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安全+高效+經濟:中氫源安助推雙碳目標快速實現

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發布時間:2022-09-27

     氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。為助力實現碳達峰、碳中和目標,深入推進能源生產和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的能源體系,促進氫能產業高質量發展,2022年3月23日,國家發改委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》。

       氫氣作為一種能源具有高能量密度以及清潔性等優點,發展空間廣闊。目前制約氫能發展的主要原因是高昂的成本,其中儲運成本約占總成本的30%。為降低這部分成本,部分企業選擇氫氣就地消納,跳過儲運環節,然而這種方式目前主要適用于西北地區的大型綠氫綜合利用項目,或是以非可再生能源制氫為氫源的制氫加氫一體化站。氫氣的生產與消納無法完全保證在同一地點,因而發展高效低成本氫儲運技術顯得尤為重要。

       中氫源安有機液儲運氫技術相比其他儲運氫技術,在安全性等方面具有較大優勢,其儲液采用目前有機液儲氫行業中獨具創新性的非;凡牧,可在常溫常壓下儲運,安全穩定,無毒無燃爆風險,不揮發,無腐蝕性,且為現有化工產品,后續規;a并無障礙。

 

創新儲/放氫技術成為降本增效的可靠途徑

       在目前氫儲運產業中,中氫源安推出全新的有機液儲氫技術,可以有效帶動氫儲運產業的成本降低。在儲氫技術方面,目前首臺套儲氫設備儲氫速度1kg/h,儲氫效率可達99%,儲氫需加壓,每儲1kg氫能耗約0.8kWh,兩年內即可實現撬裝式充氫設備,該裝置充氫速度可達50kg/h,且可與電解水制氫設備進行一體化撬裝設計,降低相關成本。

       放氫技術方面,目前首臺套放氫設備的放氫速度可達1kg/h,放氫效率可達90%以上,放氫需加熱,每放1kg氫能耗約12kWh,兩年內可實現撬裝式放氫設備的放氫速度可達50kg/h,每放1kg氫能耗降低至10kWh,并可與燃料電池或氫鍋爐等用氫設備結合,進行撬裝一體化設計,降低其綜合能耗及相關成本。

       此外,有機液在放氫后是可以再儲氫進行重復利用的,其運營調配回收將來也可獨立成為一個產業。

 

有機液儲氫供熱高安全、低成本

       利用可再生能源制氫,基于安全有機液儲氫技術進行儲運,實現零碳排放的氫能供熱,隨著產業的成熟,設備、運營成本會進一步降低,經濟性優勢更加突出。

       以北京市公建項目800萬平米建筑面積、供熱功率60W/㎡為例,利用北京周邊(如張家口市)可再生能源發電制氫,氫源端電價0.25元/kWh,電解水制氫的氫單價15元/kg,采用安全有機液儲氫技術進行氫能供熱,按照固定資產折舊來計算儲氫設備、放氫設備、以及有機液,折合氫能儲運成本為34元/kg(北京張家口距離200km),按照氫能運營方凈利潤3元/kg計算,則折合用氫端氫單價為52元/kg,折算同等天然氣價格約為8.2元/方,同時相較天然氣,每年可降低二氧化碳排放23.6萬噸,可消納綠電11億度,節能降碳效果顯著。而若全部采用可再生能源發電的電網電能供熱,按照工商業電價0.7元/kWh計算,則年運行費用為12.8億元,其費用遠高于氫能供熱。今后,隨著氫源端可再生能源電價以及設備和儲液價格的進一步降低,氫能200km的儲運成本將降低至15元/kg以下(含運營方利潤),折算天然氣價格可低至4元/方以下,其經濟性優勢將更加突出。此外,若在西藏等高原地區,隨著制氫同步每年可產生氧氣12.5萬噸,在創造相應經濟效益的同時,也能進一步降低氫能成本。

       由此可見,基于安全有機液儲氫技術進行氫能供熱,其綜合成本遠低于用電供熱,未來成本進一步降低后可與天然氣價格相當,經濟性明顯。

 

有機液儲氫在重卡行業廣泛應用可致成本大幅下降

       以“300輛重卡車隊”采購、配套設施建設、運營投資為例測算,采用有機液儲氫技術,免除了建設高壓加氫站的政策法規限制以及巨額固定資產投資成本,同時在車輛上不用安裝高壓氫氣瓶,也省去了特種設備定期檢驗的成本,但需要在車輛上安裝一套有機液脫氫裝置,因此,車輛總成本高于傳統采用高壓氫氣瓶的燃料電池汽車,但全生命周期的綜合成本要低于采用高壓氫氣瓶的燃料電池汽車,具體情況如下表所示:

*有機液儲氫在儲放氫時有一定損耗;

**有機液儲氫FCV重卡需在去掉高壓氫氣瓶的同時,需增加一套放氫設備,價格約增加30萬元/輛

 

       由上表可見,有機液儲氫技術應用于重卡行業,10年整體投資相較高壓氫可降低15.5億元,降低幅度可達38%。

 

有機液儲氫技術未來應用前景廣闊

       中氫源安有機液儲氫技術可消納大量可再生能源,將其以極為靈活的形式(集中、分散)進行能源分配和供給,不僅可以實現可再生能源豐富地區自身的供熱、工業、交通等領域的供能,并推動相關的氫能產業落地,還能將氫能以有機液的形式高安全、低成本、大規模的運輸至能源需求較大的經濟發達地區,不僅降低了經濟發達地區的碳排放,還能使可再生能源豐富地區真正實現能源外銷,創造經濟產值,將為我國雙碳戰略的實現貢獻力量,意義重大。

       目前,該技術在實驗室已完成全部技術驗證,現正處于科研示范階段,首批示范項目將在供熱領域展開,通過供熱領域示范,不僅能夠驗證氫能供熱的可靠性、安全性和經濟性,還將進一步研究氫能熱管理和儲放氫設備小型化等相關技術,為該技術后續在車輛、船舶等交通領域的應用奠定基礎。

 

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