高成绿能氢储能发电系统的价值与探索2023
ekson 浙江高成绿能科技有限公司 氢储能发电系统的 价值与探索 侯向理首席技术官 2022/12.13浙江高成绿能科技有限公司 ZhejiangNeksonPowerTechnologyCo.,Ltd 第页/共34 目录 CONTENTS 浙江高威绿能科技有限公司 01 02 03 机遇与挑战 氢能电站应用案例 高成绿能简介 第2页/共34页 01 机遇与挑战 第3页/共34页 氢能的价值 浙江高成缘能料技有阳公司 ConventionalStorageTransportation Power Generation Synthetic Fuels 齿 HydrogenUpgrading Oil/ Biomass Renewables Waste H2 Ammonia/ Fertilizer Nuclear/H,oHydrogen Generation ElectricGrid MetalsProduction Infrastructure withCCUS Chemical/lndustrial Processes GasHeat/Distributed Power Infrastructure 美国能源部，《储能大挑战路线图》(《EnergyStorageGrandChallengeRoadmap》 氢可作为“电一氢能源转换体系“的关键媒介和能源转型的基石，容易获得，来源多样，用途广泛，战略意义重大 第4页/共34页 氢储能优势Dekson 浙江高成缘能料技有限公司 新能源消纳 适合长周期（小时 储运与使用方式 灵活性 可采用纯氢运输、天然气掺氢、特高压输 地理限制与生态保护规模储能经济性 相较于压缩空气、储能系统的边际成 至季度）；大规模 电-受端制氢和液氨 抽水蓄能等其他大 本下降，规模化储 （兆瓦到百吉瓦级容量规模）储能 等方式，不仅可与电能之间相互转化，也可转化为含氢化合物促进工业脱碳 第5页/共34页 规模储能技术，氢氢比储电的成本要 储能不需要特定的低一个数量级 地理条件，应用场 景更广泛 氢储能发电应用模式 浙江高城绿能料技有限公司 实现多能互补 实现分布式智能供电 光伏制氢 业园大区 其他可再生能源制氢电网 电网商场/医院 氧储能电站 家庭/生活区电网 电网 交通工副产字 化学制氢第6页/共34页 氢储能发电经济性 发电成本=制氢成本/氢-电转化效率+制氢/储氢/发电设备折旧及使用维护成本收益=销售电价-发电成本 氢储能发电的经济性取决于充（制氢）放（发电）电价差。 假设绿电-制氢-发电场景：可再生能源电价占绿氢制氢成本的60-70%，以0.15元/kWh可再生能源发电电价和50kWh/kg制 氢电耗计算，可再生能源制氢的成本约为10.7~12.5元/kg。按照单位干克氢气发电18kWh和0.6元/kWh售电价格计算 ，售电收入为10.8元/kg，最多与制氢成本勉强持平，全链条算下来必然亏损 整个链条电-氢-电能量转化效率只有30%多，这导致充放电电价差值至少5倍以内都没有经济性 出路在哪里？ 1、进一步提高全链条电能转化效率，并充分利用副产热 2、可再生能源电价是否可以进一步降低到0.1元/kWh甚至更低？同时寻找销售电价更高的场景？ 3、氢气价格是否有更便宜的来源，警如副产氢、进口氢？ 4、前期是否可以寻找一定政策支持，促进技术进步和产业链成本下降，顺利度过产业培育期 5、特定场景挖掘与其他储能技术的比较优势，警如长周期、低频率、大容量应用领域 6、将氢储能发电与氢气多种工业应用相结合，提高氢气使用灵活性与经济性 总结：寻找便宜氢源，提高能量利用效率，寻找高电价应用场景，寻求政策支持，挖掘新型应用领域 第7页/共34页 Deksoi 新江高成绿能料技有限公司 氢储能机遇与挑战ekson 浙江高成绿能科技有限公司 机遇挑战展望 能源体系转型氢气成本氢气规模化制造，成本进 可再生能源不稳定性对储能电站造价成本步降低，且实现跨区域、跨 的需求能量转换效率国境供应 氢储能自身的优势长周技术成熟度>电站成本未来10年大幅下降 期、大容量制氢-储氢-运氢-发电整个流，能量转化效率进一步提升程较长，法规制度不健全多种技术路线百花齐放 特定应用场景先行，由示范应用到商业化推广，技术成熟度持续提升，法律法规进 一步完善 发电与多种消纳方式相结合 ，宜氢则氢宜电则电 第8页/共34页 02 氢能电站应用案例 第9页/共34页 产品应用案例可再生能源制氢 嘉兴恒创电力集团、嘉兴市供电局 国内首座氢储能热电联供电站 PEM电解水制氢额定产气量5Nm3/h氢储系统 燃料电池发电额定发电功率>25kW注置和热补电池话电码 余热回收热水供应量约8L/min，热水温度≥50℃； 出功率 发电并网输出电压380Vac，可以并网使用/控制输 技术优势及产品特点 嘉兴电力红船“零碳”智慧园区 ·园区屋顶光伏发电制氢 ，热能与电能双利用，相辅相成，提高能源利用率氢储系统 ·并入智慧能源体系，实现远程监控 第10页/共34页 产品应用案例可再生能源制氢 浙江正泰新能源科技有限公司 碱式制氢&PEM电解水制氢双系统 碱式制氢额定产气量5Nm²/h PEM电解水制氢额定产气量1Nm3/h 燃料电池发电额定发电功率≥10kW 车辆动力系统额定系统功率5kW（风冷） 技术优势及产品特点浙江海宁正泰新能源园区 ·采用双系统制氢：碱式制氢&PEM电解水制氢 ·增加氢气增加装置，可支持氢能车辆加氢CHNT能方舱 ·搭配多辆氢能观光车进行示范运行 双电源系统（光伏+谷电）供电制氢 第11页/共34页 产品应用案例可再生能源制氢金属储氢系统首次示范 浙江巨化股份有限公司 PEM电解水制氢额定产气量2Nm*/hA 燃料电池发电额定发电功率≥5kW 储氢系统储电量≥10kWh 制氢系统工作压力1.0~1.6MPa（压力可调） 技术优势及产品特点 ·采用金属储氢系统 热能除供应园区外，还用于金属储氢 ·双热管理系统，更加高效利用余热 浙江巨化集团化工园区 4 第12页/共34页 可再生能源制氢模式Oekson 国际能源署（IEA）发布的《2050年净零排放：全球能源部门路线图》指出，至2050年，可再生能源 发电将占全球总发电量的88%：其中，风电和光伏发电占全球总发电量的68% 发电侧 电网侧 用户侧 储能可用于解决因 储能系统可提供辅 电网削峰平谷，节省 风光发电的间歇性 和波动性导致的电 助服务，维持电网稳定运转 电费； 备用电源，防止断 网不稳定以及弃风 电影响设备运转； 弃电问题 用于离网电源 自前，可再生能源制氢储能电站主要用于发电侧领域，实现长周期、大体量储能，形成真正的绿色闭环式能源产业链 但短时间内经济性较差，需要深入挖掘应用场景，中长期随着绿氢的普及和制氢成本下降，该方式发展前景看好，可实现真正零碳排放 第13页/共34页 产品应用案例 特殊场景即产即用 甲醇重整制氢额定产气量320Nm/h 燃料电池发电额定发电功率≥300kW 电站模式支持并网/离网、孤岛运行 无补给工作时长≥400h 电力系统AC400V并网/离网 技术优势及产品特点 ·燃料为化石燃料，对储存条件要求不高 ·氢气即产即用，无储存带来的可能风险 燃料电池工作过程温度较低，高隐蔽性，红外特征低 ·高可靠性，安全措施完善 有限公司 第14页/共34页 化石燃料制氢模式 在线制氢一一即产即用 化石资源/醇类制氢工艺成熟、成本低廉，具备较强的规模效应，是自前工业氢气的主要制取路径。自前，全球氢气消费量超过96%是通过化石燃料制取的。中短期内该方式可 有效解决氢源的问题，借助于碳捕集与封存技术（CCS），可以有效 降低该制氢方式的碳排放量，将“灰氢”转变为“蓝氢”以实现未 来化石能源的可持续发展。 CRUDEOILREFINING 浙江产科技有限公司 制氢工艺主要原料相关项目 煤气化法 煤、石油焦 恒力石化公司2000万吨/年、浙江石化公司4000万吨/年、盛宏石化公司2600万吨/年、中国石油 天然气集团公司广东石化公司2000万吨/年等新建炼油项目以及中国海洋石油总公司惠州炼化公司2200万吨/年、中国石化集团公司燕山石化公司1200万吨/年、洛阳石化公司1800万吨/年等 甲烷蒸汽转化 天然气 中国石油天然气集团公司云南石化公司1300万吨/年炼油项目 甲醇蒸汽转化 甲醇 山东寿光鲁清石化有限公司60000m3/h甲醇制氢 第15页/共34页 产品应用案例备用电源 中国铁塔股份有限公司 浙江高成绿能科技有限公司 使用场景 公共场所 居民区 地下车库 野外 数据中心 运行功率 ≥5kW ≥5kW ≥5kW ≥5kW ≥10kW 供电时长 ≥8h ≥8h ≥8h ≥8h ≥72h 噪音要求 <70dB <65dB <70dB 不限 轻量化设计集成化设计 不限 使用环境城区内部楼顶密闭空间半山腰室内恒温 第16页/共34页 高环境适应性设计 基站备用电源模式 Dekson 新江高成缘能科技有限公司 备用电源场景对氧气价格敏感性较低，可充分发挥燃料电池无自 2021年7月14日放电、环境适应性好等优点，应用前景看好。 工信部印发《新型数据中心发展三年行动 计划（2021-2023年）》明确：支持探索 国家算力枢纽 国家数据中心集群 利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据京津冀枢纽张家口集群 中心多元化储能和备用电源装置，这一规 长三角枢纽 芜湖集群 划为氢储能在电力行业扩大了市场。长三角生态绿色一体化发展示范集群 粤港澳枢纽韶关集群 2022年3月贵州枢纽贵安集群 “两会”期间，提出实施“东数西算天府集群 工程，统一布局节点型设施，加快成渝枢纽重庆集群 打造8大纽、10个国家数据中心集群甘肃枢纽庆阳集群 ，稳妥有序推进国家新型互联网交换宁夏枢纽中卫集群 中心、国家互联网骨干直连点建设。内蒙古枢纽和林格尔集群 第17页/共34页 产品应用案例化工副产氢SOL 浙江高成缘能料技有限公司 xxx精细化工有限公司 供电输出STS图例 电路 +氢气路 电堆额定功率≥2MW10%V温度调书间+空气路 雷电池传热热器+纯复气水路 电站净输出≥1.6MW 氢气流量1300Nm3/h 空气过滤机组鼓风机中冷器暖冲罐 冷都水 毛排 可回收余热≥1300kW燃料电池系统甲方冷却插环水 氢气纯化馒冲维地视器 板式换热器 技术优势及产品特点氟气缓冲器集装箱供热 对外供热 ·燃料为提纯后的化工副产氢 ·氢气提纯单价低，制氢成本较低电站流程简图 ·电站的公用工程需求与工厂契合通用 降碳省电，解决“拉闸限电”问题 第18页/共34页 化工副产氢模式eSO 石油制氧及工业副电解水制氟 浙江高成缘能料技有阳公司 产提纯制氢1% 根据《中国氢能发展报告2020》的统计，工业副产氢的年供应潜18% 力为450万吨以上，其中焦炉煤气副产氢的供氢潜力最大，可有 效推动废氢回收再利用二次能源循环市场产品推广应用。若可用 副产氢中20%用于燃料电池发电，则年副产氢约91.8万吨，约可 建设1912MW规模的电站。天然气重整制氧 19%煤制氢 62% 工业副产氢年产量(万吨）年副产氢(万吨）弛放气比例可用副产氢（万吨） 氯碱 3500 80 30% 25 甲醇合成 8351 10 合成氨 15000 100 丙烷脱氢 17个项目 37 焦炉煤气 47000 760 39% 287 合计459 第19页/共34页 03 高成绿能简介 第20页/共34页 高成绿能简介eKSO 浙江高成绿能料技有阳公司 01高成绿能产业园02厦门耐克森办公楼 口浙江高成绿能科技有限公司成立于2006年，位于浙江省长兴县，是国内首批氢燃料电池企业。拥有从催化剂， 膜电极、燃料电池、电解水制氢到燃料电池系统的全产业链核心技术和自主知识产权：建立了便携式、移动式，固定式燃料电池发电系统研发中心、制造中心：客车、重卡等车载动力燃料电池系统研发中心、运维中心，是集研发、生产和服务为一体的军民融合型国家
