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安全+高效+经济:中氢源安助推双碳目标快速实现

2022-09-27 08:21:00 5e

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。为助力实现碳达峰、碳中和目标,深入推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,促进氢能产业高质量发展,2022年3月23日,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》。

氢气作为一种能源具有高能量密度以及清洁性等优点,发展空间广阔。目前制约氢能发展的主要原因是高昂的成本,其中储运成本约占总成本的30%。为降低这部分成本,部分企业选择氢气就地消纳,跳过储运环节,然而这种方式目前主要适用于西北地区的大型绿氢综合利用项目,或是以非可再生能源制氢为氢源的制氢加氢一体化站。氢气的生产与消纳无法完全保证在同一地点,因而发展高效低成本氢储运技术显得尤为重要。

中氢源安有机液储运氢技术相比其他储运氢技术,在安全性等方面具有较大优势,其储液采用目前有机液储氢行业中独具创新性的非危化品材料,可在常温常压下储运,安全稳定,无毒无燃爆风险,不挥发,无腐蚀性,且为现有化工产品,后续规模化生产并无障碍。

创新储/放氢技术成为降本增效的可靠途径

在目前氢储运产业中,中氢源安推出全新的有机液储氢技术,可以有效带动氢储运产业的成本降低。在储氢技术方面,目前首台套储氢设备储氢速度1kg/h,储氢效率可达99%,储氢需加压,每储1kg氢能耗约0.8kWh,两年内即可实现撬装式充氢设备,该装置充氢速度可达50kg/h,且可与电解水制氢设备进行一体化撬装设计,降低相关成本。

放氢技术方面,目前首台套放氢设备的放氢速度可达1kg/h,放氢效率可达90%以上,放氢需加热,每放1kg氢能耗约12kWh,两年内可实现撬装式放氢设备的放氢速度可达50kg/h,每放1kg氢能耗降低至10kWh,并可与燃料电池或氢锅炉等用氢设备结合,进行撬装一体化设计,降低其综合能耗及相关成本。

此外,有机液在放氢后是可以再储氢进行重复利用的,其运营调配回收将来也可独立成为一个产业。

有机液储氢供热高安全、低成本

利用可再生能源制氢,基于安全有机液储氢技术进行储运,实现零碳排放的氢能供热,随着产业的成熟,设备、运营成本会进一步降低,经济性优势更加突出。

以北京市公建项目800万平米建筑面积、供热功率60W/㎡为例,利用北京周边(如张家口市)可再生能源发电制氢,氢源端电价0.25元/kWh,电解水制氢的氢单价15元/kg,采用安全有机液储氢技术进行氢能供热,按照固定资产折旧来计算储氢设备、放氢设备、以及有机液,折合氢能储运成本为34元/kg(北京张家口距离200km),按照氢能运营方净利润3元/kg计算,则折合用氢端氢单价为52元/kg,折算同等天然气价格约为8.2元/方,同时相较天然气,每年可降低二氧化碳排放23.6万吨,可消纳绿电11亿度,节能降碳效果显著。而若全部采用可再生能源发电的电网电能供热,按照工商业电价0.7元/kWh计算,则年运行费用为12.8亿元,其费用远高于氢能供热。今后,随着氢源端可再生能源电价以及设备和储液价格的进一步降低,氢能200km的储运成本将降低至15元/kg以下(含运营方利润),折算天然气价格可低至4元/方以下,其经济性优势将更加突出。此外,若在西藏等高原地区,随着制氢同步每年可产生氧气12.5万吨,在创造相应经济效益的同时,也能进一步降低氢能成本。

由此可见,基于安全有机液储氢技术进行氢能供热,其综合成本远低于用电供热,未来成本进一步降低后可与天然气价格相当,经济性明显。

有机液储氢在重卡行业广泛应用可致成本大幅下降

以“300辆重卡车队”采购、配套设施建设、运营投资为例测算,采用有机液储氢技术,免除了建设高压加氢站的政策法规限制以及巨额固定资产投资成本,同时在车辆上不用安装高压氢气瓶,也省去了特种设备定期检验的成本,但需要在车辆上安装一套有机液脱氢装置,因此,车辆总成本高于传统采用高压氢气瓶的燃料电池汽车,但全生命周期的综合成本要低于采用高压氢气瓶的燃料电池汽车,具体情况如下表所示:

*有机液储氢在储放氢时有一定损耗;

**有机液储氢FCV重卡需在去掉高压氢气瓶的同时,需增加一套放氢设备,价格约增加30万元/辆

由上表可见,有机液储氢技术应用于重卡行业,10年整体投资相较高压氢可降低15.5亿元,降低幅度可达38%。

有机液储氢技术未来应用前景广阔

中氢源安有机液储氢技术可消纳大量可再生能源,将其以极为灵活的形式(集中、分散)进行能源分配和供给,不仅可以实现可再生能源丰富地区自身的供热、工业、交通等领域的供能,并推动相关的氢能产业落地,还能将氢能以有机液的形式高安全、低成本、大规模的运输至能源需求较大的经济发达地区,不仅降低了经济发达地区的碳排放,还能使可再生能源丰富地区真正实现能源外销,创造经济产值,将为我国双碳战略的实现贡献力量,意义重大。

目前,该技术在实验室已完成全部技术验证,现正处于科研示范阶段,首批示范项目将在供热领域展开,通过供热领域示范,不仅能够验证氢能供热的可靠性、安全性和经济性,还将进一步研究氢能热管理和储放氢设备小型化等相关技术,为该技术后续在车辆、船舶等交通领域的应用奠定基础。




责任编辑: 李颖

标签: 中氢源安 双碳目标

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