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第二轮嘉宾揭晓| 绿氢示范项目进展及应用场景探索
作者:官方 来源:互联网 所属栏目:会展信息 发布时间:2024-06-24 17:35
[ 导读 ]随着全球对可再生能源的需求日益增长,氢能作为一种清洁、高效的能源形式,正逐步走上舞台。在这一背景下,多家领先企业和科研团...

随着全球对可再生能源的需求日益增长,氢能作为一种清洁、高效的能源形式,正逐步走上舞台。在这一背景下,多家领先企业和科研团队在可再生能源制氢领域取得了显著进展。

华能彭州水电解制氢科技创新示范项目


华能集团旗下的四川公司与彭州市政府在2021年3月9日签订了《华能彭州水电解制氢科技创新示范项目投资协议书》。经过两年的筹备和建设,2023年3月30日,该项目宣布即将开工建设;同年11月8日,首套1300标准立方米/小时碱性电解水制氢系统在华能四川彭州制氢站顺利满负荷产氢。


2024年6月12日,华能彭州制氢示范站成功售出第一车氢气,标志着华能首个大规模水电解制氢项目正式投入商业运营。


该项目由四川华能氢能科技有限公司投资,建设规模为每小时2600标准立方米(年产1800吨)的水电解制氢站,配备高密度储氢设备和充氢站。建成后,该项目将成为国际上单槽容量最大的水电解制氢站,也是西南地区首个大型水电解制氢项目。项目的氢气产品纯度达99.999%,设计年产1860吨,相比天然气制氢每年减少二氧化碳排放1.67万吨。该项目主要为交通领域提供氢能源,可满足500辆氢燃料电池车用氢需求,并将全力支持“成渝氢走廊”的建设。


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图源:华能川氢



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嘉宾简介:

张畅,博士,中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司氢能技术部主任助理。毕业于清华大学化工系,主要从事绿氢设备、材料开发及智慧控制技术研发。承担或参与了10余项国家级科技项目,包括国家科技重点专项、国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金项目和华能集团科技项目。现已在领域内顶级期刊发表论文及专著13篇,以第一作者授权发明专利20余项,参与4项氢能团标制定,获得电力行业创新优秀成果奖一等奖1项、华能集团科技进步奖2项、华能集团职工技术创新成果奖1项、清能院科技进步奖4项;曾获得中国电机工程学会青年托举人才、华能集团青年科技英才、华能集团在京单位青年优秀工作带头人、中国工业经济联合会“能源创新项目奖”、清能院优秀共产党员、先进个人、党员先锋示范岗等荣誉。

摘要:

双碳”目标的提出为我国能源加速转型指明了方向,在以可再生能源为主的大型综合能源基地建设中,绿氢生产既是新能源不可或缺的储能形式,也是能源消费端绿色低碳转型的重要手段。绿氢产业规模的发展为技术的升级和设备的降本提供了条件,未来仍需在设备性能优化、电氢耦合关键技术方面加大投入,在示范实践中解决产业链关键问题。华能集团是我国电力行业较早开展氢能技术研发的研究单位,在绿氢技术领域,围绕关键材料、结构设计、集成控制、电氢耦合、规划调度展开了全面布局,取得了一系列进展,并结合集团新能源发展提出了绿氢产业规划。华能将贯彻“以氢促电,氢电协同”的发展理念,与行业同仁共同努力,打通绿氢制-储-输-用全流程,为绿色低碳社会的实现贡献力量。


京能查干淖尔风光火储氢一体化项目


京能集团所属的北京能源集团有限责任公司致力于打造国内首个基于多种能量流协同运行系统的风光火储氢一体化项目。2022年4月15日,京能查干淖尔风光火储氢一体化示范项目配套氢能项目开工建设,规划建设不低于2000Nm³/h规模的制、加、用氢总产能。该项目分期实施,一期在查干淖尔电厂建设500Nm³/h制氢站和500kg/d加氢站,在锡林浩特建设500kg/12h撬装式加氢站,并在工业、市政和民生等领域搭建氢能应用场景。


2023年9月,京能查干淖尔风光火储氢一体化示范项目配套制氢站成功投产,实现了京能科技在制氢领域的突破。2023年12月28日,配套加氢站成功实现“通氢加氢”,进一步满足氢燃料电池重卡和大型巴士的用氢需求,显著改善了电厂经济效益。

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图源:华北电力设计院有限公司


拟邀嘉宾:

刘学进,北京京能科技有限公司查干淖尔“风光火储氢”项目负责人。


全球首台单机规模最大的海水制氢装置成功投运


6月3日,中央电视台《新闻联播》播发新闻【高质量发展调研行】深圳:一面创新墙的背后,聚焦深圳市以科技创新引领产业创新的典型成果并报道了全球首台单体容量最大的海水制氢装置落地深圳能源。


据悉,该500千瓦电解海水制氢装备已正式在深圳能源集团妈湾电厂进行示范应用,项目于2023年11月开始安装、调试,运行后制氢量可达到每小时100标方。


2022年,深圳能源集团联合深圳清华大学研究院开展《规模化电解海水制氢中试与应用关键技术研发》项目研究。目前该项目已经完成设备集成、系统调试、成功制氢,经过不断的试错、改进和优化,全球单体规模最大、首个百标方级电解海水制氢项目在深圳能源妈湾电力有限公司成功投运。各项技术指标、学术指标达到预期目标,各项关键技术成功攻克并落地实施,实现我国海洋可再生能源制氢装备的突破,满足规模化海水制氢的需求,成功突破了海水制氢关键技术,填补了世界空白。


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图源:深圳市氢能与燃料电池协会



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嘉宾简介:

邝允,深圳清华大学研究院氢储运与分离研发中心主任、深圳氢致能源有限公司总经理,面向2035年的海洋科技发展战略重大任务专家组成员,国家首个关于海水制氢的重点研发计划首席科学家。多年来深耕电解海水关键材料、关键装备和系统研发,在国际上首次在工业电解电流密度下实现了高选择性、高抗腐蚀性、高活性的电解海水制氢电极的开发;研发了世界首台1千瓦、10千瓦、100千瓦和500千瓦电解海水制氢系统,经中国可再生能源学会组织专家鉴定技术总体国际领先,获得中国可再生能源学会技术发明一等奖,在国际主流期刊发表论文40余篇,授权专利30余项,发展的电解海水制氢技术正在中海油、中石油、中广核、深圳能源集团开展示范应用。相关研究成果被新闻联播、朝闻天下、新华网、科技日报、中国科学报、Science Daily、Forbes等国内外媒体报道,并被美国海军作为立项依据研发海水制氢技术。

摘要:

“可再生能源+电解水”制备绿氢是一条富有前景的清洁能源技术路线。直接电解海水制氢有望摆脱大规模制氢水源的限制,同时解决深远海可再生能源输送难、就地消纳难的问题。深圳氢致能源有限公司致力于电解水制氢装备的研发及产业应用,目前已在关键电极材料、先进电极结构、高效工艺流程、电解海水制氢系统等领域形成自主核心知识产权,电解海水制氢技术优势明显,可降低对淡水的依赖性、提高电解制氢效率、精简水处理工序,实现巨量海洋可再生能源的大规模存储,有效降低制氢成本。深圳氢致能源有限公司以海洋可再生能源制氢、核电制氢、城市加氢站中水制氢、西部光伏风电耦合盐碱水制氢、煤矿/油田采出水制氢五个应用场景为核心,已经与深圳能源集团、中海油、中石油、中广核等能源企业建立了深度产业合作关系。


“海水制氢联产淡水技术”通过科技成果评价


2023年10月25日,《中国科学报》报道,中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会和副研究员刘艳廷团队开发的具有自主知识产权的“海水制氢联产淡水技术”在北京通过了由中国石油和化学工业联合会(以下简称“石化联合会”)组织的科技成果评价。


技术主要利用碱性电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源,将碱性电解水系统与海水低温淡化技术进行耦合集成,创建废热回收系统,实现了热量的高效利用。在此基础上,建成了基于铠甲催化剂的25千瓦级海水制氢联产淡水中试装置。


2023年12月19日至22日,石化联合会组织专家组对该中试装置进行了连续72小时考核。该装置实现了以海水为原料高效电解水制氢联产淡水,碱性电解槽直流电耗≤4.2kWh/Nm3H2@2300A/m2,氢气产能91.2Nm3/d,氢气纯度≥99.999%,产生的淡水在满足自身电解需求的基础上,联产淡水29.3kg/d,电导率≤20 S/cm,盐度≤0.01ppt。与传统电解水制氢装置相比,该装置的电能利用率提高了13.9%。


评价委员会专家一致认为:海水制氢联产淡水技术创新性强,指标先进,拥有自主知识产权,达到国际领先水平。建议加快工程化开发进程,早日建成工业示范装置。


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图源:中国科学院大连化学物理研究所


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嘉宾简介:

刘艳廷,中国科学院大连化学物理研究所研究组组长。主要从事能源催化与应用方面的研究,以(共同)通讯/第一作者在Joule、Chem、Nat. Commun.等刊物上发表学术论文9篇;申请国内外专利73余件,含国际/PCT专利20件;聚焦电解水中的关键科学与技术问题,在团队“铠甲催化剂”基础上,自主研发出铠甲催化剂整体式电极,并研发出250千瓦级碱性电解水制氢设备和可供人体直接呼吸的电解水氢氧仪。在此基础上,针对海水制氢的产业化发展需求,将碱性电解水与海水低温淡化进行耦合集成,研发出海水制氢联产淡水新技术,并建成了25千瓦级装置,实现以海水为原料直接制备出高纯氢气并联产淡水和高附加值浓海水。

摘要:

基于可再生能源的电解水制氢是实现绿色氢能经济的重要途径。由于淡水资源紧缺,海水制氢是未来氢能发展的重要方向,但目前面临海水成分复杂、电极腐蚀严重等挑战,亟需发展以海水为原料的氢气制备新技术。最近,研究团队利用碱性电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源,创建了废热回收系统,将碱性电解水系统与海水低温淡化技术进行耦合集成,研发出海水制氢联产淡水新技术。在此基础上,基于自主研发的铠甲催化剂整体式电极,研发出25千瓦级海水制氢联产淡水装置,实现以海水为原料制备出高纯氢气并联产淡水和高附加值浓海水。2023年12月,该成果通过了石化联合会组织的科技成果评价,达到了国际领先水平。


兰州新区“液态阳光”示范项目


由李灿院士团队自主研发的规模化电解水制氢技术,首创高活性固溶体催化剂,高选择性、高活性地生产绿氢甲醇,在兰州新区建成了全球首套千吨级“液态阳光”合成规模化示范工程。该项目于2020年试车成功并通过成果鉴定,具有完全自主知识产权,整体技术处于国际领先水平。项目由10MW的光伏发电、1000Nm³/h电解水制氢和1000吨/年的二氧化碳加氢合成甲醇三个单元组成。其核心技术是将不稳定的光伏发电通过先进的催化剂电解水制氢,然后将捕集的二氧化碳再利用高性能催化剂合成液态甲醇。


在“液态太阳燃料合成”项目建设和规模化试生产工作中,兰州新区石化集团院士专家工作站作为主要承担单位,中国科学院大连化学物理研究所负责项目的技术工艺和催化剂的生产,华陆工程科技有限公司主要负责本项目设计工作。目前,正在开展十万吨级液态阳光工业化项目,与中煤鄂尔多斯能源化工有限公司合作建设的合成单元已公示,这是全球首个液态阳光技术大规模工业化示范项目。


2021年10月21日,液态阳光加氢站应用示范项目发布会在河北张家口2022年冬奥会现场召开。该项目由中科院大连化学物理研究所李灿院士指导,中科化物张家港产研院联合中科液态阳光氢能科技发展公司等企业合作开发,是液态阳光示范项目的重要组成部分。

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图源:中科液态阳光

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嘉宾简介:

韩涤非,物理化学博士,中科化物张家港产业技术研究院院长、中科液态阳光(苏州)氢能科技发展有限公司董事长。从事科研创新和成果转化工作,承担并参与国家自然科学基金、973、创新群体及国际合作等基金项目。曾任大连化物所科技处副处长、国家技术转移苏州中心主任、苏州中科院产业技术创新与育成中心副主任,组建中科化物张家港产业技术研究院、苏州市氢能产业创新中心、江苏省氢能产业及技术创新中心,孵化设立中科洁净能源创新研究院苏州有限公司、中科液态阳光(苏州)氢能科技发展有限公司,重点推动液态阳光绿氢甲醇制储运加供给侧及氢燃料电池应用端产业技术开发应用和示范推广,并兼任苏州市新能源产业联合会、氢能产业创新联盟副会长。

摘要:

双碳目标现已成为我国构建清洁低碳安全高效能源体系的重要指引,可再生能源正加速替代煤油气等化石能源并使之回归碳资源的本位属性,并对能源电力、交通运输、钢铁冶金、水泥建材、化工材料、装备制造和数据通讯等产业转型升级带来深远影响。数字经济时代科技创新驱动能源数字化革命与人民币全球化进程的深入实施,将颠覆原有石油美元基础上的全球经济并重构国际秩序。

(一)上游供给侧制氢及消纳技术

(二)中游氢能储运及保供技术

(三)下游氢能应用端技术

国家能源集团重载铁路加氢科研示范站


由国华投资蒙西分公司承建的国家能源集团重载铁路加氢科研示范站全面完成了两台氢能源动力机车的加氢调试,累计注氢气量达845千克。各项关键运行指标均优于课题任务书要求,为6月项目验收结题奠定了坚实基础。这标志着我国氢能源动力装备具备了投入重载铁路市场运行的能力。


该项目位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗海勒斯壕南站,是国家能源集团2021年度重点科技攻关项目“重载铁路氢能源应用关键技术装备研发与示范”的重要组成部分。由国华投资(氢能公司)联合北京低碳清洁能源研究院共同承担,是内蒙古鄂尔多斯市的重点项目之一,也是国内首座重载铁路加氢站。


据悉,项目投入运行后,加氢能力为500千克/天,储氢能力为800千克,最大加氢流量达7.2千克/分钟,达到国际领先水平。该项目将为国家能源集团铁路运输板块节能减排,实现“双碳”目标作出示范引领。


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图源:国华投资氢能公司


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嘉宾简介:

何广利,教授级高工,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能(氨能)技术中心副主任(主持工作);国家能源集团氢能领域首席专家、国家科技部十四五重点研发计划“氢能技术”总体专家组成员、全国氢能标委会委员、中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟专家委员会委员、中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟副秘书长、中国能源研究会燃料电池专委会及氢能专委会委员、全国气瓶标准化技术委员会车用高压燃料气瓶分委会委员、中国电机工程学会氢能专委会委员、中国可再生能源学会氢能专委会委员。国家能源集团“科技创新先进个人”、国家能源集团劳动模范称号。在氢能及燃料电池领域,获得授权国家发明专利40余项,包括两项国际专利,发表一作论文20余篇。获得中国发明专利优秀奖一项(第一)、中国电力科学技术奖二等奖一项(第二)、国家能源集团科技奖励一等奖一项(第一)、二等奖两项(第一、第六)、三等奖两项。牵头制定氢能领域国家标准三项。



国内首台套生物质气化——化学链制氢多联产应用研究中试项目


2022年10月15日,国内首台套生物质气化——化学链制氢多联产应用研究中试项目在中国大唐集团有限公司安徽马鞍山当涂发电公司一次“点火”成功。


该项目技术来源方为东南大学,山东省科学院能源研究所投资的山东山科环境资源有限公司为该项目提供中试系统设备,能源所科研人员提供技术支持;由大唐集团华东院、有研工程技术研究院、中化二建集团、中国能建建设集团共同参与建设


该项目于2022年10月底全流程建成投产,投产后年产氢量11万立方米。产出的氢气可用于燃料电池发电和多业态氢能商业应用,能源利用率可达90%以上,实现了真正意义上的“绿氢”“绿电”。


2023年1月17日,该系统成功制取出纯度99.99%的氢气,达到了预定指标要求。这一里程碑性的成果验证了生物质气化、化学链制氢、氢气压缩和提纯技术路线的可行性,该项目的推动不仅为实现“双碳”目标作出了重要贡献,而且在生物质利用及氢能源绿色制氢方向迈出了历史性的一步,推动了生物质能源和氢能源的进一步发展。


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图源:大唐安徽

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嘉宾简介:

肖睿,东南大学首席教授、能源与环境学院院长,能源热转换及其过程测控教育部重点实验室主任。国家杰出青年基金获得者,教育部“长江学者”特聘教授,国家“万人计划”科技创新领军人才。长期从事生物质和固废资源化利用方面的研究。承担国家重点研发计划、“863”计划、基金委重点项目和企业合作项目等科研项目30余项。发表论文400余篇,论文被SCI他引14000余次,H因子60。授权国家发明专利50余件,美国发明专利3件,申请PCT专利8件。以第一完成人获得国家科技进步二等奖1项,省部级一等奖3项,以主要完成人获其他省部级奖5项。兼任江苏省能源研究会理事长,Fuel Processing Technology 副主编,《化工学报》、《太阳能学报》、International Journal of Greenhouse Gas Control等期刊编委。

摘要:

我国具有丰富的生物质资源,利用生物质制氢可以实现固废处理、绿氢制取和负碳排放。化学链制氢具有产物内分离的特性,相比于传统的重整制氢具有更低的能耗和更高的效率。但是目前该技术的商业化发展受限于廉价高效载氧体的制备和紧凑稳定反应器的开发。鉴于此,本团队采用含铁工业固废为载氧体原料,通过机器学习和高通量筛选改性,确立了载氧体综合评价指标和优化配方,通过合理调控晶格氧和游离氧比例,提高了生物质化学链制氢过程的反应效率;通过研究串行流化床反应器内制氢脱碳与热质传递协同调控机制,设计了基于反应分区的载氧体氧化、生物质热解气化、脱碳制氢一体式反应器,实现了规模化生物质化学链制氢的高效稳定运行。



国内首个生物制氢及发电一体化项目


2023年,国内首个生物制氢及发电一体化项目在哈尔滨市平房污水处理厂完成入场安装、联调,启动试运行。


据介绍,此项目包括制氢、提纯、加压、发电、交通场景应用、发酵液综合利用等六大系统。其中,制氢环节以农业废弃秸秆、园林绿化废弃物、餐厨垃圾、高浓有机废水等为发酵底物,以高效厌氧产氢菌种作为氢气生产者,在处理废弃物的同时回收大量的清洁能源氢,可以避免化石能源制氢过程中对环境的污染,从源头上控制二氧化碳排放。


该项目的生物制氢技术由哈尔滨工业大学任南琪院士团队发明,具有我国自主知识产权,获得了国家技术发明二等奖,研究成果一直“领跑”国际生物制氢的发展。近20年来,团队致力于在生物产氢原理、工艺、菌种、过程调控、规模化制氢等方面开展深入系统研究,突破了一系列生物制氢成本和商业化屏障。


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图源:氢蓝时代


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嘉宾简介:

邢德峰,哈尔滨工业大学环境学院、教授、博士生导师,城市水资源开发利用(北方)国家工程研究中心常务副主任、国家级高层次人才。主要研究领域为污水固废生物处理及资源化、微塑料降解、生物制氢技术、环境微生物组学等;获国家技术发明二等奖、教育部青年科学奖、省部级科技奖一等奖3项、微生物生态青年科技创新特等;发表SCI收录论文230余篇;担任国际水协会厌氧消化专业管理委员会成员、中国生态学会微生物生态学专业委员会副主任、中国环境科学学会极地环境与生态专业委员会秘书长中国创造学会乡村人居环境专业委员会副秘书长、中国微生物学会环境微生物专业委员会委员、中国氢能联盟技术专家委员会成员等。

摘要:

绿色氢能作为清洁的二次能源成为实现“碳中和”目标的重要技术路径之一。生物制氢技术因具有污染物协同治理、环境友好和可再生能源回收等优势,成为具有应用前景的绿氢技术。研究主要聚焦高效菌种、制氢设备、调控技术和系统方案,构建废水、餐厨垃圾、秸秆等多元有机废物绿氢系统技术,展望未来绿氢生成应用面临的机遇与挑战。


国家电投集团生物质气化-费托合成制绿色航煤和二氧化碳加氢制绿色航煤项目



国家电投集团在2023年11月16日启动了“生物质气化-费托合成制备绿色航煤关键工艺和催化剂技术开发”和“二氧化碳加氢制备绿色航煤催化剂关键技术研发与验证”项目。这两个重点科技项目由国家电投集团中央研究院牵头,联合清华大学、中国科学院山西煤炭化学研究所、中国石油大学(北京)和远达环保股份有限公司共同完成。


项目重点关注核心催化剂的开发及工业放大,以及关键反应器的研制,旨在实现国内绿色航煤不同路线的创新示范,推动绿色航煤相关标准的建立健全,并引领绿色化学品产业的发展。国家电投集团中央研究院将积极推动项目顺利实施,为绿电转化产业发展提供技术支撑,并针对绿氢消纳及碳资源高值化利用问题,推动相关成果落地。


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图源:国家电投集团中央研究院


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嘉宾简介:

张天釜,国家电投集团科学技术研究院碳中和研究中心总监/集团领军工程师。毕业于中国科学技术大学(学士)和剑桥大学(博士),曾先后就职于加州大学伯克利分校(博士后)、中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、中科合成油技术股份有限公司。作为项目负责人承担过多项国家和省部级科研项目,涉及化工和炼油等领域,已发表SCI论文30余篇,获得国家发明专利授权10余件。目前作为国家电投集团领军工程师,主持并负责多个绿电转化领域的科研攻关项目,包括生物质气化、CO2捕集和利用、绿色甲醇和绿色航煤等技术。


国外绿氢产业持续高速增长,在吸引国内众多电解槽企业布局的同时,也将进一步深化绿氢国际合作,实现国内外市场的双赢发展。国内制氢设备制造商开拓国际市场,最重要的是需要了解海外市场的产品法规和市场准入机制,构建完善的符合要求的供应链。本次培训着重讲解全球主要市场制氢设备市场准入和认证要求,帮助中国企业出海。


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