2021年10月21-23日,城燃氢盟2021年年会暨第二届氢能学术会议已圆满落幕。会议以“氢能绽放华夏地,城燃入局正当时”为主题,邀请多位行业大咖代表,就产业宏观政策、技术创新与转型发展、供应链基础设施建设、安全运营与事故防范等话题展开深入探讨。以下为22日会议专家演讲的核心观点摘要。(以下按照演讲顺序)
面向“十四五”能源规划的广东城燃企业转型思考
图丨钟式玉 广东省能源研究会能源技术经济研究所副所长
钟式玉,博士,广东省能源研究会能源技术经济研究所副所长。本次他演讲的主题是《面向“十四五”能源规划的广东城燃企业转型思考》,以下是主要内容:
1. 分析了广东省天然气市场前景。钟式玉详细介绍了广东省能源发展主要指标和总体水平,他预计“十四五”期间,广东省天然气消费总量年均增长超过11%,到2025年达到480-500亿方,在一次能源能源消费占比中由2020年的11%提高到15%,天然气供应能力达到800亿方/年。
2. 分析了广东省城燃发展形势。目前广东省城燃市场供销已构建起:供应从两点、一带到多元保障,管网从内环、双环到地市全域覆盖,供气从统购统销、代输到直供扁平化发展,城燃企业以国企主导、民营参与、港资补充为市场服务的格局。然而,广东城燃发展仍然存在一些问题,如消费端的管道天然气普及率不高(仅50%),天然气利用终端价格偏高(3.6-4.15元/方),供应端的管网设施建设相对滞后,城燃市场经营不够规范等。
3. 针对以上问题,钟式玉分享了对于广东城燃发展转型的思考。当前,广东省天然气市场正发生着很多新变化,包括气电融合打造天然气全产业链、自建自采LNG气源巩固提升天然气销售规模、政府也在推动气电上网电价市场化形成。未来广东省天然气市场将会朝着多元主体参与、多能融合互补的市场化,趋向扁平化、开发平台化的网络化,区域竞争协同、双循环新格局的地域化的“三化”方向发展。对于城燃企业该如何转型发展的看法,他建议:一是大力提升气源掌控和议价能力,规模化扩大销售气量;二是积极布局区域性天然气产业集群,推动产业链协同竞争;三是是积极参与城市碳达峰碳中和建设,彰显城市公用事业的新时代亮丽底色;四是是加快数字化技术和产品研发,做深做精燃气市场服务智能化。
双碳背景下碳氢协同发展探析
图丨聂利彬 上海环境能源交易所高级经理
聂利彬,上海环境能源交易所高级经理。在本次《双碳背景下碳氢协同发展探析》报告中从以下五方面做了深入的分析:
1. 案例篇。介绍两个案例:一是中海油气电集团于2020年6月为我国大陆首次引进碳中和LNG资源;二是截至今年6月,全球已累计完成21船碳中和LNG交易,交易规模约147万吨。把碳排纳入能源交易,利用经济手段实现能源资源从勘探开发到最终消费产生的碳排平衡,已成为能源资源实现全生命周期碳中和的重要方式。
2. 交易篇。2021年7月16日,国务院副总理韩正宣布全国碳市场上线交易启动。截至10月8日,全国碳市场碳排放配额(CEA)累计成交量17,651,995吨,累计成交额800,860,914.98元。目前碳交易覆盖了石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、民航等八个行业,涉及32个省、过千家企业参与。
3. 氢能篇。据了解,目前国外荷兰,国内北京、上海、广州、青岛等城市已计划建立氢交易平台,探索氢能融入碳排交易的可行性。根据国家燃料电池汽车示范城市群奖补标准,加氢站氢气零售价格不高于35元/kg,按加注量给予奖励,折算后补贴在3-7元/kg。对碳排放少于5公斤的清洁氢最终补贴可为3元/kg,对于绿氢(低碳氢)可给予3元/kg奖励。
4. 碳排篇。碳排放量或者是减排量的精确核算是氢气定价的重要基础,未来的CCER以及碳排放配额的价格也将对氢气的价格形成重要参考。例如清洁氢/低碳氢价格构成为氢气基础价格+碳减排价格;蓝氢/灰氢则为氢气基础价格-CCS或碳配额价格。目前,国内已有相关学者研究对比增加碳排放成本后,不同制氢工艺的成本,探索提高氢能经济性的路径。
5. 建议篇。为更好实现碳达峰、碳中和目标,加快氢能融入能源结构体系,建议接下来要加快探索新能源车辆进入碳交易市场的可行性路径,做好氢能项目碳排放量核算工作,探索绿氢交易与贸易平台与模式,推动氢能助力实现“3060”目标。
高温固体氧化物电池制氢技术
图丨高展 西安交通大学教授 博士生导师(线上)
高展,西安交通大学教授,博士生导师。在本次《高温固体氧化物电池制氢技术》报告中高展教授就以下三方面的内容做了深入分析:
1. 详细介绍了固体氧化物燃料电池的原理、优劣势以及高温固体氧化物燃料电池电解制氢的优点。
2. 重点介绍了固体氧化物燃料电池电解制氢的技术进展,即当温度不发生明显下降,外部提供的能量可以稳定地使固体氧化物燃料电池发生电解时,其热中性电压(1.29 V)要明显低于质子交换膜燃料电池(1.47 V)以及电流密度可以达到1.5 A/cm2。另外,高展教授表示经过不断研究,固体氧化物电解池单电池的衰减率由2005年的40%/1000h降低至2015年的0.4%/1000h,电池的性能在近20年也提高了2.5倍之多,电堆的长期寿命在近10年也由6个月提高到2.5年,衰减率已下降至小于1%/1000h,技术上的突破为其走向商业化、产业化奠定了坚实基础。
3. 通过分析在不同电解电流密度下,电池电压随着电流密度的变化规律,得出固体氧化物燃料电池性能衰减的原因,并提出了如何抑制这一现象的方法。
富氢/掺氢燃料气的清洁利用:理论、技术和实践
图丨张扬 清华大学特别研究员
张扬,清华大学助理教授,特别研究员,博士生导师。在本次《富氢/掺氢燃料气的清洁利用:理论、技术和实践》的报告中张扬教授就以下三方面的内容做了深入分析:
1. 详细介绍了富氢燃料气利用的背景及意义,张扬认为多组分富氢/掺氢燃料气清洁利用是节能降碳的重要手段之一。
2. 从方法研究、技术开发、中试试验、工程验证四个方面分别阐述了气体燃料低氮燃烧技术和掺氢天然气的燃料利用关键技术,并根据研究成果提出“增强式内烟气循环+分步掺混技术”和“系列燃烧器技术”可降低NOx排放,提高燃烧稳定性作用,达到节能降碳效果。
3. 在提高整体工业流程的节能程度中,张扬提出了三个观点,一是工业副产富氢燃料气、掺氢天然气的清洁燃烧利用是工业领域节能降碳的潜在手段之一;二是气体燃料低氮燃烧和燃气终端用户的燃料适应性评价是需要重点关注的技术领域;三是掺氢体积比在20%以下的掺氢天然气取得了一定的示范应用,其经济性还有待进一步市场验证。
高温燃料电池的应用设想和三环集团的产业化进展
图丨陈烁烁 潮州三环集团深圳研究院院长
陈烁烁,潮州三环集团深圳研究院院长。在本次《高温燃料电池的应用设想和三环集团的产业化进展》报告中陈烁烁院长就以下两方面的内容做了深入分析:
1. 详细介绍了固体氧化物燃料电池的四个特点:一是发电效率高;二是余热品质好;三是发电方式绿色环保;四是发电过程无噪音、燃料来源广泛。此外,分析了SOFC在数据中心、分布式能源、船舶等众多领域的应用前景。
2. 从三环的主要产品市场、从事SOFC技术开发以及产业化期间各阶段的技术进展和三环下一步的工作规划等方面向大家介绍了潮州三环在SOFC方面的业务状况,并且指出通过技术积累,在2020年解决了SOEC衰减率高的关键性问题,使其1000小时的衰减率降低至0.4%。
燃料电池商业化探索——产业变革 技术创新
图丨孙北 上海重塑能源科技有限公司应用工程部执行总监
孙北,上海重塑能源科技有限公司应用工程部执行总监。本次演讲的主题是《燃料电池商业化探索——产业变革 技术创新》,主要内容如下:
1. 孙北介绍了上海重塑能源集团在过去6年实现了“从0到1”的燃料电池汽车技术商业化探索与实践,并取得傲人成绩。截止目前,全国在运营的燃料电池车辆,近40%采用了重塑集团燃料电池技术,覆盖了长三角、珠三角、华中、华北等多个地区,并同步开发海外市场,产品已应用于美国、日本、德国、瑞士及马来西亚等国家。
2. 孙北指出,中国是全球最有潜力的重卡市场。截至2019年底,全球重卡保有量约2000万辆,其中我国约700万辆,占比达到三分之一。预计到2040年其中约50%的重卡将采用新型清洁能源。一场商用车动力系统的革新正蓄势待发。相对于纯电动汽车而言,燃料电池汽车具有长续航、燃料加注时间短等优势,是传统燃油重卡的理想替代产品。当前燃料电池重卡规模化发展的主要任务包括:建立规模化制氢用氢的“绿色”能源体系,建设基于场景需求的基础设施,开发和验证可持续的商业场景,以及突破产品技术开发的关键四个方面。
3. 孙北提到,重塑集团针对商用车市场用户的需求和价值主张,以产品经济性和可靠性为关键目标,将电堆的材料及工艺,以及系统级的控制策略为技术研发重点,开发了面向重型领域应用的燃料电池系统产品。目前搭载重塑集团燃料电池系统的重卡样车已在低速短倒、市际专线、省际专线、和市政等场景中应用,涵盖全国多个区域。另外,重塑集团将携手产业链上下游合作伙伴,打通产品端、能源端、场景端,积极构建不同区域的氢能战略合作生态圈。