中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：為加快推進(jìn)電子信息技術(shù)與新能源協(xié)同發(fā)展，進(jìn)一步支撐產(chǎn)業(yè)融通創(chuàng)新，2023年11月8日—10日，國內(nèi)首個(gè)能源電子博覽會(huì)如約在珠海國際會(huì)展中心召開。
2023能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)暨廣東新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇由珠海市人民政府、廣東省工業(yè)和信息化廳、中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院、中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦。由珠海市工業(yè)和信息化局、北京賽迪會(huì)展有限公司、珠海華發(fā)集團(tuán)有限公司承辦。廣東新型儲(chǔ)能國家研究院有限公司、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、廣東省太陽能協(xié)會(huì)協(xié)辦。
會(huì)議期間，深圳雄韜氫雄燃料電池科技有限公司江坤博士受邀發(fā)表演講：《雄韜氫能燃料電池儲(chǔ)能及發(fā)電應(yīng)用及思考》。
江坤：我和前面不一樣，前面講的是鋰電儲(chǔ)能，我們作為新型儲(chǔ)能講一下我們的氫電儲(chǔ)能怎么樣的？
接下來講一下我們的氫氣，我氫氣發(fā)展過程以及我們雄韜的探索，沒有前面講的規(guī)模那么大，只是和大家進(jìn)行探討，儲(chǔ)能這一塊進(jìn)行一個(gè)簡單的普及。
首先雙碳背景大家都知道了，這樣一個(gè)減碳排的目標(biāo)很明確，然后在低碳新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展期，氫氣處于蓄勢待發(fā)的狀態(tài)，親大家有了解的最基礎(chǔ)的是一個(gè)可再生零碳污染的能源，運(yùn)用很多方面的，航空航天很成熟了，那么在交通領(lǐng)域、熱電聯(lián)供，氫燃料電池發(fā)電，同時(shí)產(chǎn)生熱能進(jìn)行利用，工業(yè)上我們氫冶金也有聽說過，我們示范走向規(guī)模化的生產(chǎn)了，氫能是很重要的，國家也有非常明確的一個(gè)戰(zhàn)略定位，在國家能源體系當(dāng)中重要組成部分，儲(chǔ)能方向上國家也有明確的說明，就是說用能源終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，那么我們的應(yīng)用的話交通工業(yè)上直接的能源，相應(yīng)的發(fā)展在國家的指導(dǎo)工作意見中也有相應(yīng)的指導(dǎo)性文件介紹以及規(guī)劃2035年形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，他涵蓋了產(chǎn)業(yè)的范圍從我們的氫氣制取、運(yùn)輸和應(yīng)用上。
氫儲(chǔ)能有很明顯優(yōu)勢的，提一下，我們氫儲(chǔ)能不是說鋰電或者其他化學(xué)儲(chǔ)能進(jìn)行對沖，而是互補(bǔ)的關(guān)系，首先第一點(diǎn)，剛才提到氫氣作為能源載體，他具有熱值高、能量密度大的一些特點(diǎn)，理論上可以實(shí)現(xiàn)零碳排放，我們知道氫氣直接放電產(chǎn)生就是水，水可以反過來進(jìn)行利用。
第二點(diǎn)氫儲(chǔ)能規(guī)模大，周期長，這張圖可以看到，橫縱坐標(biāo)一個(gè)是功率范圍一個(gè)存儲(chǔ)周期，氫處于紅色圓圈里面，相對于鋰電來講的話，它的周期更長，容量更大，我們可以進(jìn)行一個(gè)單獨(dú)的對比。
那么氫氣的發(fā)展并不是氫氣自然來的，他是沒有的，沒有充電那么方便，是要制取，然后進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)的，這個(gè)里面就有一個(gè)對比就是說怎么體現(xiàn)容量大、周期長？如果氫儲(chǔ)能可以做到千TWh的級別，這個(gè)是有專業(yè)的機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)論文上進(jìn)行測算得到，周期是很長的，因?yàn)闅洳粫?huì)發(fā)生衰減的，只要存儲(chǔ)容器沒有進(jìn)行性能衰減的話，是會(huì)永遠(yuǎn)存在那里的，容量非常大，氫儲(chǔ)能和鋰電不一樣的，鋰電1+2+3一個(gè)一個(gè)模組往上堆，氫氣具有壓縮性能，而且壓縮性能非常好。
首先我們氫氣當(dāng)然這個(gè)是要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上端到下端講，制氫用電解制氫剛才講風(fēng)光電利用起來，電解制氫唱起來看，隨著風(fēng)光電下降，我們微量將會(huì)成為主流方向，水的分解原理，目前有三種堿性、高溫、離子膜，這個(gè)里面堿性電解水用的最廣泛，技術(shù)比較成熟的，這個(gè)對比中可以看到。
這里一個(gè)技術(shù)對比，我們從最后一行可以看到，輕碳化發(fā)展非常大的，大家制氫規(guī)模起步就是每小時(shí)起，投資成本這個(gè)里面是最低的也是促進(jìn)這樣的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)發(fā)展。我們其實(shí)有這樣一個(gè)右圖上面的高壓儲(chǔ)氫的，基本上兩百個(gè)立方，因?yàn)闅淦鋵?shí)不是我們最近才利用的，在化石能源發(fā)展開始，對氫能需求非常高的，這樣一個(gè)儲(chǔ)存技術(shù)也非常成熟的。包括車載上高壓儲(chǔ)氫瓶環(huán)境苛刻一些，也是相對于說成本處于高位，尤其材料需要進(jìn)口，后續(xù)應(yīng)用推廣過程中，材料國產(chǎn)化過程中成本可以下降。
再就是氫儲(chǔ)存需要專門的設(shè)施，高壓到低壓釋放的過程，國內(nèi)也有很多，今年已經(jīng)達(dá)到700以上了，不同家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不一樣的，增長曲線不僅僅是正比例的增長了，剛才講這么多制氫到儲(chǔ)運(yùn)如何發(fā)揮儲(chǔ)能的性質(zhì)以及氫燃料電池發(fā)電如何工作呢？
先分析一下鋰電，在座都是專家，分析這樣一個(gè)場景小的場景，比如說鋰電儲(chǔ)能他的設(shè)計(jì)容量靈活性非常高的，具有一個(gè)削峰填谷的作用，同樣可以提高我們的應(yīng)用場景，小型應(yīng)用場景上配電系統(tǒng)可靠性，后面講我們的氫能可以對標(biāo)這樣的一些優(yōu)勢，然后和鋰電進(jìn)行互補(bǔ)的。其他的儲(chǔ)能也有很多，比如說通信基站這方面很多的集團(tuán)都有做這方面的工作。
接下來看一下氫儲(chǔ)能典型路徑，借用我們專家列出來的過程圖，典型路徑首先風(fēng)光電然后進(jìn)行電解水制氫，需要儲(chǔ)運(yùn)，儲(chǔ)運(yùn)之后進(jìn)一步發(fā)電。整體的流程就是這樣的，其實(shí)和鋰電比較像，用我們的氫氣進(jìn)行代替。如果我們用風(fēng)光電進(jìn)行制氫，用電高峰時(shí)期進(jìn)行發(fā)電，完成削峰填谷的功能，這個(gè)里面是5大優(yōu)勢，零碳排放，可再生能源不僅僅是指我們的氫可以進(jìn)行再生，還有我們的發(fā)電設(shè)備或者電解設(shè)備可以再生的，鉑金非常貴的金屬，成本很難降下來的，鉑金可以回收利用的，這個(gè)可再生的一個(gè)概念，不僅僅是我們的能源再生，材料和設(shè)備本核心材料可以再生的，發(fā)電效率沒有鋰電那么高，進(jìn)行電氫儲(chǔ)到這樣一個(gè)過程，每個(gè)步驟無論是物理、化學(xué)過程都有打折扣的，整個(gè)高效率最高可以做到60%以上的，可以說高于傳統(tǒng)的火力發(fā)電。
再就是靈活性，大家講了很多各種大的規(guī)模，可能規(guī)模沒有那么大，靈活性非常高的，百千瓦級到兆瓦級都有的，這個(gè)是相對來說可以根據(jù)不同場景進(jìn)行改變，再就是可靠性，我們用于車載系統(tǒng)的，我們相當(dāng)于固定式發(fā)電有一個(gè)電波波動(dòng)，加減載極端環(huán)境都要滿足，我們有很廣泛應(yīng)用，固定式發(fā)電，這樣一個(gè)相對來說降維的過程比較容易達(dá)到的。這個(gè)就是電網(wǎng)到用戶過程，整體來看，制氫單元儲(chǔ)氫單元發(fā)氫單元，通過調(diào)度，形成一個(gè)發(fā)電的制氫、儲(chǔ)氫綜合型電站這樣一個(gè)整體來講是這樣的系統(tǒng)。
進(jìn)行一個(gè)簡化講我們氫氣進(jìn)行提純進(jìn)行發(fā)電模塊，根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)變壓器可以直接利用，這其中還有一個(gè)剛才提到能源多級利用，我們在氫燃料電池運(yùn)行環(huán)境在70-80度范圍內(nèi)，這個(gè)溫度我們帶出來的，可以進(jìn)行利用，熱電聯(lián)供就是這樣來的。
這個(gè)是我們的例子，4個(gè)燃料電池發(fā)電機(jī)加上一個(gè)蓄電池加上逆變器形成發(fā)電模塊，模塊之后經(jīng)過變壓器構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)就是一個(gè)兆瓦級發(fā)電的方式。
這個(gè)是里面與電倉的原理圖，和我們當(dāng)然不得不承認(rèn)他比較復(fù)雜的，他需要共同協(xié)作的，他氫氣和空氣中的氧發(fā)電的，需要水把熱量帶出來，做出來一個(gè)兆瓦發(fā)電集裝箱形式的，這里面提到多元并聯(lián)使用，集中工藝進(jìn)行集中散熱，一個(gè)40尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱產(chǎn)生氫氣充足條件下，可以有一兆瓦的發(fā)電功率。
這個(gè)就是結(jié)構(gòu)的原理圖。除了剛才說的多集裝箱并聯(lián)式的發(fā)電站還有車載式的發(fā)電，氫氣和車載工藝和這樣的一個(gè)系統(tǒng)，剛才看到兆瓦級一個(gè)40寸的集裝箱，也不大可以進(jìn)行移動(dòng)式電源。
最后簡單講一下我們雄韜在行業(yè)發(fā)展中做的一些工作，有了解的雄韜集團(tuán)是上市公司，那么我們是可以說在第一家氫能產(chǎn)業(yè)布局最全的公司，我們通過參股控股方式從底層材料做到裝備、設(shè)備、裝備，應(yīng)用都有一些布局，我們的鋰電出口做到很高，整體來講是一個(gè)對外出口的公司，這個(gè)就是氫能產(chǎn)業(yè)布局，布局非常廣，集合設(shè)施到后面的應(yīng)用領(lǐng)域都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)研發(fā)或者說參股、控股共同合作，今天大家看到氫能合作圈子比較小的。
這個(gè)就是順便講一下燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，主要應(yīng)用車載上面覆蓋30-130KW，目前主推80KW應(yīng)用在公交車上，130KW應(yīng)用在大型卡車上，這樣一個(gè)130KW輸出功率做成固定式電站的話，他的輸出就是百KW級別的電站。
這個(gè)是目前取得的一些成就，燃料電池車正在運(yùn)行，整個(gè)行業(yè)來講也是處于全面批次的，這個(gè)是我們的一些關(guān)鍵技術(shù)，一體化集成技術(shù)，我們的系統(tǒng)做的更加靈活，適應(yīng)于我們的車載系統(tǒng)，因?yàn)檐囕d空間非常敏感的，低溫啟動(dòng)技術(shù)，我們可以很自信的說出不需要輔熱，可以正常運(yùn)行沒有問題的，要經(jīng)過汽車行業(yè)認(rèn)證，零下30度進(jìn)行啟動(dòng)發(fā)電，這個(gè)是電堆和協(xié)同提升效率，這個(gè)里面非常敏感的，整體效率其實(shí)最高60%，那么如果我們提高效率的話，氫氣利用率，可以有很明顯的提升，再就是車載的技術(shù)。這個(gè)是我們做的一些針對車載系統(tǒng)做的一些工作，比如說產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性，耐久性的測試，測試環(huán)境這樣的一個(gè)云端維護(hù)系統(tǒng)，在鋰電儲(chǔ)能很多廠家都講到了。
再就是降本和降低氫耗。這個(gè)里面有兩個(gè)案例，我們的原理圖也是和國外公司進(jìn)行合作的案例，那么這個(gè)就是大家可以看一下很簡單，下面130KW的燃電池系統(tǒng)，經(jīng)過轉(zhuǎn)化和鋰電進(jìn)行交互，鋰電有助于啟動(dòng)或者鋰電在短期內(nèi)幫助作為應(yīng)急電源斷電的時(shí)候頂起來，通過PCS進(jìn)行負(fù)載，里面整體來看能量密度、體積密度很高的，再就是兆瓦發(fā)電的圖，發(fā)電非常明顯，1160KW的系統(tǒng)，輸出就是一兆瓦的電，配上鋰電一起集中集裝箱里面，其中包括PCS，就是說在氫氣供應(yīng)充足的地方，我們做上游，氫氣供應(yīng)充足的地方一個(gè)集裝箱對外輸出電流，整體完成儲(chǔ)能到發(fā)電的過程，這個(gè)是一個(gè)前期的合作，大家都有主要是也有接觸一些發(fā)電場景的，這邊有聯(lián)系方式和公眾號(hào)大家可以關(guān)注。
前面提到鋰電和PCS如果有相應(yīng)供應(yīng)商，做的很好我們可以溝通一下，我們現(xiàn)在看到原理圖，處于一個(gè)落地階段，現(xiàn)在在找不同的供應(yīng)商進(jìn)行合作，我們不生產(chǎn)PCS只生產(chǎn)中間部分，和大家尋求一個(gè)合作機(jī)會(huì)，謝謝大家。
