径。

李重霖指出,当前我国氢能产业的发展主要依赖政策驱动,汽车领域规划多政策少,发展缓慢;其他领域有引导无政策,主要是科研示范。

“抱团发展并从互利的共同演变中获利,已成为产业参与者求生存、谋发展的共识和策略。” 李重霖表示,目前氢能行业竞争格局尚未定型,行业规则与产业格局将不断演化,具有较强的可塑性。同时,产业参与者因为产业链条长,无法单枪匹马、凭一己之力塑造产业格局。 

从技术环境来看,国内整体技术迭代的速度越来越快,长寿命、大功率、高功率密度、低成本是燃料电池技术攻关的重点。从系统功率提升的轨迹来看,2019-2021年上牌车型平均功率依次为39.6kW、52.9kW和93.2kW,燃料电池正不断向更大功率的方向迈进。 

国家重点项目研发计划也规定了大功率和长寿命考核指标。十四五国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2022年度项目规定,质子交换膜燃料电池与氢基内燃机混合发电系统技术考核指标:单个模块发电额定功率≥150kW,发电效率≥50%;燃料电池热功率覆盖50-200kW,其中50kW标准化模组寿命大于40000小时(实际运行时间不少于10000小时)

未来我国燃料电池汽车商业化发展将主要围绕:降低燃料电池发电成本、降低燃料电池铂催化剂的单位用量、提高催化剂耐久性和提高电堆功率密度四个技术方向展开。

李重霖表示,从企业发展的阶段来看,燃料电池企业已从产品阶段进入销售规模扩张阶段,亟待突破可持续的商业模式,实现快速占领市场、扩大销售规模,构建护城河,具备持续赚钱的核心能力目标,从而大幅提升企业价值。

氢能与可再生能源融合发展构想

氢能是多能融合的新介质,氢能作为灵活高效的二次能源,是多能融合的良好介质,可作为电力、热力、化石燃料等各种能源品种之间转化的媒介。对此,李重霖认为,氢能助力构建新型综合能源系统,并且可与可再生能源深度融合,打造新型氢电互融型综合能源体系,助力打造清洁能源高地。

李重霖从消费侧、供给侧、技术侧和体制侧给出了应对策略。在消费侧,充分发挥氢气作为燃料、原料双重属性,在交通、工业、建筑三大领域提高清洁能源消费占比;在供给侧,开展可再生能源富余电力制氢,保障可再生能源消纳,同时借助储运氢技术,实现跨时段、跨季节、跨地域大规模储能;在技术侧,氢能作为新兴技术,技术迭代快,以氢能技术突破带动清洁能源产业升级;在体制侧,以绿氢作为绿色电力证书交易的重要组成部分,打造全面的清洁能源市场化发展。

氢能拥有二次能源灵活高效的诸多优势,如何才能将氢能与可再生能源融合发展路径结合起来?

李重霖对此提出了3个重要建议:其一是提高可再生能源大规模并网能力;其二是在能源输送方面,平衡可再生能源区域性供需错配;其三是助力消纳,扩大可再生能源消纳市场。

东方电气集团的氢能发展实践

中国东方电气集团有限公司(证券简称:东方电气 代码:600875)是全球最大的发电设备制造和电站工程总承包企业集团之一,是国内唯一一家拥有“水、火、核、气、风、太阳能”六电并举研发、制造能力的中央直属国有大型上市企业。
 
东方电气自2010年正式立项启动燃料电池技术开发,在氢能领域已经深耕了10年以上。东方电气一直坚持从核心技术到系统产品“由里及表”的自主开发之路,掌握了涵盖膜电极、电堆和燃料电池系统完全自主知识产权的核心技术。特别是自2018年成立东方氢能这个产业核心平台,东方电气的氢能产业化正式步入快车道。

现阶段,东方电气氢能产业布局在氢制取、氢储运、氢加注、燃料电池、氢应用等环节全链布局已基本成形,并确立了氢能产业集群、氢能制储运加、燃料电池、氢能创新平台和氢能投资平台五域协同的立体布局态势。

在公司产品体系的构建方面,东方电气已经掌握膜电极、电堆完全自主知识产权核心技术。其中膜电极功率密度超过2.0A/cm2@0.65V ,实现国产膜电极累计运行超过千万公里;高性能石墨电堆,功率覆盖15-100kW,实际运行寿命超过10000小时;燃料电池系统覆盖10-120kW,涵盖公交、轻卡、重卡、环卫车等交通领域应用和分布式发电、商业建筑、应急电源等发电领域。


在示范应用方面,氢能交通是率先落地的重点。东方电气现阶段已经在成都、贵阳、西昌等地投运车辆200余台,共计运行线路20余条。截至5月份,2018年上线的10台车辆,燃料电池平均工作时长超过8000小时,单车最高里程23万公里,累计1400万+公里。公交车氢耗处于3.4~4.3kg/百公里。

除了在氢能交通领域进行了示范运营的落地,东方电气还在大功率氢燃料电池冷热电联供系统方面进行了积极探索。

公司在正在构建以可再生能源PEM电解水制氢为核心的氢能“制储运加用”综合示范园区,打造光伏发电耦合PEM电解水制氢系统+储运氢系统+撬装式加氢系统+氢燃料电池分布式热电联供系统+终端应用。

最后,李重霖还介绍了东方电气氢能耦合多能互补发展构想。一方面,东方电气将推动风、光、水等可再生能源与氢能融合发展,探索绿电供绿氢,构建风光水氢储一体化综合智慧能源解决方案;另一方面将聚焦氢制取、储运、加注及应用等环节核心装备研制,聚力氢能交通、综合供能、氢储能、氢燃机、氢化工、氢冶金等应用领域,致力于成为中国氢能综合利用引领者。


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