Інновації, популяризація та застосування технології виробництва водневої енергії -- приклад Ally Hi-Tech
Оригінальне посилання:https://mp.weixin.qq.com/s/--dP1UU_LS4zg3ELdHr-Sw
Примітка редактора: цю статтю спочатку опублікував офіційний акаунт Wechat: China Thinktank
23 березня Національна комісія з питань розвитку та реформ і Національна енергетична адміністрація Китаю спільно оприлюднили середньостроковий і довгостроковий план розвитку водневої енергетики (2021-2035 рр.) (далі – план), який визначив енергетику. атрибутом водню та запропонував, що воднева енергетика є невід’ємною частиною майбутньої національної енергетичної системи та ключовим напрямком нових стратегічних галузей.Автомобіль на паливних елементах є провідною сферою застосування водневої енергії та проривом промислового розвитку в Китаї.
У 2021 році, керуючись національною політикою демонстрації та застосування транспортних засобів на паливних елементах, п’ять міських агломерацій Пекіна, Тяньцзіня, Хебея, Шанхаю, Гуандуна, Хебея та Хенаня були послідовно запущені, розпочато широкомасштабну демонстрацію та застосування 10 000 автомобілів на паливних елементах буде запущено, і розвиток індустрії водневої енергетики, керований демонстрацією та застосуванням транспортних засобів на паливних елементах, був реалізований на практиці.
У той же час були також зроблені прориви в застосуванні та дослідженні водневої енергії в нетранспортних галузях, таких як металургія, хімічна промисловість і будівництво.У майбутньому диверсифіковане та багатосценарне застосування водневої енергії призведе до великого попиту на водень.Згідно з прогнозом China Hydrogen Energy Alliance, до 2030 року попит Китаю на водень сягне 35 мільйонів тонн, а воднева енергетика становитиме щонайменше 5% кінцевої енергетичної системи Китаю;До 2050 року попит на водень становитиме близько 60 мільйонів тонн, воднева енергетика становитиме понад 10% кінцевої енергетичної системи Китаю, а річна вартість промислового ланцюга досягне 12 трильйонів юанів.
З точки зору промислового розвитку, воднева енергетика Китаю все ще перебуває на ранній стадії розвитку.У процесі застосування, демонстрації та просування водневої енергетики недостатнє постачання та висока вартість водню для виробництва енергії завжди були важкою проблемою, яка обмежувала розвиток водневої енергетики Китаю.Як основної ланки постачання водню, проблеми високої заводської ціни та високих витрат на зберігання та транспортування водню все ще залишаються помітними.
Таким чином, Китаю необхідно терміново прискорити інновації, популяризацію та застосування недорогих технологій виробництва водню, покращити економіку демонстраційного застосування шляхом зниження вартості постачання водневої енергії, підтримати широкомасштабне демонстраційне застосування транспортних засобів на паливних елементах та потім сприяти розвитку всієї індустрії водневої енергетики.
Висока ціна на водень є важливою проблемою розвитку водневої енергетики Китаю
Китай є великою країною, що виробляє водень.Виробництво водню поширене в нафтохімічній, хімічній, коксохімічній та інших галузях промисловості.Більша частина виробленого водню використовується як проміжний продукт для переробки нафти, синтетичного аміаку, метанолу та інших хімічних продуктів.Згідно зі статистичними даними China Hydrogen Energy Alliance, поточне виробництво водню в Китаї становить близько 33 мільйонів тонн, в основному з вугілля, природного газу та іншої викопної енергії та очищення промислових побічних газів.Серед них виробництво водню з вугілля становить 21,34 млн тонн, що становить 63,5%.Далі йдуть промислове виробництво водню та природного газу з виробництвом водню 7,08 млн тонн і 4,6 млн тонн відповідно.Виробництво водню шляхом електролізу води відносно невелике, близько 500 000 тонн.
Незважаючи на те, що процес промислового виробництва водню є зрілим, промисловий ланцюг завершений, а придбання відносно зручним, постачання енергетичного водню все ще стикається з великими проблемами.Вища вартість сировини та транспортування виробництва водню призводять до вищої кінцевої ціни постачання водню.Для того, щоб реалізувати широкомасштабну популяризацію та застосування технології водневої енергетики, ключем є прорвати вузьке місце високої вартості придбання водню та вартості транспортування.Серед існуючих методів виробництва водню вартість виробництва вугільного водню є низькою, але рівень викидів вуглецю високий.Енергоспоживання виробництва водню за допомогою електролізу води у великих промислових підприємствах є високим.
Навіть при низькій електроенергії вартість виробництва водню становить понад 20 юанів / кг.Низька вартість і низький рівень викидів вуглецю при виробництві водню внаслідок відмови від відновлюваних джерел енергії є важливим напрямком для отримання водню в майбутньому.Наразі технологія поступово розвивається, але місце придбання є відносно віддаленим, транспортні витрати дуже високі, і немає сценарію просування та застосування.З точки зору складу витрат на водень, 30 ~ 45% ціни на енергетичний водень становлять витрати на транспортування та заправку воднем.Існуюча технологія транспортування водню, заснована на газоподібному водні під високим тиском, має менший обсяг перевезень одним транспортним засобом, низьку економічну цінність транспортування на великі відстані, а технології твердотільного зберігання та транспортування та рідкого водню не є зрілими.Аутсорсинг газоподібного водню на водневих АЗС залишається основним шляхом.
У поточній специфікації управління водень все ще входить до списку небезпечних хімічних речовин.Масштабне промислове виробництво водню має увійти до парку хімічної промисловості.Масштабне виробництво водню не відповідає попиту на водень для децентралізованих транспортних засобів, що призводить до високих цін на водень.Для досягнення прориву терміново потрібна високоінтегрована технологія виробництва водню та заправки.Рівень цін на виробництво водню природного газу є розумним, що може реалізувати масштабне та стабільне постачання.Таким чином, у районах з відносно великою кількістю природного газу інтегрована станція для виробництва водню та заправки на основі природного газу є можливим варіантом постачання водню та реалістичним шляхом просування водневих заправних станцій для зниження вартості та вирішення складної проблеми заправки в деяких країнах. області.В даний час у світі існує близько 237 інтегрованих станцій виробництва водню, встановлених на салазках, що становить близько 1/3 загальної кількості закордонних водневих заправних станцій.Серед них Японія, Європа, Північна Америка та інші регіони широко застосовують режим роботи інтегрованого виробництва водню та заправки на станції.З точки зору внутрішньої ситуації, Фошань, Вейфан, Датун, Чжанцзякоу та інші місця почали досліджувати пілотне будівництво та експлуатацію комплексного виробництва водню та заправних станцій.Можна передбачити, що після прориву в управлінні воднем і виробництві водню в політиках і правилах інтегрована станція виробництва і заправки водню стане реалістичним вибором для комерційної експлуатації водневої заправної станції.
Досвід інновацій, популяризації та застосування технології виробництва водню компанії Ally Hi-Tech
Як провідне підприємство у сфері виробництва водню в Китаї, Ally Hi-Tech зосереджується на дослідженні та розробці нових енергетичних рішень і передових технологій виробництва водню з моменту свого заснування протягом більше 20 років.У сферах маломасштабної технології виробництва водню природного газу, технології каталітичного окислення метанолу, технології виробництва водню за допомогою високотемпературного електролізу води, технології виробництва водню розкладанням аміаку, маломасштабної технології синтетичного аміаку, великого мономерного конвертера метанолу, інтегрованого виробництва водню і система гідрогенізації, технологія спрямованого очищення водню в транспортних засобах, було зроблено багато проривів у передових технічних областях, таких як перелічені вище.
Продовжуйте просувати технологічні інновації у виробництві водню.
Ally Hi-Tech завжди вважає виробництво водню основою свого бізнесу та продовжує впроваджувати технологічні інновації у виробництві водню, такі як конверсія метанолу, конверсія природного газу та спрямоване очищення водню PSA.Серед них один комплект обладнання для виробництва водню для конверсії метанолу, незалежно розроблений і розроблений компанією, має продуктивність виробництва водню 20000 Нм³/год.Максимальний тиск досягає 3,3 МПа, досягаючи міжнародного передового рівня, з перевагами низького споживання енергії, безпеки та надійності, простого процесу, без нагляду тощо;Компанія здійснила прорив у технології виробництва водню конверсією природного газу (метод SMR).
Застосовується технологія реформування теплообміну, а потужність виробництва водню одним комплектом обладнання становить до 30000 Нм³/год.Максимальний тиск може досягати 3,0 МПа, інвестиційні витрати значно зменшуються, а споживання енергії природного газу зменшується на 33%;Що стосується технології направленого очищення водню за допомогою адсорбції під тиском (PSA), компанія розробила різноманітні повні набори технологій очищення водню, а потужність виробництва водню одного комплекту обладнання становить 100 000 Нм³/год.Максимальний тиск 5,0 МПа.Він має характеристики високого ступеня автоматизації, простого керування, гарного середовища та тривалого терміну служби.Він широко використовується в галузі промислового газорозділення.
Рисунок 1: Набір виробничого обладнання H2 від Ally Hi-Tech
Приділено увагу розробці та просуванню продуктів серії водневої енергії.
Проводячи інноваційні технології виробництва водню та розробляючи продукти, Ally Hi-Tech приділяє увагу розширенню розробки продуктів у галузі нижчих водневих паливних елементів, активно сприяє науково-дослідним розробкам та застосуванню каталізаторів, адсорбентів, регулюючих клапанів, модульних невеликих водневих елементів. виробниче обладнання та довгострокову систему живлення на паливних елементах, а також активно просуває технологію та обладнання інтегрованого виробництва водню та гідрогенізаційної станції.З точки зору просування продукції, професійна кваліфікація інженерного проектування Ally Hi-Tech є комплексною.Він прагне надавати універсальні продукти та послуги, пов’язані з водневою енергетикою, і швидко просувається на ринку продуктів.
Були зроблені прориви в застосуванні обладнання для виробництва водню.
На даний момент компанія Ally Hi-Tech створила понад 620 комплектів обладнання для виробництва та очищення водню.Серед них Ally Hi-Tech просувала понад 300 комплектів обладнання для виробництва метанолу, понад 100 комплектів обладнання для виробництва водню з природного газу та понад 130 комплектів великого обладнання для проектів PSA, а також здійснила ряд проектів з виробництва водню. національні теми.
Ally Hi-Tech співпрацює з відомими компаніями в країні та за кордоном, такими як Sinopec, PetroChina, Zhongtai Chemical, Plug Power Inc. America, Air Liquid France, Linde Germany, Praxair America, Iwatani Japan, BP тощо.Це один із повних наборів постачальників послуг з обладнання з найбільшою пропозицією в галузі малого та середнього обладнання для виробництва водню у світі.Наразі обладнання для виробництва водню Ally Hi-Tech експортується до 16 країн і регіонів, таких як США, Японія, Південна Корея, Індія, Малайзія, Філіппіни, Пакистан, М’янма, Таїланд і Південна Африка.У 2019 році інтегроване обладнання для виробництва водню з природного газу Ally Hi-Tech третього покоління було експортовано до American Plug Power Inc., яке було спроектовано та виготовлено у повній відповідності до американських стандартів, створивши прецедент для китайського обладнання для виробництва водню з природного газу. експортувати до Сполучених Штатів.
Рисунок 2. Інтегроване обладнання для виробництва водню та гідрогенізації, експортоване компанією Ally Hi-Tech до Сполучених Штатів
Будівництво першої партії інтегрованої станції виробництва водню та гідрогенізації.
З огляду на практичні проблеми нестабільних джерел і високі ціни на водень для виробництва енергії, Ally High-Tech прагне сприяти застосуванню високоінтегрованої технології виробництва водню та використання існуючої зрілої системи постачання метанолу, мережі газопроводів, CNG та АЗС СПГ для реконструкції та розширення інтегрованої АЗС з виробництва водню.У вересні 2021 року на гідрогенізаційній станції Foshan gas Nanzhuang була введена в експлуатацію перша вітчизняна інтегрована станція виробництва водню та гідрогенізації природного газу за генеральним контрактом Ally Hi-Tech.
Станція розроблена з одним комплектом 1000 кг/день виробництва водню для риформінгу природного газу та одним комплектом 100 кг/день виробництва водню електролізом води, із зовнішньою потужністю гідрування 1000 кг/день.Це типова комплексна гідрогенізаційна станція «виробництво водню + стиснення + зберігання + заповнення».Він бере на себе лідерство в застосуванні безпечного для навколишнього середовища каталізатора широкої зміни температури та технології направленого спільного очищення в промисловості, що покращує ефективність виробництва водню на 3% і ефективно знижує споживання енергії для виробництва водню.Станція має високу інтеграцію, малу площу та високоінтегроване обладнання для виробництва водню.
Виробництво водню на станції скорочує сполучення водню та вартість зберігання та транспортування водню, що безпосередньо знижує вартість споживання водню.Станція зарезервувала зовнішній інтерфейс, який може заповнювати довгі трейлери для труб і служити головною станцією для забезпечення джерелом водню для навколишніх гідрогенізаційних станцій, утворюючи регіональну головну інтегровану станцію гідрогенізації.Крім того, цю інтегровану станцію з виробництва водню та гідрування також можна реконструювати та розширити на основі існуючої системи розподілу метанолу, мережі газопроводів та інших об’єктів, а також АЗС і заправних станцій CNG & LNG, що легко рекламувати та реалізувати.
Рисунок 3 Інтегрована станція виробництва водню та гідрогенізації в Наньчжуані, Фошань, Гуандун
Активно керує галузевими інноваціями, просуванням і застосуванням, а також міжнародними обмінами та співробітництвом.
Як ключове високотехнологічне підприємство національної програми Torch, демонстраційне підприємство нової економіки в провінції Сичуань і спеціалізоване та спеціальне нове підприємство в провінції Сичуань, Ally Hi-Tech активно очолює галузеві інновації та сприяє міжнародному обміну та співпраці.З 2005 року Ally Hi-Tech послідовно надає технологію та обладнання для виробництва водню для основних національних проектів паливних елементів 863 - водневої заправної станції Shanghai Anting, водневої заправної станції Beijing Olympic і водневої заправної станції Shanghai World Expo, а також забезпечує всі проекти станцій з виробництва водню. китайського космічного стартового центру з високими стандартами.
Будучи членом національного Комітету зі стандартизації водневої енергетики, Ally Hi-Tech брала активну участь у створенні системи стандартів водневої енергетики в країні та за кордоном, очолювала розробку одного національного стандарту водневої енергетики та брала участь у розробці семи національних стандартів. і один міжнародний стандарт.У той же час Ally Hi-Tech активно сприяла міжнародним обмінам і співробітництву, створила Chengchuan Technology Co., Ltd. в Японії, розробила нове покоління технології виробництва водню, технологію когенерації SOFC і супутні продукти, а також співпрацювала з компаніями. у Сполучених Штатах, Німеччині та Японії в області нової технології виробництва водню електролізом води та маломасштабної технології синтетичного аміаку.Маючи 45 патентів з Китаю, США та Європейського Союзу, Ally Hi-Tech є типовим технологічним підприємством, орієнтованим на експорт.
Пропозиція політики
Згідно з наведеним вище аналізом, на основі інноваційної технології виробництва водню, Ally Hi-Tech зробила прорив у розробці обладнання для виробництва водню, просуванні та застосуванні обладнання для виробництва водню, будівництві та експлуатації комплексного виробництва водню та заправної станції. , що має велике значення для незалежних технологічних інновацій Китаю у сфері водневої енергетики та зниження витрат на споживання водню.Щоб забезпечити та покращити постачання водневої енергії, прискорити будівництво безпечної, стабільної та ефективної мережі постачання водневої енергії та побудувати чисту, низьковуглецеву та недорогу диверсифіковану систему виробництва водню, Китаю необхідно посилити інноваційні технології виробництва водню та розробка продукту, подолання обмежень політики та нормативних актів і заохочення нового обладнання та моделей з ринковим потенціалом, щоб спробувати першими.Шляхом подальшого вдосконалення політики підтримки та оптимізації промислового середовища ми допоможемо водневій енергетиці Китаю розвиватися з високою якістю та рішуче підтримуватимемо екологічну трансформацію енергії.
Удосконалити систему політики водневої енергетики.
На даний момент видано «стратегічне позиціонування та політику підтримки водневої енергетики», але конкретний напрямок розвитку водневої енергетики не визначено.Для того, щоб подолати інституційні перешкоди та вузькі місця політики промислового розвитку, Китаю необхідно посилити інноваційну політику, сформулювати досконалі норми управління водневою енергією, уточнити процеси управління та установи управління підготовкою, зберіганням, транспортуванням і наповненням, а також виконувати обов’язки відповідальний відділ нагляду за технікою безпеки.Дотримуйтеся моделі демонстраційного застосування, що стимулює промисловий розвиток, і всебічно сприяйте диверсифікованому демонстраційному розвитку водневої енергетики в транспорті, накопиченні енергії, розподіленій енергії тощо.
Побудуйте систему водневого енергопостачання відповідно до місцевих умов.
Органи місцевого самоврядування повинні всебічно розглянути потужність постачання водневої енергії, промислову основу та ринковий простір у регіоні, виходячи з переваг існуючих і потенційних ресурсів, вибрати відповідні методи виробництва водню відповідно до місцевих умов, здійснити будівництво потужностей гарантованого постачання водневої енергії , надати пріоритет використанню промислового водню, а також зосередитися на розвитку виробництва водню з відновлюваних джерел енергії.Заохочуйте кваліфіковані регіони до співпраці за допомогою багатьох каналів для створення низьковуглецевої, безпечної, стабільної та економічної локальної системи постачання водневої енергії для задоволення попиту на постачання великомасштабних джерел водню.
Підвищення технологічних інновацій обладнання для виробництва водню.
Зосередьтеся на просуванні науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт, виробництві та промисловому застосуванні ключового обладнання для очищення водню та виробництва водню, а також побудуйте високоякісну систему технологій розробки продуктів водневого енергетичного обладнання, спираючись на вигідні підприємства в промисловому ланцюжку.Підтримуйте провідні підприємства у сфері виробництва водню, щоб взяти на себе лідерство, створювати інноваційні платформи, такі як центр інновацій промисловості, центр інженерних досліджень, центр технологічних інновацій і центр виробничих інновацій, вирішувати ключові проблеми обладнання для виробництва водню, підтримувати «спеціалізовані та спеціальні нові «Малі та середні підприємства брати участь у дослідженні та розробці загальних технологій обладнання для виробництва водню, а також розвивати низку єдиних підприємств-чемпіонів із сильною незалежною здатністю до основних технологій.
Посилити політичну підтримку інтегрованого виробництва водню та станцій гідрогенізації.
У Плані вказується, що для вивчення нових моделей, таких як водневі станції, які об’єднують виробництво, зберігання та гідрування водню на станції, нам потрібно з кореня подолати політичні обмеження щодо будівництва інтегрованих станцій.Якнайшвидше запровадьте національний енергетичний закон, щоб визначити енергетичний атрибут водню з верхнього рівня.Порушити обмеження на будівництво інтегрованих станцій, сприяти інтегрованому виробництву водню та гідрогенізації, а також провести пілотну демонстрацію будівництва та експлуатації інтегрованих станцій в економічно розвинених районах з багатими ресурсами природного газу.Надати фінансові субсидії для будівництва та експлуатації інтегрованих станцій, які відповідають вимогам цінової економії та стандартам викидів вуглецю, підтримати відповідні провідні підприємства для подання заявок на національні «спеціалізовані та спеціальні нові» підприємства та покращити технічні характеристики безпеки та стандарти інтегрованого водню станції виробництва та гідрогенізації.
Активно проводити демонстрацію та просування нових бізнес-моделей.
Заохочуйте інновації бізнес-моделі у формі інтегрованого виробництва водню на станціях, комплексних станцій енергопостачання для нафти, водню та електроенергії та скоординованої роботи «водню, транспортних засобів і станцій».У регіонах з великою кількістю транспортних засобів на паливних елементах і високим тиском на постачання водню ми досліджуватимемо інтегровані станції для виробництва водню та гідрогенізації з природного газу, а також заохочуватимемо регіони з прийнятними цінами на природний газ і демонстраційну роботу транспортних засобів на паливних елементах.У районах із багатими вітровими та гідроенергетичними ресурсами та сценаріями використання водневої енергії, будуйте інтегроване виробництво водню та гідрогенізаційні станції з відновлюваною енергією, поступово розширюйте демонстраційний масштаб, формуйте відтворюваний та популяризований досвід та прискорюйте скорочення викидів вуглецю та витрат на енергетичний водень.
(Автор: дослідницька команда майбутньої галузі Пекінського інформаційно-консультаційного центру Івей Чжиюань)
Час публікації: 29 вересня 2022 р
