综合能原系统与氢能燃料电池

1、综合能原系统与氢能燃料电池2019年03月中国能建广东院广东院已从传统设计院发展为服务能源和基础设施建设的国际工程公司国家综合甲级资质国家综合甲级资质（电力、核工业、（电力、核工业、网信、智慧城市、海洋等网信、智慧城市、海洋等2121个行业）个行业）国内唯一国内唯一获得海洋工程勘察全获得海洋工程勘察全部三个专业甲级资质的电力设计企业部三个专业甲级资质的电力设计企业国内唯一国内唯一同时具有工程勘察综同时具有工程勘察综合类甲级和海洋工程勘察甲级的企业合类甲级和海洋工程勘察甲级的企业国内唯一国内唯一入选中国海洋工程咨询协会年度入选中国海洋工程咨询协会年度“十佳单位十佳单位”称号的电称号的电力企业力企业2017年国家科技进步特等奖、第十四届全国质量奖、全国五一劳动奖状、中央企业先进集体一、氢能与燃料电池简介低碳环保与超清洁能源改造综合能源利用智能电网应用智慧城市研究与建设新能源研究与开发百万千瓦海上风电.咨询规划 勘察设计投资运营 工程总承包百万 伏特高压百万 千瓦核电百万 千瓦火电一、氢能与燃料电池简介土耳其波黑印度都利2600MW 火电厂项目瓦罗拉2300MW 火电厂项目波特瑞2300MW

2、 火电厂项目罗莎一期和二期4300MW火电厂项目摩沙贝尔2660MW 燃煤电厂项目非洲 赤道几内亚姆比尼燃气电厂项目 刚果35-110kV 电网规划项目 刚果布恩扎项目 埃塞俄比亚GIBE -项目坦桑尼亚输气管道工程项目安哥拉SK输变电建设项目勘察设计监理项目 南苏丹Malakal-Bor 项目ADDIS ABABA输变电孟加拉达卡IV 输变电项目Meghnaghat 联合循环电厂项目 Bibiyana 燃气轮机电厂项目 Shahjibazar 联合循环电厂项目伊朗 North Pars 2000MW GTCC 电站项目 North Pars 柴油自备电厂项目 Unit燃机项目一、氢能与燃料电池简介越南 越南永昂一期 2600MW 电厂项目 沿海一期2622MW 燃煤电厂项目 永新一期 2600MW 燃煤电厂项目 太平二期 2600MW 燃煤电厂项目 冒溪 2x220 MW 燃煤电厂项目亚洲巴基斯坦印度孟加拉老挝越南印度尼西亚马来西亚巴基斯坦巴基斯坦HUBCO II 2660MW燃煤电厂巴基斯坦瓜达尔电厂项目老挝 老挝国家电力规划项目 大湄公河次区域电网投资策略研究项目香港向香港增送核

3、电规划方案研究项目香港中华电力有限公司电厂咨询项目马来西亚 马来西亚3B 项目朝鲜平壤2300MW安哥拉马达加斯加印度尼西亚 万丹1670MW 超临界燃煤电厂项目马达加斯加马达加斯加苏拉拉铁矿自备电厂意大利欧洲土耳其 波黑土耳其KONYA ILGIN 1500MW CFB超临界燃煤电厂总承包项目总承包勘察设计和咨询埃塞俄比亚苏丹 Tuzla 7号机组1450MW燃煤电厂项目非洲刚果埃及20MW光伏项目吉尔吉斯斯坦水泥生产线项目俄罗斯伊朗朝鲜香港几内亚燃煤电厂项目吉尔吉斯斯坦埃及氢能与燃料电池产业链一一一、氢能与燃料电池简介氢能“原”=能量+原料一、氢能与燃料电池简介燃料电池基本原理一、氢能与燃料电池简介燃料电池基本原理一、氢能与燃料电池简介宏观能源综合能源系统与燃料电池二二二、国内外发展趋势与工程技术进展能源耦合环节能源耦合环节二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展燃料电池二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进

4、展备用电源铝燃料电池二、国内外发展趋势与工程技术进展断电市电3控制系统负载备用电源铝燃料电池二、国内外发展趋势与工程技术进展断电市电3控制系统负载二、国内外发展趋势与工程技术进展三、氢能燃料电池产业链分析天然气液体燃料氢气燃料电池甲醇三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-分布式发电固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池技术优势技术优势利用现有能源网络；不使用贵金属；报废后无需回收；全固态；大规模生产后成本可以与燃气轮机持 平。可以使用氢气/工艺副产气、也可以使 用CNG/LNG/LPG/合成气、汽油/柴油/煤油、甲醇/乙醇等碳基燃料；与现有能源网络兼容，直接切入市场 难点，解决市场痛点；本质性热电联产三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-SOFC市场切入点市场切入点三、氢能燃料电池产业链分析IGFC的核心是SOFC或者MCFC应用场景-IGFC三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-IGFC发电效率=(1.2+0.1)/2 =65%.体积小.建设周期快（2-3个月）.效率高（60-65%电转化效率）三、氢能燃料电池产业链分析产品特点：.发电成本低.排放清洁应用场景-SOFC三、氢能燃料电池产业链

5、分析应用场景-SOFC阳极：C的氧化阴极：O2 的还原 _ +碳燃料 入口直 接 碳 燃 料 电 池(Direct carbon fuel cell，DCFC)是采用固体碳为 燃料，通过其直接电化学氧化反 应来输出电能。具体的电极反应因DCFC使用的电解质不同而不同。理想的电池反应为：C+O2=CO2二、国内外发展趋势与工程技术进展图图1-2 DCFC基本工作原理示意图基本工作原理示意图空气入口空气出口电能输出电解质阴极阳极CO2-二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展备注1：需与政府争取谷电制氢半价政策。经测算，按照目前造价及技术水平，暂无法盈利。经反算，当厂家设经反算，当厂家设备（含安装）备（含安装）价格降至价格降至1.2万元万元/kW，设备满足综合效率，设备满足综合效率40%，寿命，寿命26500小时以上时，可实现盈小时以上时，可实现盈 利。利。2、燃料电池发电经济性分析每度电氢燃料消耗量每度电氢燃料消耗量0.667立方立方米米=0.667元元/度电（氢气度电（氢气1元元/立方计算立方计算？），？），即变动成本即变动成本0.667元元/度电。度电。燃料电

6、池装置成本摊提燃料电池装置成本摊提=0.61.12元元/度电。度电。电力成本小计电力成本小计=1.2671.787元元/度电。度电。同比例余热利用后实同比例余热利用后实际电力成本际电力成本0.89351.267元元/度电。度电。1、燃料电池储能+发电经济性分析燃料电池谷电制氢，高峰时放电。谷底电制氢成本=12.54元/公斤=1.01元/立方，即变动成本变动成本0.67元元/度电。度电。燃料电池装置成本摊提燃料电池装置成本摊提=1.12元元/度电。度电。电解及储氢装置成本摊提电解及储氢装置成本摊提=0.170.34元元/度电。度电。电力成本小计电力成本小计=1.962.13元元/度电。度电。同比例余热利用后实际电力成本同比例余热利用后实际电力成本=0.981.065元元/度电。度电。目前广州市大工业峰平谷电价为：目前广州市大工业峰平谷电价为：1.0335,0.6380,0.3338元元/度。平均电价为度。平均电价为0.6355元元/度度+基本电费。基本电费。二、国内外发展趋势与工程技术进展合建站1、油氢合建站 2、电氢合建站 3、气氢合建站三、氢能燃料电池产业链分析氢储运加氢站三三海上风

7、电与氢能燃料电池二、国内外发展趋势与工程技术进展日本氢能与海上风电美国氢能与海上风电二、国内外发展趋势与工程技术进展二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电 A二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电 B二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电 C二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电 C二、国内外发展趋势与工程技术进展国家政策三、氢能燃料电池与海上风电技术结合海上风电制氢海上风电制氢Off shore windElectrolyzer-Water purification-Regulators-Gas dryer-Shutdown Switch-etc.H2 TruckingWaterSupplyEPower Conditioner-Grid Interconnector -Max Power Tracker-AC/DC converter-Power Supply Switch-etc.Hydrogen StorageICE/Fuel CellControlSystemsH2 PipelineLocal H2 UsePeak Shaving

8、O2 GasH2 GasV+三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢-离岸 在岸三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢-离岸 在岸三、氢能燃料电池与海上风电技术结合岸上制氢三、氢能燃料电池与海上风电技术结合离岸制氢 A碱水电解碱水电解(Alkali)纯水电解纯水电解（SPE）高温蒸汽电解高温蒸汽电解 （SOEC）电解质电解质/隔膜隔膜30%KOH/石绵膜石绵膜纯水纯水+质子交换膜质子交换膜固体氧化物（固体氧化物（YSZ等）等）电流密度电流密度12A/cm2110 A/cm20.41.0 A/cm2工作效率工作效率4.55.5度电度电/Nm3 H24.0度电度电/Nm3 H23.0度电度电/Nm3H2工作温度工作温度90 oC80 oC600800 oC产氢纯度产氢纯度99.8%99.99%99.99%设备体积设备体积11/3操作特征操作特征洗脱雾沫夹带碱液洗脱雾沫夹带碱液长时间稳定运行长时间稳定运行可维护性可维护性一般一般方便方便高温特殊设计高温特殊设计环保性环保性一般一般好好好好产业化程度产业化程度充分产业化充分产业化特殊应用，商业化起特殊应用，商业化起步步尚待开展尚待开展单机规模单机

9、规模1000 Nm3H2/h200 Nm3H2/h70 Nm3H2/h（可能）（可能）成本成本1000/（Nm3 H2/h）2000/kW装机装机碱性电解的碱性电解的23倍倍碱性电解的碱性电解的34倍倍三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢技术三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢技术业链分析制氢储能+海水淡化三、氢能燃料电池产SOEC三、氢能燃料电池与海上风电技术结合SOEC-SOFC四四氢能后续产业链延伸三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲烷化三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲烷化三、氢能燃料电池产业链分析甲烷化流程图应用场景-甲烷化三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲醇化应用场景-甲醇化三、氢能燃料电池产业链分析PrePre treatmenttreatment膜分离法膜分离法MembraneMembrane technologytechnologyFromFrom MTRMTR胺吸收法胺吸收法AmineAmine absorptionabsorptionFromFrom ShellShell预处理预处理三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲醇化PurificationP

10、urification三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-天然气加氢ASME B31.12-2014 hydrogen piping and pipelines ASME 31.1 POWER PIPINGASME 31.3 PORCESS PIPINGASME B31.8-2014 Gas Transmission and Distribution Piping三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-天然气加氢三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-天然气加氢三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-应急产业1、提供饮用水2、低温燃料电池防红外 3、降低单兵负重4、工作安静三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-军工三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-军工油品升级-加氢三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-石油炼化加氢三、氢能燃料电池产业链分析2014年年6月月13日日 7月月18日日投运投运 36 天增收氢天增收氢 气气 1800 余吨余吨实现效益实现效益 2500 多多 万元万元中石化大连石化（2014年）膜分离+PSA回收氢气（膜处理量8万Nm3/h）（1）膜膜 （2）膜分离器）膜分离器 （3）回

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