2021联合国开发计划署氢能产业大会《35位氢能大咖演讲实录》，由碳中和资料库知识星球社区编制完成，已于2022年1月24日在碳中和资料库公众号发布，供大家参考和阅读。碳中和从业者的必备工具。社区整理分享双碳相关资料内容超过万条，建立了10个板块，包括资料、数据、文章、政策、问答、企业、专家、工具、视频、招标等，致力于建成碳中和综合服务平台，已有2000位专业人士加入，是从事双碳工作的必备工具。开通年度会员获取全年内容。扫描下方年度码加入星球下载全部资料，支持搜索、收藏、聊天、提问等功能，与两千位专业人士共同探索碳中和时代机遇，加入后可获得星球社区成立以来和未来一年的全部内容。开通永久会员享受更大优惠。扫描下方星主码，添加星主开颜微信，申请开通或升级为永久会员，可获得更多福利权益，年度会员升级为永久只需补交差价。往期发布点击标题访问1.碳中和十大秘籍，2022必备工具2.100场碳中和专家演讲汇总（附共享Excel表）3.国家级碳中和产业政策白皮书（2021）4.2021碳达峰碳中和行动方案汇编：31省市、6大行业、10家企业5.80个零碳项目案例超强汇总6.全国首个碳交易数据Excel汇总表，持续更新7.中央双碳文件，有八个不易被察觉机会，90%的人都忽视了！8.1775页！47份温室气体碳核算方法汇编：行业、省市、企业9.首发！2021全国“碳配额”分配方案汇总星主微信码年度会员码请关注微信公众号：碳中和资料库第1页共143页目录1、国际氢能经济和燃料电池伙伴计划（IPHE）主席NoévanHULST致辞....32、中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇致辞......................................................63、中国科学院院士、武汉理工大学校长、佛山仙湖实验室理事长张清杰致辞..........94、中国国际经济交流中心常务副理事长张晓强致辞....................................................115、加拿大工程院院士、北京科技大学教授刘焕明致辞................................................136、联合国开发计划署驻华代表白雅婷致辞....................................................................177、中国船舶集团有限公司第七一八研究所副总工程师薛贺来致辞......................198、徐春明：双碳背景下绿电氢技术....................................................................................239、程一兵：仙湖实验室氢氨融合颠覆性产业化技术发展规划..................................2810、郑津洋：氢能管道输送技术发展现状和挑战..............................................................3411、刘华：氢能燃料电池技术突破对未来新能源汽车产业发展的重要性及展望..........3812、叶思宇：示范城市群启动背景下燃料电池的创新研发和产业化发展......................4113、傅花宁：关于我国氢能标准化体系建设的思考..........................................................4914、方伟：用氢能创造零碳未来..........................................................................................5415、付宇飞：绿色氢能中国力量........................................................................................5916、李政：氢能产业风险管控及过程安全管理..................................................................63请关注微信公众号：碳中和资料库第2页共143页17、邹业成：双碳目标下氢能核心关键材料产业化之路..................................................6918、李想：经济性与品质兼备的氢源解决方案..................................................................7319、杨大伟：电解水制氢用复合质子交换膜的产业化最新进展..................................7720、李新达：全国首座氢能进万家智慧能源示范社区......................................................8121、刘志祥：氢燃料电池的重载应用..................................................................................8422、李明昕：加氢合建站实践技术分享..............................................................................8723、施涛：氢燃料电池在非道路车辆领域商业化路径探索..............................................9124、杨林林：甲醇燃料电池助力绿色航运..........................................................................9525、周卫江：铂基电催化剂耐久性提升策略及方法..........................................................9926、何玮：螺旋槽气体轴承及其应用40bar和100bar的PEM电解槽......................10427、杨成玉：碱性水电解制氢设备之大型化、集成化应用与实践................................10828、顾茸蕾：汽车用氢燃料电池空压机的过去、现在和未来........................................11229、周富强：柔性金属成型（液力成型）对氢能电池金属双极板的优点和特点........11630、齐志刚：燃料电池金属极板和电堆............................................................................11931、杨智：金属双极板的规模化生产技术........................................................................12332、欧腾蛟：燃料电池系统开发及多场景应用探索........................................................12933、刘锋：大功率金属板电堆开发及展望........................................................................13234、宣路：三电平离心空压机控制器技术........................................................................13735、陈艺：Howden产品在氢能领域的应用...................................................................141请关注微信公众号：碳中和资料库第3页共143页1、国际氢能经济和燃料电池伙伴计划（IPHE）主席NoévanHULST致辞大家好，我是NoévanHULST。目前担任国际氢能经济和燃料电池电池伙伴计划主席。今天，非常高兴够以视频方式参加2021联合国开发计划署氢能产业大会。这里我要特别感谢联合国开发计划署署长施泰纳先生和中国国际经济交流中心常务副理事长张晓强先生。我今天想跟大家分享的是IPHE对清洁氢能的观点以及巨大的发展驱动力。IPHE可以说是成立时间最早的一个全球政府间的氢燃料电池组织。自从2003年成立以来，IPHE都一直在积极开展工作。我们的工作重点是促进成员国共享的行业信息以及政策和部署方面的最新进展。当然，我们也希望推动协作和开展国际合作，并且积极交流国际实践。为此，我们每年召开两次指导委员会会议，并且对外公示会议结果，所以大家可以登陆我们的网站www.iphe.net了解更多的信息，并且了解IPHE各成员国在氢能方面的发展情况。除此之外，我们还通过法规、规范、标准和安全工作组开展许多接触合作，此外，还有教育和宣传工作组，而且我们还设有特别工作组来开展氢气生产的碳足迹和氢气贸易规则的研究，稍后我将详细介绍这方面的内容。近年来，也有不少新的国际组织和倡议在氢能领域非常活跃，而他们对于开展良好的国际合作和最大限度地发挥协同作用至关重要，IPHE在推动建立强有力的国际合作关系方面也发挥了重大作用，我们非常高兴与国际能源署开展国际合作，并且我们将继续深化这种合作。例如我们协助国际能源署在格拉斯哥组成的第26届联合国气侯变化大会上达成了关于低碳清洁氢的突破性议程。我们从近年来清洁氢能发展中看到了极大驱动力，从IPHE收到各成员国提交的报告中，我们看到，在过去一年间有已经发布了30多个国家或区域性的氢能发展战略或路线图，而且我们应该将氢能定位成气侯政策的关键因素，有一些国家把氢能纳入他们的工业或者是出口战略，把它作为产业部门扶持经济建设。我们还关注公请关注微信公众号：碳中和资料库第5页共143页技术创新是降低成本的一大挑战。第二，监管框架非常重要，我们需要定义氢市场的游戏规则，因此需要强有力的政策信号，包括在许多领域推动实施标准化或者提高市场透明度等等。第三大面临的挑战，在于基础设施方面。因此生产低碳清洁氢的地方未必是要使用的地方，在氢气生产端和销量端之间可能相距很远，这就需要基础设施来进行大规模跨区域的氢气调度，这也是许多国家正在寻求改造天然气管道用于运输氢的原因。比如说欧洲国家把氢从一个大陆运到另一个大陆，意味着更长距离的运输，比如韩国正在涉及跨洲经济调度的开创性。下面我来谈一谈IPHE促进和加强全球氢能贸易所做的工作。我们有一个特别工作，就是致力于研究如何结算不同制氢工艺下的碳足迹，包括可再生能源制氢、天然气和CCUS制氢或者是其他工艺。全球范围内就碳足迹制氢生产方法达成一致非常重要，IPHE和特别工作组一直在从事的工作，上个月刚刚提出了方案，我们希望这个方案可以在未来被纳入全球标准，并推动成为ISO标准。工作组的研究已经进入下一阶段，也就是如何计算氢气运输过程中所产生的碳足迹的方法，通过开展对制氢工艺和运输碳足迹的研究，IPHE希望可以进一步推动全球氢能贸易。在贸易方面，IPHE新成立了一个特别工作组，它是由各成员国技术专家组成，对清洁氢的贸易规则开展研究，比如是否有边界壁垒、非关税壁垒，如果有，是否会造成氢贸易发展进展缓慢，等等。如果我们明确了各种壁垒，我们需要了解如何打破壁垒，而且哪些全球性机制可以有助于消除这些壁垒，从而加速全球氢能贸易的发展。IPHE还有另外一个负责法规、规范、标准和安全的工作组。由于时间原因，我不能详细说明，但我还是想重点谈一谈氢安全的问题。显然，安全问题非常重要，如果我们希望清洁氢能够成为新的全球大宗商品，并且助力更多领域减少碳排放，那就必须重视氢安全问题。特别是安全是事关民众利益的，例如车辆和建筑，所以我们需要遵循最严格的安全标准。如果出现安全问题，我们需要从中汲取经验教训，并且保持公开透明，而且国家之间也需要相互交流经验，提高安全境界，避免在未来安全事故的发生。所以，氢安全标准是非常非常重要的，而且它已经被列为IPHE的重点工作领域，我们欢迎世界各请关注微信公众号：碳中和资料库第6页共143页地的行业同仁来参与氢安全问题。IPHE另一项工作是开展氢能相关的教育和宣传，提高公众意识对推广清洁氢也非常重要。我们正在竭尽所能推广清洁氢做出自己的贡献。让我们特别自豪的是，近期IPHE成立了职业网络，来自全球的年轻专业人士和学生相会交流他们在氢能方面的学习发现。这一网络还有助于提高年轻人进入氢能领域的热情，共同面对推广氢和燃料电池所面临的巨大挑战，推动氢能和燃料电池未来新应用的部署。总而言之，全球氢能呈现出巨大的发展势头，并且具有帮助经济脱碳的巨大潜能，而且它还有助于氢气现代化建立清洁能源的新产业，创造就业机会和促进经济增长，同时它还有助于促进全球新的贸易体系的改变，这也是一个比较重要的职能和价值。IPHE正在努力推动氢能的发展，来实现上述的目标，也希望今天我的分享能够对各位有所帮助。最后，祝愿2021联合国开发计划署氢能产业大会取得圆满成功，谢谢！2、中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇致辞佛山的UNDP氢能产业大会，我因为不能到会，在线上跟大家交流，我的题目叫“双碳”目标下，氢能发展的几点思考，因为习近平总书记在75周年联合国大会上向国际社会作出了碳达峰和碳中和的郑重承诺，所以说能源绿色替代尤为关键，要加快形成节约资源与保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局，走绿色低碳的高质量发展之路。2030年国家能源局已经大概安排比重即风化能源达到25%，所以风电和光伏总装机要达到12亿千瓦以上，我觉得要完成这个指标没有问题。第一个问题，化石燃料时代向绿色能源转变是必然的，能源必须转型，这是两个转变，一是化石能源向绿色能源转变，二是高碳燃料要向低碳燃料转变，这两个燃料是加氢、减碳要经历的过程。“双碳”背景下，对未来电源结构做了预测，国家电网有一个非常好的模型，能源保障能力始终保持80%以上，水电、风电、光伏、在建核电，我们多项目标请关注微信公众号：碳中和资料库第7页共143页已经保持世界第一。清洁能源发展装机规模增长在未来很重要，根据国家电网模型，2030年风电光伏装机容量可能达到16.2亿千瓦，比现在的预测还要高，它的发电能占整个发电量21%左右。碳达峰时，装机容量可以达到38.6亿千瓦，风电和光伏是我们现在唯一能够成熟、大规模的绿色能源，2060年碳中和的情况下，风电光伏装机容量可能达到48亿千瓦左右，发电达7.9亿度，占比可能50%左右。这个时候燃煤基础可能装机容量占比只有9%，发电只占13%左右，所以87%都是非化石能源。这里面的煤电、气电、核电、水电、风电、广电、光热、分布式发电都有一个计算，我们都是一个模型。这指出了一个方向，指出了一个发展趋势，氢能已经成为了必然，因为大量波动性的风电和光伏发电量太大，所以储能是未来发展的重点，未来将重点突破前沿的储能技术，研发高效的储能技术，包括新型的储能引用技术和储能安全技术将成为必然。那么我们认为氢能发展是储能领域的重要组成部分，它可以抵抗波动性和随机性，包括发展设备的抵御干扰性和弱支撑性，还有电网带来的高效消纳、安全运行的三大挑战。氢能会作为一个储能设施来建立它，因为它具备了大规模长周期的优势和可实现可再生能源电力时间空间的转移，且可以用在任何地方，氢能已经成为拓展电力利用，应对再生能源随机波动的最佳方式。我认为中国当务之急是要解决低成本、大规模绿色经济的氢体系建立。当然我们也要做技术上的突破，比如氢燃料电池汽车的运行、加氢站的运行标准和技术，不过，当务之急还是绿色能源，要解决绿色氢的来源问题。氢的利用将促进人类社会生活方式和生产方式的转变，这是肯定的，因为它比电力容易分散储存，获取方式多样化，获取成本有可能降得很低。另外，氢能的关键核心材料、零件和装备，包括燃料电池、加氢站等等，这些装备零部件、材料都已经开展了全面的攻关。佛山也作出了很好的贡献。首先是燃料电池汽车，我们可以看看佛山已经在公交上做了很好的示范，还有分布式热电联供，还有生态前期对氢能的需求，大家可以看出市场已经启动了。第二个问题，开创氢能的重大时代。因为氢能和锂电池不同，它重载和远续航里程的能力比锂电池优越，我们可以最好开创新的重卡时代，也就是重卡柴油请关注微信公众号：碳中和资料库第8页共143页车是我们首先要进行示范的一个重点。重卡49吨以上不可能用锂动力电池，所以氢燃料电池是最佳的状态，所以我觉得物流密集的港口地区尤其适合建立柴改氢示范区，这个示范意义很大，现在的河北唐山张家港等地区已经开始启动。我们的港口交通发达，在港口示范区运行氢重卡，不仅有海上制氢的便利，还能使港口从雾霾重灾区变为清洁示范区，来真正达到环境驱动型的氢能利用，而不仅仅是技术驱动型的。第三个问题，适合发展氢能的还有柴油物流车，我们调研后发现，一些港口的吞吐量很大，柴油消耗每月将近1400万吨，这就是一个很好的市场，我们至少每个月氢气240万吨/月。所以开创氢能重卡时代，优先发展氢能的商用物流车，这是方向。第四个问题，跨行业的区域循环经济问题，特别是氢冶金的利用，现在第二大的排二氧化碳行业就是练钢铁、冶金行业，因为它有十多种钢，排量很大，所以宝武钢厂就起到了提供碳综合的领军的作用，这是大企业，首先它要用新冶金等技术的突破来解决传统高炉长流程、大量排放二氧化碳的状态，所以新冶金给传统的钢铁行业迎来了挑战，同时也迎来了新一代钢铁技术的发展。固态储氢。因为当前的储运氢问题已经比较严峻，固态储氢会使我们制氢地的示范变得很容易，风险也小，因为固态储氢从体积储氢密度、安全性等因素考虑，具有商业化发展的前景，所以我们搞铝合金的丁院士和潘院士，把镁氢2作为储氢的主体材料，储氢密度可以超过70兆帕级的储氢瓶质量密度，大量缩小了体积，一辆车可以拉好几吨氢气，而且常温常压，安全性非常高，所以固态储氢将成为全国用氢、运氢的一个方向，这意味着以后可以不用加氢站了，如果车辆加一个锂动力电池，就是双电混合，那么有的地方就不用布局加氢站。最后，我认为氢能产业未来发展的重点是突破新型的绿色氢能技术，研究基于合成生物学、甲烷直接裂解等制备绿氢的技术了。还有研发可再生能源驱动的高效低成本的制氢技术，大力发展大规模的供氢体系，探索新型制氢和储氢技术，包括燃料电池核心技术，如燃料电池耐久性、提高关键材料和核心零部件的国产化能力，突破氢气储存和加氢站关键零部件的能力。国家能源署对碳中和做了一个预测，比较合理，到2050年，总体用能比现在降低8%，氮气、氢气使用量会扩大2倍，而且电力在整个能源占比中超过50%，请关注微信公众号：碳中和资料库第10页共143页山工作不到两个月时间已经亲临实验室进行深入的调研，指导实验室的发展。中国的氢能产业发展看佛山，佛山作为中国氢能之都，现已建成为全国氢能产业创新发展的高地，先后成为全国首个燃料电池汽车示范城市之一，首个氢能标准化创新的基地，国家绿色配送示范城市，拥有国内领先的氢能产业政策、基础设施和完备的产业链，非常适合各位氢能有志之士加盟，共同谱写氢能产业的新篇章。佛山作为燃料电池汽车示范应用广东城市群牵头城市，充分发挥广佛全域同城、佛山对口云浮等城市之间的合作机制，开展氢能技术进步和产业化应用。当前，氢能产业被认为处于爆发前夜，氢能走上大舞台的时代已经到来，以氢能建设为主攻方向的佛山仙湖实验室正是这样的背景下，在佛山市人民政府的大力支持，广东省政府支持的背景下应运而生。佛山仙湖实验室的愿景是打造成为五个中心，一是要成为我国氢能技术研发中心，二是成为国家氢能技术转移与辐射中心，三是要成为氢能高端人才汇聚与国际交流中心，四是成为国家氢能应用与大学生创新创业中心，五是成为氢能领域高科技企业孵化中心，也发展成为面向国际、视角前沿、充分开放的战略性新型研发机构。实验室成立两年以来，一方面加快基础设施建设，另一方面加强科技创新，在重大科技成果的同时，更加重视科技成果转化，加快推进氢能与高科技企业的孵化，打通科技成果转化最后一公里，让高水平的科技成果走出实验室，成为粤港澳大湾区氢能产业高质量发展的新引擎，支撑区域经济社会高质量发展，在仙湖实验室科技主楼全面落成之际，我也诚邀大家到实验室走走看看指导工作。此次由仙湖实验室承办的仙湖技术论坛今年是第一次，论坛共分为燃料电池材料、燃料电池设计技术、燃料电池乘用车、燃料电池商用车、采用能源动力技术等五分论坛，希望通过演讲、论道等形式，分享行业前沿理念及实战干货，致力于搭建政产学研用的市场化交流平台。各位专家，各位同仁，全球氢能技术创新与产业发展需要我们携起手来开展方位合作，相信此次大会一定会不负重望，为国内氢能领域带来一场精妙绝伦的研讨盛会，也希望以次大会为契机，我们仙湖实验室为“共创氢时代，同绘碳中和”更加紧密地协同我们18家共建单位，我们18家共建单位包括清华大学李骏院士的团队，包括浙江大学的郑津洋院士的团队，也包括我们南京大学邹志刚院士的团队，以及我们西安交大郭烈院士的团队。请关注微信公众号：碳中和资料库第11页共143页除了我们加强紧密合作以外，我们还能更加紧密以广东和佛山氢能领域的所有创新力量，也同时加强与一汽解放、东风汽车公司、国家电投氢能公司三个中央企业，即将落户仙湖的三个中央企业，更加紧密地合作，努力地做好三项重要的工作：一是要更加重视氢能领域的科技创新，特别是要把氢能领域原始创新能力的提升摆在更加突出的位置，为创新者进、为创新者强、为创新者胜。二是要更加重视氢能人才的基础培育，在氢能关键核心技术领域要培育、培养一大批战略科技人才、一流科技领军人才和创新团队，形成我国在氢能领域人才竞争的比较优势，聚天下英才而用之。三要更加重视政产学研用深度合作，协同发展，要更好遵循市场规律，优化创新资源配置，推动创新要素机制，通过强强联合，深化合作，协同创新，推动氢能产业全产业链的快速发展。最后预祝大会圆满成功！谢谢大家。4、中国国际经济交流中心常务副理事长张晓强致辞各位嘉宾，大家上午好！很高兴今天能与在座各位以“共创新时代，共绘碳中和”为主题，探讨碳中和愿景下氢能产业发展路径。实现碳达峰、碳中和，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设的总体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。近日中国已正式发布了《做好“双碳”工作的意见》和《2030年碳达峰行动方案》，这将有利于推动中国的“双碳”工作。“双碳”给中国氢能产业的发展带来的机遇和挑战并存，氢能产业的发展要坚持统筹规划，科学有序推进，要抓住体制机制改革与科技创新这两大关键要素，也要重视开展国际合作。第一，加强宏观指导。在上述两个重要文件发布后，中国还将陆续发布一系列政策及规划，政府氢能产业发展规划，从而明确顶层设计、区域布局、科技创新、产业发展、国际合作等重要举措，为发展创造好的制度环境，指引行业良性有序发展。近年来在推进试点示范，实现合理布局方面也迈出步伐，2021年财政部等5部委公布的以北上广为代表的示范城市群打破了行政区域概念，将产业请关注微信公众号：碳中和资料库第12页共143页链优势企业所在城市联合形成产业链条各环节环环相扣、强强联合态势。下一步要把握发展节奏，因地制宜，优先选择资源禀赋和产业配套较好的地区，开展综合试点示范，同时做好“双碳”工作的文件和碳达峰行动《方案》指出的要统筹推进氢能制、储、运、用全链条发展；要加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。为此要有重点地开展全产业链示范，在重视燃料电池汽车与氢能应用的同时，鼓励多元化应用，包括分布式发电、储氢、用于基站和应急船舶等。第二，加快核心技术突破。当前中国氢能产业卡脖子问题仍然存在，随着氢能产业的发展，在相关技术和核心零部件等方面虽然已经取得了积极进展，但在核心技术、关键材料和装备制造等方面和发达国家相比，仍存在一定差距，关键材料和零部件依赖进口，产业技术标准和检测认证体系仍不能满足发展需要，国家碳达峰行动方案指出要聚焦氢能等重点，深化应急研究，也要通过产业联盟、创新平台等形式组织产业链头部企业进行联合攻关，加快核心技术突破，降低产业链成本，提高创新效率，为氢能产业高质量发展提供强有力的科技支撑。第三，积极开展国际交流合作。在积极应对气候变化，加快推进能源转型的背景下，中国作为氢最大的产能国市场，氢将成为国际能源合作的新抓手，并系全球头部企业和尖端人才团队，未来以可再生资源优势，巨大的终端应用市场空间为依托，更加积极地开展国际技术、产业和贸易合作，实现优势互补、合作共赢。在“双碳”实现过程中，作为二次能源，氢能短期内不能直接助力保障国家能源安全和碳减排，但是随着氢能产业的快速发展，在未来碳中和的过程中，氢能在储能、工业清洁原料、建筑等广泛领域将承担越来越重要的作用。各位嘉宾，志合者不以山海为远。各位是全球科技能源发展的推动者，也是中国未来新能源产业革命的践行者，在未来全球能源可持续发展中，让我们共同落实联合国2030年可持续发展议程，推进实现公平、包容、可持续的绿色能源转型，为世界能源可持续发展贡献智慧和力量。最后，预祝大会圆满成功！请关注微信公众号：碳中和资料库第13页共143页5、加拿大工程院院士、北京科技大学教授刘焕明致辞女士们，先生们，我非常荣幸能够来到这里给大家来讲解关于后碳中和时代的氢能，让我倾听了很多嘉宾的演讲，我的演讲当中会给大家讲解一些很有意思的案例来达到碳中和，为碳中和时代做贡献。首先，我给大家介绍一下背景。事实上，我们是佛山市顺德区院士创新中心，这个组织是吸引高层次的人才，全世界范围内吸引高层次人才，把他们吸引到顺德区，事实顺德区是一个非常重要的区域，而且我们现在还在继续发展以技术为主的经济，我们知道高水平人才是可以帮助我们实现高质量的发展，所以我们吸引了很多高科技人才进入到社区当中做科技创新，而且我们还做了人才培训项目等等。我们的背景事实上和USDD，而且还和北京材料基因工程高精尖创新中心是有合作，我们是为了碳中和做贡献，也建了碳中和的研究院，毛新平是我们的同事，是引领这个碳中和研究创新中心的人物。在顺德区，我们当时也开展了新的运营项目，招聘更多的学生，我们招聘了超过400名学生，包括博士生，我们培训这些学生为碳中和做出贡献，尤其是关于科技合作、行业合作的工作。接下来，我们看下面的内容。在大约200年期间，我们实际上在氢能源发展方面作出了很大的进展，实际上针对于这个能源市场4万亿的容量下，所以我们有石油、天然气、煤炭等等。我们主要是依赖于这样的能源资源，他们会有碳排放，我们现在需要发展清洁能源，比如说太阳能、风能等等，我们增加了能源结构的组成，而且我们针对于不同能源采取了不同的研究和方法。我们知道人类活动很多时候都是处在商业区域或者公共集中区，而且这些区域里面还有交通，他们都加速了能源的使用，这些活动让能源市场可以更大。在未来40年，我们必须要改变能源市场的现状，做出能源市场的改革，这过程中关键核心技术就会快速发展，而且新能源的使用会使交通主要使用氢能，也就是我们常说的低碳排放，所以我们不会再去燃烧天然气或者传统的能源来促进交通，我们更多是用清洁能源，建筑行业也是如此，我们会使用一些清洁资源，比如光伏或者其他可以使用的清洁能源，所以未来40年或者我们人类活动比较密集的区域将会更多使用清洁能源，极大程度地降低碳排放。我们在这个过程中很多的请关注微信公众号：碳中和资料库第15页共143页生命周期的分析，而不是只在其中一环看它是否是低碳的，所以我们不是要在一个特定的时间段看，我们要看它的整个生命周期才可以看它是否是低碳。关于技术的发展，我这边也不详细展开了，但是这里比较重要的一点就是在二氧化碳这一块，我们都知道氢市场，氢的技术将会成为一个非常重要的点，尤其是在能源市场上。除了氢之外，刚才的教授也讲到了其他技术，比如氢能源的制作，比如用甲醇作为原料，其实他的想法是氢。我们通过这种方式可以储存更多的原料，但是我们需要很多技术支持能量的储存。刘教授说了，我们其实也要关注这个领域，看看如何把甲醛的连接和氢能源连接起来，尤其是在能源的转换方面，在整个能源的周期当中40%的能源消耗都是在建筑当中被消耗的。这是全球的排放，比如北美、欧洲、亚洲，亚洲里面的中国，所以可以看到我们现在所在的地区，包括在北京这个大区，这些都是能源消耗的关键区域，所以在讲碳排放的时候，我们需要碳中和，尤其是这些能源消耗比较集中的地方，我们需要用这些方法应对碳排放，包括在特定区域的碳排放。这个地方，我比较感兴趣，尤其是在这些领域当中，这个地方的这些人都住在建筑里面，这个过程当中，我们需要去看能源消耗的量，包括人均二氧化碳的排放，因为中国有14亿人口，每个人大概排放10吨/年。加拿大的情况就更加严峻，加拿大的碳排放在这里，大家可以看到。因此我们必须要找到一个方式减少能源的排放，包括减少人均二氧化碳排放。其实比较有趣的是每一个人每年如果只维持生命，我们大概只需要排放0.4吨二氧化碳，其他的二氧化碳排放其实都是因为我们想要去享受生活才排放出来的。所以我们需要所有的人都参与进来，参与到碳中和的运动当中来。在我们这个团队中，有新的技术、新的产品，尤其是在建筑领域当中，因为建筑的区域比较有限，如果我们使用太阳能产生电能，现在每一个产出大概12千瓦，但是有了这样的技术和产品，在光伏板上面运用这样的设计。下面的部分就是光伏的运营，太阳能照在光伏板上，这样就可以发电，它的转化率只有25%，我们浪费了80%的能量，我们仅仅使用了20%的能量，如果后面有水我们就可能可以获得60%的能量，再加上20%的电，这样每平方米我们都可以去收获更多的太阳能量辐射，大概100瓦的能量，是之前的4倍之多。这是关于太阳能光伏发电的技术，有了这个技术，我们就可以让这个建筑成为碳中和的建筑或者说可再请关注微信公众号：碳中和资料库第16页共143页生能源的建筑。关于建筑的能源，我们就可以建设一个碳中和的小区，有了碳中和小区，我们就可以做碳中和的城市，最终我们就可以形成一个碳中和的国家。这是我们技术的第三方认证，大家可以看到我们目前的专利保护，劳斯（音）教授是团队当中非常关键的成员，他主要负责清洁能源和清洁消耗的降低，所以他的存在让我们团队开发了门窗，专门针对建筑的窗户，有水流过就可以减少能源的排放，来减少二氧化碳的排放，所以有了这个技术和设备，再加上太阳能光伏在房顶整合在一起。有了这些技术，我们就可以在很短时间内达到目标。接下来，我给大家讲解非常有意思的案例是在佛山南海区。我们在这个区域做了一个垃圾循环利用的设备，事实上在2060年我们仍然需要每天生产垃圾的，也就是说即便2060年实现了碳中和，我们仍然生产垃圾，这个垃圾怎么处理？我们南海区的项目是关于垃圾处理的，它是有非常创新性的想法。我们这个团队已经完成了第一阶段，也就是垃圾回收第一阶段，通过垃圾回收的项目，生产中很多的生物气，我们把生物气即沼气放到家庭或者其他的环境进行使用，如果还有其他的方式减少碳排放，我们也在积极地吸纳这样的方式和技术。我们佛山重点要发展氢能，所以我们也在思考是否能够把生物沼气进行更好的应用，比如让它们作为车辆的驱动能源，这个想法是非常简单的，商用沼气主要成分有甲烷，甲烷电解会产生不同的成分，我们的技术可以应用于甲烷，将甲烷转化成氢能，我们可以达成这一点。但是对于碳来说怎么办？我们是否能够将过程中产生的碳进行更好的利用，能减少将碳转化成二氧化碳，我们是可以这样做的，比如说我们有生产技术线，甲烷转化成碳纳米管，包括纳米铁催化剂加温转化成碳纳米管和氢，而且我们还获得了证书。那么可以用我们的技术进行生产氢气然后集成氢气，把这个氢气放在加氢站上，进行更好的应用。这样的技术可能是每吨20万的价格，但是这还不是一个最佳的方案，最佳的方案是产生钻石，因为我们要利用这个过程中产生的碳，因为过程中产生的碳可以产生钻石，因为全球范围内都用相关的技术生产相关的珠宝和钻石，也就是并不仅仅是天然的钻石，我们很多是人工合成钻石，这样的技术应是非常好的。我在90年代来中国之前，我也有了解这个钻石涂层刀具，当时我所在的公司也请关注微信公众号：碳中和资料库第17页共143页有销售涂层工具，这一点我们也可以去更好地利用，而且我们也使用这个钻石散热片和钻石芯片，这是高功率钻石片和钻石芯片，可以作为这个项目的成果，所以我们的技术在不断取得进步。在未来我们可以看到，有很多的居住区和工业园结合在一起互相混合，我们可以建设更多的清洁能源区域，降低碳排放。在荷兰，在2010年已经实现个别区域碳的零排放。我们可以让居住区的碳生产和碳排放降到最低，对于工业区来说是要降低碳排放、降低能耗，工业区可能自己不能够达到碳排放，但是和居民区一起共同组合，我们可以推进新的工业园区发展模式，也就是说，它能源消耗更低、碳排放更低，人们可以在这样的区域以一个非常舒适的方式进行工作和生活，这就是未来中国的趋势。而且在未来我们仍然有能源消耗，仍然有碳排放，我们仍然会产生垃圾，但是我们知道如何进行更好的垃圾回收，把这个碳选取出来，更加好地利用碳来生产更好的产品，比如说钻石等等，然后促进清洁能源的生产和回收利用。我想再次强调一下，碳中和是里程碑，它是中国的可持续成长过程当中的里程碑。在这里程碑之后，我们还需要进一步发展，而且我们还需要增长GDP，我们还要继续减少能源消耗、减少碳排放，我们和全球人民一起达成这样的愿景。谢谢大家！6、联合国开发计划署驻华代表白雅婷致辞尊敬的广东省及佛山市的领导,尊敬的张晓强主任，各位专家，女士们、先生们，大家上午好！很高兴代表联合国开发计划署，以视频的方式参加第三届UNDP氢能产业大会。在我过去的两次到访中有幸亲身体会到，佛山这座城市正在引领着燃料电池和氢能经济的发展，并稳步走上一条低碳发展道路。非常遗憾，今年由于疫情的原因，我无法亲自来到大会现场与大家交流。《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方大会在上个月结束，各国的气候行动仍然具有很大的不确定性。尽管各国当前承诺预计能够将本世纪末全球气温升幅控制在2.0°C左右，我们必须展现更大的雄心，并采取更多的行动将请关注微信公众号：碳中和资料库第18页共143页1.5°C的温控目标保持在可实现的范围内。如果不能实现这一目标，我们的地球将会面临非常严重的后果。我们正处于中国提出“双碳目标”并强化应对气候变化国家自主贡献目标的关键时机，必须推动氢能的降碳潜力在解决高排放行业低碳转型中发挥充分的作用。中国的交通领域正走在氢能应用的前沿。在过去的五年里，氢能燃料电池汽车已经在中国各地的城市开展了示范运营。目前，中国的燃料电池汽车保有量已将近8000辆之多，但这与《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中提出2035年保有量达到约100万辆的目标还有不小的差距，意味着我们仍需大幅提高产量。提高氢能燃料电池汽车产量，并扩大氢能经济的规模对于未来的发展至关重要。我们需要加大政策支持和投融资力度，推动氢产业链各环节协同发展。要加快清洁氢气在未来能源系统中的规模化部署，还应从以下三个方面着手：首先，我们必须使氢气变得更清洁、更便宜。在中国的许多地区，可再生能源已经比化石能源发电更具经济性，然而，在碳达峰情景下，中国到2030年的年氢气需求量预计达到3700万吨，而可再生能源制氢量预计只占14%。这就需要政府部门出台有关政策，激励可再生能源制氢发展，大力推动氢能产业的绿色发展。另外，尽管低度电成本是绿氢成本下降的必要条件，我们仍需要大幅度降低电解槽成本，以提升绿氢的经济性。我们需要大规模生产并部署电解槽，提高能效，并对优化电解设备及其关键零部件的供应链管理。随着绿氢成本的降低，其需求将会增加，对电解槽的运行时间需求也会增加，这将进一步降低制氢成本，形成产业内的良性循环，并对中国的氢能经济的指数级扩张起到催化作用。第二，我们必须加大创新和投资力度，推动氢能关键技术的研发和产业化。目前，绿氢价值链在完全商业化方面仍面临重大挑战。加速突破关键核心技术必须是中国氢能战略的核心。这需要我们加大投资，推进氢气储存和运输技术的发展，比如储氢材料、高压氢瓶和输氢基础设施建设。国际能源署提出，我们需要在全球范围内尽快配置约900亿美元的公共资金，用于在2030年前完成一系列示范项目，才能达到2050年净零排的目标。其中，预计有一半的资金量会投资于氢能相关技术。迅速增长的氢气需求也将带动基础请关注微信公众号：碳中和资料库第19页共143页设施的快速扩张。目前，中国已建成173个加氢站，连接北部和东南部地区现有的产业集群，这一数字必须持续增长。随着中国氢能产业的快速发展，培养全产业链各环节技术人才也非常重要。在联合国开发计划署的支持下，佛山市南海区开设了中国首个氢能技术职业教育专业。第三，我们必须加强国际合作，推动建设全球规模的氢能经济。截至今年10月，各国在规划中的电解槽装机规模已超过260GW。尽管一些国家正在共同合作开展绿氢示范项目，我们仍继续努力，为世界各国部署氢能应用、实现经济脱碳夯实基础。为此，我们需要通过引导投资、开展研发合作和共建试点项目等途径，全方位加强在可再生能源制氢领域的合作。7、中国船舶集团有限公司第七一八研究所副总工程师薛贺来致辞大家上午好！刚才两位院士高屋建瓴，我是来自中船七一八研究所最基层的一个研究所，成立于1966年，在河北邯郸，这个地方可能大家都不太清楚，我们长期从事水电解制氢设备和氢源设备的研制，两位院士讲完以后我想以大规模绿氢制备技术现状及发展前景来汇报。汇报分为四个部分，氢能产业发展趋势、绿氢产业发展态势、水电解制氢技术发展现状，最后把我们所里面氢能产业发展现状给大家作简单介绍。第一部分，氢能发展的背景。我这里不再多说，报告里面有很多，习主席提出了“双碳”目标，为了实现“双碳”目标，各职能部门也提出了一系列措施。在这里边，清洁的、绿色的氢能是实现“双碳”的一个重要保障，也是实现降碳的一个重要抓手。根据国际氢能委员会发布的报告，直至2021年2月份，全球已经启动了132个大型氢能开发项目。预计到2030年即我们到了碳达峰的时候，全球氢能领域的投资要达到5000亿美元。到2050年氢能在全球终端消费量数占比要达到25%。所以说氢能它已经是融入到了现代能源体系当中，是现代能源体系的一个重要部分。同时，它又是碳中和愿景的一个重要抓手。能源、化工和制造业之间的请关注微信公众号：碳中和资料库第20页共143页跨界氢能合作，在合作过程当中把制造业进行转型升级。国外氢能投资的热度一直非常高，从美国、欧盟、韩国、日本都在提出自己的氢能发展路线图，并且把氢能发展作为能源战略提出来，中东地区现在的热度也持续不减，并且中东地区有很多的项目都在光伏制氢，行动很快。在国内来说，国内氢能发展百舸争流，广东发布了氢能蓝皮书以后，各个省、市都发布了自己的氢能发展技术路线图。我们国内逐渐形成了东西南北中全面开花的一种态势。西北部以宁夏为主，宁夏西北地区有着丰富的风、光资源，对氢能的发展提供了丰富的可再生能源资源。西南有丰富的水利资源。在北部地区以北京、河北为代表的氢能的发展对于以北京为中心的政治意义非常非常重要。东部、南部和中部地区是我们国家经济发展的发达地区，对氢能的发展提供了雄厚的资金。从氢能的应用领域来说，原来都集中在传统的冶金、电子行业，随着氢能的发展，要走的领域更多更广，从交通商用车到以后的乘用车乃至飞机、轮船，乃至到最后的氢冶金、天然气掺氢进入到百姓家里面。第二部分，绿氢产业发展的态势。根据能源转型委员会的一个报告，到了2050年氢气发电量能够达到15万亿千瓦，2016年只有7千万千瓦，就是说在这15万亿千瓦里面有20%的电力要转化成氢气或者氢气的衍生物，来对最终消费者进行使用，所以说氢气在氢能发展过程中已经成为一个主体。对于绿氢的减排效果，中国氢能联盟出台了一个团标，这个团标对氢气做了一个划分，一个是低碳氢，一个清洁氢能，一个可再生氢。就是说生产1公斤氢气，它的排碳量要小于14.51公斤的碳的时候，它就是低碳氢。小于4.9的时候，它就是清洁氢或者可再生能源氢。只有利用可再生能源制取的氢气，并且排碳量小于4.9的这种情形，它叫做可再生能源氢。从它的定义来看，我们可以看到化石能源不是低碳氢，也不是清洁，是高碳氢，尤其以煤制氢为高碳氢，从生产成本来看，化石能源每立方氢气的生产成本要低于水电解制氢的可再生氢的成本。从长远来看，现在我们对可再生能源发电基本上能控制在0.2—0.3元之间，它跟化石能源制氢比较，每公斤氢气之间只相差5元。我们国家现在对氢的碳排放碳配额交易价格实行40元，也就是说，煤制氢里边每公斤氢折合每立方里边还要再增加0.1元，也就是说，每公斤排29公斤，低碳排5公斤，它们相差24公斤，24公斤的碳排放碳交易价格是40元，合在每个氢里边要再增加0.1元。请关注微信公众号：碳中和资料库第21页共143页如果这样推算下来，碳交易额达到200元/吨的时候，可再生能源制氢就可以和化石能源制氢进行媲美了。现在国际上碳交易额是50欧元，也就是说，我们即便到了200元/吨的时候，离国际上也还有很大的差距。如果跟国际接轨了，到那个时候，可再生能源制氢就显现出它的优势。氢气生产发展态势，氢需求量的态势，从2020年到2060年氢总需求量和绿氢所占的比例，大家可以看到，到2020年的时候是3300吨，到2060年是1.3亿吨的用氢量。其中绿氢占比多少？2020年是1.5%，2060年要达到80%，所以对绿氢的需求量很大很大。绿氢怎么来的？现在我们所说的绿氢实际上都是利用可再生能源来水电解制取氢气得到绿氢。目前，我们在市场上形成规模的，还是碱性水电解和PEM水电解、阴离子膜的AEM水电解，高温电解技术即固体氧化物电解技术，还没有形成一定的规模。除此之外，还有一个光水解制氢技术，这个更是在实验室阶段。不管是什么技术的水电解，它的发展态势都是高效能、大容量、宽功率、低成本、集成式的模块化发展。宽功率适应可再生能源不稳定性，高效能降低电解过程中的能耗，大容量降低它的制造成本，这是水电解技术发展的趋势。在氢能发展过程当中，有一个非常好的现象，各大央企、上市公司逐渐介入氢能的发展，逐渐介入氢源的制作，也就是水电解制氢，像中石化、中石油、国能、华能、上市公司阳光电源、隆基等等，资本的介入、人才的介入势必会推动氢能发展更加快。第三部分，水电解制氢技术的现状。这里列出了几个技术，一个碱性，还有一个PEM，一个AEM，还有一个固体氧化物。PEM水电解在市场上应用得比较广。大家从这个表里边可以看得出来，碱性水电解成本低、技术成熟，但是电流密度比较低，体积比较大。PEM体积小，电流密度高，但是成本比较高，相对使用寿命也比较短。AEM（阴离子膜电解槽）现在电流密度介于PEM和碱性水电解之间，电流密度相对比较高，成本也比较低，但是现在它膜的稳定性不好，所以还没有形成一定的规模性生产。至于固体氧化物高温电解，现在在实验室阶段，并没有形成一定的产品应用市场。这几种电解的方式，它们的发展方向是什么？从技术上来说，通过提高技术请关注微信公众号：碳中和资料库第22页共143页的研制水平，来降低产氢的电耗，也就是从现在的4.5—4.8的电耗，要降到4.3以下直流电耗，通过这个来降低它的运行成本。同时要经过对电极的研究和隔膜的研究，提高它的电流密度，同时增加单台电解槽产气量，通过这个方法来降低它的制造成本，使它的成本每千瓦低于1000元，也就是说，每立方米氢气制造要低于5000元钱。应用方面要建立大规模制氢，多台套的制氢方式，两者同时利用可便于对能量的管理，以及对低温热和氧气的回收利用，这样也提高了它的应用效率。对于PEM电解槽，PEK电解槽很贵，各种性能都比较好，但是很贵，为什么贵？就是它利用了贵金属，就是说要通过提高技术降低贵金属的单载量，同时现在PEM质子膜还没有完全国产化，这也是它价格居高不下的一个原因。从设备的发展方向上来说，要做一个高压电解槽，从现在的3兆帕提高到45兆帕，就可以减少后面的压缩环节。它的应用方向是高精尖的，以及制氢加氢一体站使用，还有家庭的热电联供，往这方面发展。AEM成本也比较低，电流密度比较高，但是AEM的膜稳定性不行，技术发展方向就在于突破膜的稳定性上。除了这几种制氢方法，还有一个光催化制氢和光电催化制氢，这个是比较前沿的，但是它是一个发展的方向，这里边减少了很多的环节，郭烈锦院士也来了，他是这方面的专家，由于时间问题我不这里不多作介绍。下面我把我们所里边的氢能产业状况给大家作一个简单介绍。我们所里边去年成立了一个全资子公司，派瑞氢能科技有限公司，公司拥有360人，现在已经形成了年生产碱性电解槽350台套，PEM电解槽120台套的生产能力。碱性水电解现在已经成为单台产氢量0.5到1000的系列产品。本来今年年底我们有2000的要问世，由于各种原因可能要推到明年5月份。对于PEM电解槽现在达到0.01到200的系列产品，300的正在生产过程当中。除了水电解制氢，我们还在工业尾气提纯等其他方面也有骄人的战绩。除了制氢，我们还做加氢站的设计，佛山瑞和加氢站就是我们做的。除了加氢站，有固定式加氢站，还有移动式撬装加氢站，已经投入交付用户使用。除此之外，我们有做一个车载氢系统，也就是说汽车里边的油箱，这么多氢气瓶怎么样充氢、放氢，我们不做这个，我们只是把它组合起来。请关注微信公众号：碳中和资料库第23页共143页由于时间的关系，感谢各位的聆听，我的汇报就到这里。8、徐春明：双碳背景下绿电氢技术嘉宾简介：徐春明，中国科学院院士、中国石油大学（北京）化学工程与环境学院教授、博士生导师。谢谢主席的介绍，也非常感谢组委会给我这个机会给大家做一个汇报交流。我本人做传统化工，但是近几年来随着学校学科的发展和新的需求，尤其是在绿电绿氢方面有一些思考，今天带来这样一个题目供批评指正。作为我们国家来讲，从去年开始密集部署了在“双碳”方面的坚定发展方向，包含了政治、经济、文化。碳达峰很容易理解，我们国家到2030年二氧化碳排放达到最高值，这个很明确，但是碳中和它是一个综合概念，它里面用的不是完全的一个二氧化碳，而是一个温室气体。对于我们来讲，除了我们直接关注的二氧化碳之外，甲烷、氧化亚氮、含氟化合物，都是非常著名的温室气体。别的且不说，甲烷跟我们能源行业密切相关，随着我们能源结构的调整，我们对甲烷的用量或者天然气的用量会大大增加，这个过程中甲烷不可避免会有一些排放。未来碳中和，我们不仅要中和100多亿吨的二氧化碳，还必须去关注甲烷的排放和收集。如果大家关注的话，今年10月份我们国家已经加入了国际甲烷组织，主要关注未来甲烷在温室气体中的作用。这些数据列举了我们经济发展、能源消耗强度、能源消耗结构以及二氧化碳排放和强度几方面的数字。这些数据很多，我只是想从这些数字的背后，看看能不能做一些分析和判断，这个分析和判断是对未来我们对国家能源结构性调整的变化、对二氧化碳的一些处置，以及我们如何通过氢和电可以互换来改变这些结构，来做一些基本分析。我们把这个表分解一下，通过这些数字可以看出一些我们自己的理解，但不一定准确，因为我们不能脱离了国民经济发展，追求人民生活水平的日益美好来谈“双碳”。这就是为什么我们一方面在大谈“双碳”，但是国家领导层已经特别提到，我们也不能搞“双碳运动”，那是因为我们第一个判断“双碳”的重要前提，还是经济发展。这两组数字告诉我们，在我们的经济社会发展过程中，尤其对于我们一个发展中国家，请关注微信公众号：碳中和资料库第24页共143页我们必然要保持较高的经济发展速度或者说GDP的增长率不能很快地降到一定的数值。当然，我们随着基数的增加会慢慢放缓，但是我们仍然要有5%左右的GDP增长。大家知道，推动GDP增长的内动力或者说一个重要的动力就是能源，这是一个必然的关联关系。从这个意义讲，不管我们用什么能源，经济发展的前提就是要消耗能源，因此我们能源总量的消耗是不可逆转的。在未来5到10年，我们每年折算成标煤的话，每年还有1亿吨标煤的增量，也就是说在达峰之前甚至达峰以后能源消耗总量速度并不会放缓。这里谈到一个很敏感的话题，就是我们的“双控”，这也许超出一个学术或者技术层面，它是综合的。其实“双控”对能源消耗总和、能源消耗强度的控制，从“双碳”目标来讲我们必须关注，但是这个前提一定是全国“一盘棋”，不能简单区域化、企业化，到处“一刀切”，切完了以后不行就给你拉闸限电或者一周给你几天、一周几小时，这种简单的做法跟我们很多大规模连续化运行的流程工业不相配，因为我们的流程工业就是要稳定。第二个判断，氢能一定是未来，但是它还需要一定的沉淀、需要一定的积淀。这个积淀和诱导的过程中，我们为实现“双碳”目标最直接可以做的就是节能减排。现在任何一个大的能耗过程或者二氧化碳排放大户，都是流程工业为主，这个过程中，大家看这个能源消耗强度的下降幅度，在未来10年还要保持跟现在一样，百分之十几的下降速度。这个过程中，我们必然要利用各种可能的手段，无论是纯技术、纯装备，还是管理来实现节能减排，这是我们当前第一步最直接的选择或者最容易做到的。我是搞化工的，我们也归纳了一下，对于任何一个从事有可能跟能耗和二氧化碳相关的企业，我觉得只要有可能，都要通过我们的核心装备、材料、介质，甚至是一些外场技术的协同，通过这些手段直接来实现节能减排，这是我们可能最现实或者最快捷的一种方式。举一个例子，作为搞石油的，这是一个复杂的体系，但是随着“双碳”的到来，石油从产品能源要往化学材料转移，从资源利用来讲我们要“吃干榨尽”，所有这些过程，包括我们未来面临的氢气、二氧化碳、中小分子都会涉及到这种小分子气体，而这在我们化工过程里是最头疼、最难的分离需求。请关注微信公众号：碳中和资料库第25页共143页这里有一篇美国人四五年前写的文章，改变世界未来的七大分离技术，其中有3项技术都是跟我们这个体系相关，直接节能减排可能仍然是我们的重要法宝。第三个判断，刚刚很多专家提到，碳达峰、碳中和是能源结构的根本性调整。这件事情对我们国家来讲尤为困难。这个数字的基本规律和构架趋势不会有大的问题。在未来能耗每年还会增加的前提下，我们的能源结构是在拼命调整。比方说煤，现在占比刚刚不到60%，在未来5到10年仍然还会占到一半左右。这只是能源结构的比例。从绝对值看，近5年28亿吨左右几乎没有变，只是到2030年之前可能会有小幅下降。石油这么多年比例基本没有变，就是17%、18%，但是它的绝对值依然还有上升空间，2030年至少达到11吨左右。还有天然气，天然气在三个化石能源中应该是增长最快的，因为天然气是一个碳4个氢，比院士讲的氮氢3的氢含量还高，也是一个负氢的介质，尽管还有碳，但毕竟碳的含量比较低，所以它还会呈一定的上升，无论是相对值，还是绝对值。从这个角度来讲，2030年三大化石能源仍然会占到75%，我们仰仗的非化石能源，像光伏、风电等清洁能源在结构里面是有快速增长，但是大概也只是占到25%。能源结构在调整，但我们可能未来10年，甚至更长时间都还要仰仗煤、油、气。在这一背景下，我们怎么考虑氢能以及很多产品与技术的布局？这个前提和背景我们需要有充分的考虑。换句话说，氢能现在处在一个发展的积累期，这个积累期可能还会持续一段时间。第四个，二氧化碳的绝对排放值，大概到2030年在105亿吨左右。这么多的二氧化碳，我们在未来40年之内要找到解决方案。因为如果把110吨二氧化碳分解来看，电力还是最高，占到40%以上，加上工业差不多78%左右，因为交通和建筑各占10%，这是大家比较公认的数据。这么大量跟工业、电力相关的二氧化碳，我们怎么来处置？如果再分解一下，工业的37吨，钢铁、化工等等我不展开讲了。针对这么大量的二氧化碳，我们一定要找到出路。也有专家可能对它有不同的异议，但是我们在2030年以后要找到大规模利用二氧化碳的方式。这里有两大类方案，一个是物理方法，我们可以驱油，可以埋在岩水层，当然，不管有多大争议，这肯定是一个最直接的手段。同时，各种化学利用二氧化碳加氢都可以大显身手，但是那个量对消除这几十亿吨二氧化碳来讲，那是杯水车薪。当然，再小也是贡献，各种化学利用二氧化碳的产品和过程都会得到足够的重视。请关注微信公众号：碳中和资料库第26页共143页这里还有一个二氧化碳的排放强度，我刚才反复强调，我们经济只要发展，就需要能量，但是我们的能量结构可以调整。这个过程中靠什么调整？就是要靠未来绿电和由绿电和绿氢构成的二次能源的重要的互联网，来为减排二氧化碳做出贡献。同样消耗能量，我用的是绿电和绿氢，而不是传统的化石能源。今天主题是氢，我主要讲一下以氢为主的一些理解。氢气作为能源有很多的好处，我想在这里声明一下，氢气作为能源，是一个非常古老的东西，不是一个新东西。我们石油化工在七八十年前大力发展催化加氢过程，就是把氢气加到汽油、柴油、煤油里面去，达到一定的氢碳比和氢含量，来满足汽油发动机、柴油发动机、航空发动机的要求，它不是一种制氢、加氢和用氢吗？这个过程包含了制氢、储氢、化学储氢、用氢全有，只是用的不是燃料电池，用的是汽油发动机、柴油发动机，到现在依然这样。从这个来讲，氢气作为一种能源加到化学品、加到油品，已经七八十年，如果追溯到德国煤加氢都快100年了。但是今天我想说的，跟燃料电池相关的氢产业链可能是我们更应该关注的。这个图是我在香港上市的一个公司，跟日本株式会社旗下一个专门做燃料电池电池的机构合作，“吐血”画了这一张图，以燃料电池为核心，对氢能产业链做了一个归纳。左上角各种制氢、储氢、运氢，到最直接的加氢站，最后核心的是以燃料电池系统为主的产业链到各种应用场景。这里特别标注了一些，在我们国家有很好的积累，但是很多还只处在一些示范，甚至是刚刚研发的阶段。标注红色的目前几乎依靠进口，稍微淡一点的是小规模生产，但是性能差距还比较大。黄一点的可以小规模生产并应用。蓝色的和绿色的意味着我们已经跟国际上没有什么差距。基于这样一个说明，我把这个图稍微分解一下。左上角刚才很多院士提到，我不展开讲了。大家非常熟悉的四大制氢技术，无论是传统的化石能源制氢，还是产副产氢、电解水制氢、生物制氢，都是比较淡的颜色，也就是说我们都有相应的技术，马上可用，只不过电解水制氢可能需要尝试大规模连续化运行，毕竟现在我们很多示范工程跟我们工业上两三千万吨用氢规模相比，还有很大的差距。储氢和运氢刚才院士也讲过，我不重复了，最后直接到加氢站，不同规模加氢站的投资可能有一些差别。跟加氢站相关的很多设备并不完全可靠，氢气压缩和加注设备、高压储氢设备、制氢设备等方面我们有请关注微信公众号：碳中和资料库第27页共143页一些材料和关键装备还依靠进口。从这个角度来说，不是简单制氢和加氢站方面都完全自主，这方面我们还有弱项，还有进一步提高的地方。再一个是燃料电池系统。这里边还有一系列的辅助系统，包括供氢子系统、氢气循环泵、空压机、控制系统等等，其中有部分技术我们没有掌握。没有全链条的掌握，导致我们在氢气循环泵、控制系统、标准化系统方面和别人有一些差距。燃料电池堆差距就更大一些。很高兴今天听到我们在燃料电池堆，核心膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂等方面都有很大的进展。虽然我们在这些方面不需要依靠进口，但这些核心的材料、装备还需要继续攻关，因为我们还有差距。燃料电池不仅可以应用在常规的交通领域，还可以用在工程应用，包括特种工程车辆、无人机，还有分布式发电和热电联供系统等等。总体来讲，以燃料电池为主的氢能产业链还任重道远。氢能需要一定时间的发展。客观来说，在短期内我们还不能完全寄托在全绿氢上，即使美国也没有纯绿氢。2025年是仰仗中东和沙特，中东天然气比较便宜，以天然气制氢为主+CCS，可以把每公斤氢降到1.2美元，同时借助已有的油气田、气田大规模封存二氧化碳。我国的煤制氢依然会持续一段时间，毕竟我们的能源结构所带来对煤的惯性依赖还很大，煤制氢+CCS是我们短时间内解决快速增长的用氢需求的途径。从长远来看，我们可能还是会选择电解水制氢。不管怎么说，2060年我们要实现碳中和，没有氢是不行的。我的估计比较保守，到2050年我们氢能可以占到10%以上，产业链产值会超过10万亿，其中包括加氢站、燃料电池、固定式电源/电站。我们很关注绿电和绿氢怎么快速重构以化石燃料为主的能源结构，接下来我简单汇报一下几个进展。第一个是冶金。这么多年来，我们炼钢还是用比较传统的长流程。但现在的趋势是以电弧炉和轻机关联体为主的短流程，这个工艺在欧盟和美国已经超过了50%以上，所以我们又落后了一大步。如果把长流程变成短流程，我们可以减排二氧化碳70%以上。利用炼钢等化工过程的一些附产气体，通过化学化工的催化变换，把里面的二氧化碳、甲烷转化成一氧化碳和氢，利用一氧化碳和氢替代传统炼钢用的胶。预处理、催化反应，变成还原气等基本都是化工过程，把传统的炼钢变成准化工过程，这样可以大大地减排二氧化碳。利用这个技术，我们已经在陕西组建起来一个30万吨的清洁还原铁，并且已经投产，现在正在试运行。这里最核心的一步，就是把很多请关注微信公众号：碳中和资料库第28页共143页各种附产气通过化工转换变成还原气替代胶，其中的核心反应就是，把一氧化碳和氢里面的氮和氢用掉，来供炼钢。第二个是传统石油化工。石油化工也有一些过程，比如很重要的过程是蒸汽电解生产3C，这是我们现在放量最快的。传统的过程都是靠加热炉，靠烧天然气、烧油，然后每吨产品大概需要烧半吨多的化石燃料，最后都变成二氧化碳。如果在电价合理的前提下，用绿电来替代这些化石燃料，就可以大大减排。这是有可能的，但是需要一个大的突破，就是把传统的加热炉变成新的电磁供热。电磁供热是一种快速传感方式，需要一些关键的设备和催化剂实现，对传统的过程进行重构。我们得出的初步结果显示，耗电量大概1000—1500度，还是比较喜人的。现在我们在做一个1万吨示范装置，如果可行，这将是一个新的路线。最后一点就是煤化工。合成氨是一个重要的传统化工过程。传统合成氨都是用煤、石油气，最后变成一氧化碳和氢，利用里面的氢最后去做氨。我们现在提出来用电、水和烟气来冲破这个过程。光伏发电、电解水制氢，烟气通过变压气负分离，分离为氮气和二氧化碳，氢气加氮变成合成氨，氨加二氧化碳变成尿素。刚才提到，氨也可以作为一个高含氢的能源，当然这个可能需要考虑氮加氢反应是一个高能耗过程，因为氮和氢的结合很难。反过来氮和氢燃烧的时候再把它放出来也很难，因为这个过程需要算一个能量平衡的总账。我们在宁夏宁东基地建一个1万吨的电氢氨示范装置，想把这个工艺流程打通，关键就是电解水制氢加上电氨，最后来做绿色尿素，这样不但过程没有二氧化碳排放，我们还消耗二氧化碳，生产尿素变成了一个绿色的二氧化碳转化利用的一个过程。我给在座的各位同行汇报这么多，请批评指正。9、程一兵：仙湖实验室氢氨融合颠覆性产业化技术发展规划嘉宾简介：程一兵,澳大利亚工程院院士、澳大利亚Monash（蒙纳士）大学终身荣誉教授、武汉理工大学学科首席教授、佛山仙湖实验室学术委员会副主任。大家下午好！我是来自佛山仙湖实验室的程一兵。今天与大家分享一下我们仙湖实验室对氢氨融合颠覆性技术及产业化发展请关注微信公众号：碳中和资料库第29页共143页的认识与规划。下面我主要从氨能的燃烧特性以及国外对氨能燃烧的研究，介绍零碳氨能技术和仙湖实验室在氨能、氢氨融合方面的一些思考。“双碳”达标目前是推动能源技术革命的最大驱动力。氢能是实现“双碳”达标的重要技术途径，它的来源丰富，可以利用光伏、风电通过电解水制氢。氢既可以通过燃料电池来发电，也是一种高温燃料，所以它是具有高热值、高能量转化性、无毒性的、可再生、可持续的理想清洁能源。仙湖实验室是广东省佛山市出资在2019年成立的事业单位，是广东省的省级科研平台，里面设置了多个技术实验室，研究范围从光伏制氢，到燃料电池、动力总成，再到智联网汽车，形成了一个从氢的制备到氢能汽车集成的完整研发链条。仙湖实验室还包括有李骏院士的智能氢复合动力技术研究院，同时也是院士工作站，主要研究氢复合燃料内燃机在大功率重载卡车的应用。郑津洋院士在仙湖实验室主持一个氢储运与安全技术实验室，研究氢能从制备到应用过程中安全储运方面的关键技术。除了成本的挑战以外，氢能还有储运方面的诸多难题。氢气非常活泼，在和空气混合以后，容易产生燃烧和爆炸。同时，氢是元素周期表中最小的原子，在高温、高压下可以穿透钢板，因此对储存材料的要求非常高。氢气的液化温度达到-253℃，因此液氢的制备过程能耗很大，安全储运液氢成本高、技术难度大。国内外有一些研究把氨能作为储氢的一个介质。对氨本身我们并不陌生。氨是化肥，也就是氮气和氢气合成的氨，主要应用于农业、化工、制药等行业，全世界已有大规模生产。全球氨气的年产量达到1.8亿吨，而且液氨输运的技术和安全规范已经非常成熟。现在人们把氨作为一种新能源进行研究，主要是基于两个考量：一是作为储氢介质，同时它还是一个零碳燃料。氨的新能源功能之一是作为氢能载体，因为1个氨含有3个氢和1个氮。它很容易液化，只要-33℃就可以液化，或者在常温下10个大气压就可液化；氨的点火温度比氢高很多，相对氢气要更安全，方便运载。大家在公路上可以看到运氨的车，也可以通过管道运输。现在的思路是氨合成后，一部分用于化肥，另一请关注微信公众号：碳中和资料库第30页共143页部分可作为氢能的载体输运。氨的裂解也是非常成熟的技术，加温后变成氮气和氢气。氨的另一个新能源功能是作为零碳燃料，这是我今天想着重介绍的。氨本身是一种零碳化合物，同时它的能量密度很高，是液氢的1.5倍，它和氧的燃烧反应产物是水和氮气。我们知道氮气约占空气78%，氮气本身并不是一个有害气体，所以氨燃烧是零碳排放。但是氨气作为燃料应用的研究相对较少，全世界目前已知的能高温燃烧的燃料绝大部分都是化石燃料，是含碳的燃料。真正不含碳并具有实用性的燃料只有两种，就是氢和氨。但是氨气燃烧有自己的特点，氨不容易燃烧，这对安全储运是一个优点，但对利用氨能作为燃料增加了技术挑战。对氨燃烧技术，国外做了一些研究，国内做得还不够。高温燃烧产物是二氧化碳的一个主要来源，刚才郭烈锦院士也讲到，碳排放主要来自发电、供热和制造业。据分析，到2050年、2060年即便全球实现碳中和，仍然有接近1/4的能源要依赖燃料，这一部分燃料靠什么？据分析有六大工业很难摆脱对燃料的依赖，包括海运、长途重载汽车、炼钢、高温工业制造（如玻璃、水泥、陶瓷）、航空、长期储能等。这些领域对高温燃料的需求可能不可缺少，那么我们怎么办？比如说建材行业，建材制造业是我国碳排放的一个大户，占我国碳排放的14%左右。佛山是陶瓷生产的重镇，中国很大一部分建筑陶瓷就是佛山生产的。火力发电、钢铁冶炼都是碳排放大户，因此必须开展低碳或者零碳燃烧技术的研究。陶瓷、水泥、玻璃都是在高于1000多度的高温下制备的，在这些领域用什么做燃料来达到碳中和？从这个角度来说，我们可以考虑用氢和氨进行燃烧。氨燃料和其它燃料相比，它的能量密度高，具体能量成本比较低，但是氨燃料存在几个挑战：一是燃烧速度和热值都比较低，它的燃烧速度远远低于氢，这对于工业应用有一定问题。二是发热量相对来说比较低，它的热值比其他的天然气、氢都要低，点火比较困难，不太容易点燃和实现稳定燃烧，对于用作燃料来说，如何让它稳定地烧起来就是一个技术挑战。下面介绍一下国外在这方面做的一些研究。这个方面在国内研究得相对较少，我重点介绍一下日本在这个方面做的一些研究。日本政府在2014年启动了日本重整战略，要重整日本的经济，设立了10请关注微信公众号：碳中和资料库第31页共143页个国家重大研究计划，其中之一就是能源载体重大研究计划，投资约合人民币2.5亿元，耗时5年。这个计划的出发点就是为了解决氢能储运困难的问题。他们寻找了三个比较有可能作为氢能储运载体的技术，一是液氢，就是把氢液化；二是用有机化合物合成的含氢有机化合物；三是氨。他们主要研究了这三种液态氢能载体的制造、运输、储运和应用。这里面包括三大块：一是怎么样合成、制备这三种液态燃料，二是怎么样安全地运输这三种液态燃料，三是怎么样应用这三个氢的载体。日本很多著名的大学和企业，比如东北大学、大阪大学、三菱重工等都参与了这项研究，其中对包括氢能和氨能的燃烧技术做了很多的研究，我着重介绍一下燃烧的情况。首先介绍一下在内燃机里的燃烧。这是日本东北大学小林秀昭教授牵头做的氨燃烧研究。如果氨气能形成视频上所显示的这样的稳定燃烧，就可以工业应用了，但是能将氨气燃烧成这样不是很容易，这里面有很多技术挑战。通过日本研究人员的研究，可以看到要使氨稳定燃烧非常困难，它很可能烧了一下会熄火。所以怎么样能够使氨进行高速稳定燃烧，日本在这方面做了很多的工作，他们的技术现在已经到了可以应用的阶段。日本的东北大学、丰田和IHI公司对氨燃烧的涡轮机、汽轮机都进行了研究。因为日本不像中国有巨大的硅酸盐建筑材料制造业，所以日本的重点是用于发电。氨的燃烧不会有碳排放，但是可能产生氮氧化合物。日本对如何控制氨燃烧产物里的氮氧化合物也做了很多研究，他们能够把氮氧化物控制在100ppm甚至10ppm以下。这是三菱重工目前在开发的4万千瓦100%纯氨燃烧发电机，2025年要实现实用化。这个视频是氨燃烧在工业窑炉的应用，可用于钢铁、玻璃、陶瓷行业。这个工作主要是日本大阪大学的赤松史光教授牵头的，他们是在实验室里面用模拟的工业炉，用氨来燃烧10-100千瓦的燃烧炉。虽然炉子比较小，但是这个燃烧器是工业级规模的。我刚才讲了，要实现这样的稳定火焰本身就是一门技术，日本在这方面做了相当的研究，取得了比较好的结果。他们在10千瓦的炉子上和船用的内燃机上都做了很多研究。他们这个研究计划从2014年到2018年，在这些重大研究计划成果的基础上，日本政府通过经产省，也就是相当于我们的工业部，对零碳燃料作出了一个重大请关注微信公众号：碳中和资料库第32页共143页的调整。今年4月份的报道，日本经产省认为氨能更适合作为燃料进行实际使用，因此政府做了一个重大调整，优先使用氨能作为实现2050年碳中和达标的清洁燃料。我觉得这个信息一定要引起我们国家的重视，因为日本这是在十多个企业和大学联合研发了5年以后，政府作出了这样一个调整，同时还制定了氨燃料发展的线路图，规划到2030年、2050年如何实现零碳高温的燃烧技术。今年10月份，日本政府公布了第六版能源战略计划，里面第一次把氢能和氨能的燃烧纳入国家能源战略计划中，第一次明确提出优先推广氢、氨混烧的发电技术。他们并不是一开始就100%用氢、氨取代化石能源，而是分步进行，首先是30%的氢气+70%的天然气，20%的氨气+80%的煤粉来实现混烧技术，2050年要实现100%氨气和氢气的燃烧发电。我认为这代表了今后在高温燃烧、零碳燃料的一个发展方向，应该引起我们的重视。与此同时，韩国也紧紧跟上。今年的11月16日，韩国政府的工商能源部公布了氨能和氢能的高温燃烧计划。他们成立了一个氢氨发电示范促进领导小组，目标就是推动氢、氨与天然气、煤混合燃烧发电。2030年氨能发电要占全国发电量3.6%，而且要逐步地把煤发电用煤、氨混合发电取代，2050年要实现完全零碳氨燃料发电达到21.5%，氢能发电13.8%，所以韩国的计划是2050年约35%左右的高温发电是氢、氨完成的。我们国家一定要从现在就跟上研究。我们现在研究氢能燃料电池汽车，这是完全正确的，但是我们也要重视用氢能和氨能作为一种零碳的高温燃料的研究和应用。澳大利亚目前在积极布局向日本和韩国提供氨燃料，因为澳大利亚的阳光非常充足，他们在澳洲制氢制氨，把氨能用海运输送到日本和韩国。这是今年2月份丹麦建立的欧洲最大的绿氨生产基地，1GW的绿氨生产基地。这是两个星期前挪威第一艘用零碳氨燃料发动机作为动力的货轮下水。实际上中国是世界上氨气产量最大的国家，因为我们是农业大国，我们的化肥需要氨，氨的价格在市场上稍低于天然气价格，氨3500-4000元/吨，3-4元/公斤，这个价格远远低于氢，氢现在约60多元/公斤。目前我国的合成氨多是用煤和天然气制备，在高温450度、200个大气压下制备。氨的合成有100多年历史，技术非常成熟，但是目前它面临的问题是，所用的氢是化石能源制备的灰氢，所以氨是灰氨，不能减少碳排放。因此怎么样用绿氢合成绿氨，这是下一步的挑请关注微信公众号：碳中和资料库第33页共143页战。氨的合成里面70-80%的成本来自于氢，所以氢、氨是紧紧连在一块的两个技术，要想把绿氨用廉价的方式制出来，必须要有廉价的绿氢。澳大利亚主要是用太阳能电解水制氢，然后用传统的哈伯-博世工艺合成氨。另一个方式就是天然气制氢、加碳捕获，即用蓝氢来合成蓝氨。廉价的光伏就会产生廉价的绿氢和绿氨。因为澳洲的阳光非常充足，光伏发电成本较低，根据今年8月-10月的统计，澳洲的绿氢成本已经做到3.75澳币/公斤，大约16-19元人民币/公斤，这个价格与中国目前天然气制氢差不多了。如果这个价格还能够继续降低，那么合成廉价的绿氨完全有可能。另外，更超前的是用电化学制氨，目前这还是处于实验室研究阶段。在对国际信息的研究、研判和梳理下，佛山仙湖实验室制定了相应的氨能研究规划。我们实验室的重点研发方向是与氢能应用相关的新材料、新技术，因此，实验室制定了氢氨融合新技术的发展规划。我们认为氢氨融合是国际清洁能源的前瞻性、颠覆性、战略性的技术发展方向，是解决氢能发展的重大瓶颈的有效途径，同时也是实现高温零碳燃料的重要技术路线。我们希望在仙湖实验室尽快建立氢氨融合燃烧实验室，建立一流的研发队伍，实现零碳的内燃机和零碳的高温工业炉稳定燃烧。同时，我们也希望尽快和佛山的陶瓷行业开展合作，能够帮助他们在生产过程中减碳，首先实现碳达峰，再进一步向碳中和发展。电解水制氢和燃料电池汽车仍然是仙湖实验室的一条研究主线。在电解水制氢的基础上，我们要研究二代的绿氨合成技术，车载的氢氨分离器技术，并研制氢氨融合的内燃机，用于大功率的卡车和轮船。同时我们还要开发零碳的氢和氨的燃烧技术，帮助硅酸盐行业、发电行业首先实现碳达峰和碳中和，这是我们的规划。小结：我认为氨是一个便于安全输运的储氢介质，同时也是一个可再生的零碳燃料。氨作为一种零碳燃料对硅酸盐建材和火力发电行业实现碳达峰和碳中和具有重要的意义。国外在这个方面已经做了比较早的布局，我们国家还刚刚起步。仙湖实验室要抢占先机，在国内率先成立专门的研发机构，组织人员和团队开展具有一定规模的绿氨制备、氢氨融合内燃机燃烧和氢氨高温窑炉燃烧技术的研发，为我国制造业实现“双碳”达标做出贡献。谢谢大家。请关注微信公众号：碳中和资料库第34页共143页10、郑津洋：氢能管道输送技术发展现状和挑战嘉宾简介：郑津洋,中国工程院院士、浙江大学教授、浙江大学能源工程学院副院长、高压过程装备与安全教育部工程研究中心主任。各位同行下午好，很高兴有这个机会参加氢能产业大会。刚刚听了郭院士和程院士两位非常精彩的报告，下面我跟大家汇报一下氢能管道输送技术发展现状和挑战。我将从研究背景、发展现状、面临挑战三个方面进行汇报。一、研究背景我们知道，氢能是能源转型升级的重要方向，也是实现碳中和目标的重要途径。在整个氢能产业链中，安全、高效输送是产业链的重要组成部分。氢能输送有很多方法，像长管拖车、液氢槽车、氢能管道等。综合比较这些方法，我们发现管道输送具有运输体量大、距离远、能耗损失低等优点，有望实现氢能经济、规模的长距离输送。氢能管道广泛应用于加氢站、燃料电池汽车、工业厂区等场景。还有一类是利用新建或在役的天然气管网实现掺氢输送，把氢掺到天然气里边再进行输送。这些管道也有它的特点，种类多，管径、压力范围大，量大面广。我们可以把氢能管道分成为工业管道、长输管道、公用管道和专用管道。管径有的小，有的大，小的只有几毫米，大的可以做到1.4米；压力范围也很大，低的到0.1兆帕，高的可以达到103兆帕。氢能管道发展面临两个问题，一个问题是，在役天然气管网能不能够用来输送氢气？因为现在全国已经有大量的在用管道，像我国长输管道的总长已经超过4200公里，量很大，如果能够用现有的管道进行输送，我们可以节省大量的投资，提高基础设施的利用率。另外一个问题，新建的氢气管道应该满足哪些技术条件？需要从材料、设计制造、运行维护等方面提出针对性的要求。二、发展现状我们首先来看一下管道的建设现状。据统计，全球范围内氢气输送管道已经超过4600公里，这些管道主要是由氢气的生产商来运行。管道最多的国家是美国，它的总里程已经达到2700多公里，最高运行压力到10.3兆帕，主要是位于墨西哥湾沿岸，有1000公里左右的管线。在掺氢天然气管道方面，国外也开展请关注微信公众号：碳中和资料库第35页共143页了持续的研究，最早可以追溯到荷兰，从2001年就开始开展相关的研究，欧盟、德国、法国、英国这些国家都开展了相关的研究。从我们国内来看，我们在工业管道、专用管道方面现在积累了比较丰富的经验，工业管道主要应用在冶金、电子、建材、电力、化工等行业数百家企业内和企业间的输氢管线。对于专用管道，这些年发展最快的是跟氢燃料电池汽车关联的，像氢燃料电池汽车我们现在运行的已经有8000多辆，每一辆车上都有供氢的管道。我国已建加氢站200多座，在建70多座，需要大量的专用管道。在掺氢天然气管道方面，我们起步要迟一些。现在主要是国电投在朝阳市开展了掺氢方面的一些工作。我们看一下技术的进展。首先，管材与氢以及掺氢天然气的相容性。因为材料与氢气长期接触，氢会侵入到材料内部，导致金属材料出现塑性损减、裂纹扩展速度加快和断裂韧性下降。大家看这个图，这是两根试样的断口，这个材料是大家都非常熟悉的奥氏体不锈钢S30408，在87.5兆帕的氩气里面，这个杯锥状断口是典型的韧性断裂；左边这个是同样的材料，在87.5兆帕的氢气当中，就发生了脆性断裂。对于疲劳寿命，由于氢气的存在，疲劳寿命缩短，疲劳裂纹扩展速率加快，导致材料氢脆。对于氢脆研究，国内外都非常重视。在试验研究的时候，我们希望能够获得材料在真实气体环境当中的性能。我们前面谈到，有纯氢，也有掺氢天然气，因此在研究条件的创造上，也采取了不同的技术路线。对于纯氢，我们就利用纯氢的环境开展试验，对于掺氢的天然气，它有的利用氮气来代替天然气，用氮气里面掺氢来代替天然气掺氢。还有一种，利用真实的掺氢天然气开展相关的研究。研究发现，在天然气管网运行的工况下面，掺氢对我们现在常用的材料X70、X80、X52，对它的屈服强度、抗拉强度影响是不大的，但是会导致材料的韧性、断裂性能和疲劳性能下降。这个性能的下降会导致材料对缺陷的敏感性加大。如果有同样的缺陷，在同样的工况下面，就有可能导致管道使用寿命下降。对于掺氢的天然气，我们研究发现，因为掺氢天然气是一种混合物，除了甲烷、氢气以外，还有水分、二氧化碳、氧气等。有的组份会加剧材料的劣化，有的会延迟或者阻碍材料的劣化，这请关注微信公众号：碳中和资料库第36页共143页就需要去研究不同的组份对性能劣化的影响。这里举一个例子，像天然气中的二氧化碳，如果和氢气一起发生协同作用，会促进20号钢氢脆，使其疲劳裂纹扩展速率比在氢气当中的还要快。因此，对于掺氢天然气，现在都是通过一个一个案例来研究，还没有找到一种普适性的可推广、可复制的技术，它的难点就在这里，因为它是一种混合物，我们需要去研究各种组份的情况下面对它影响最大的条件，我们怎么样来获得对材料性能影响最大的工况。同样，氢气还会对非金属的性能产生影响，主要是氢损伤和氢渗漏，因为氢分子很小，有可能通过非金属渗漏。除了材料之外，我们还要关注设备对氢气或者掺氢天然气的适应性。管路里边的设备又涉及到压缩机、加氢机、阀门等等，这些设备对氢气或者掺氢天然气的适应性如何，也是需要加强研究的方向。第三个是管道运行安全保障。由于氢气分子小，容易泄漏，而漏出来以后又跑得快，这就需要加强研究掺氢之后或者在氢气环境当中它的泄漏、扩散、爆炸特点。在规范标准方面，像美国机械工程师学会、欧洲压缩气体协会、欧洲工业气体协会已经发布了氢气管道相关的标准。在国际上现在影响比较大的是美国机械工程师学会颁布的ASMEB31.12标准，这个标准涉及到设计、施工、操作、维护等。结合这个标准，我举一个例子，说明氢气管道跟天然气管道之间的差异。这里给出了一个计算公式，这个公式是用来计算某一厚度、直径、材质的管道能够承受的压力的大小。这个公式里面红色符号指示的系数Hf，这是天然气管道计算公式里面没有的，这个系数是用来反映氢对金属材料的劣化程度。这个表里面可以看到，这个系数是小于等于1的，X42、X52钢在13.79压力以下这种影响很小，这个系数等于1，对其他的材料或者其他的压力等级下面这个系数都是小于1的。这说明什么？同样的管道，如果输送氢气的话，它输送的压力要比输送天然气的压力要小。我国到目前为止还没有完整的氢能管道输送的标准，只是在一些相关的标准里给出要求，像《氢气储存输送系统》的第1部分、第2部分、第3部分，以及今年刚刚修订的GB50516加氢站的标准里面也对管道作了一些规定。三、面临挑战请关注微信公众号：碳中和资料库第37页共143页要实现氢气或者掺氢天然气管道的安全可靠运输，未来面临着不小的挑战。首先，在机制研究上，这个氢是怎么样侵入到材料里面的，特别是多组份的时候，这些组份之间是如何作相互用的。材料的宏观性能和微观结构之间又是什么样的关系，表面到内部、微观到宏观都要加强相关的研究。另外，现在氢环境当中材料性能数据奇缺。在氢环境当中，材料的性能除了跟材料本身的化学成分、力学性能和微观组织相关以外，还跟3个因素有关：第一是环境，第二是应力，第三是制造。环境里面，像氢气的分压、氢气的纯度、环境的温度对材料性能要产生影响；制造里面，热处理的工艺、焊接的工艺、成型的方法，也要对它产生影响。因此，在氢的影响之下，我们很难去说某一种材料它是不是绝对适用于某一个环境，因为它要把4个因素综合起来，来规定出它的使用条件。正因为这样，要继续加强基础数据的研究。这个基础数据里面除了材料以外，还有零部件，需要从材料、零部件、系统三个层面开展相关的工作。最近修订好的美国的管道标准，它的前言里面也提到，随着对氢脆的进一步认识以及数据的积累，将对标准中的有关数据进行完善和修改，说明这是一个全球性的问题。在关键技术上面，也需要进行攻克，包括低成本高强度抗氢脆材料、高性能氢能管道设计制造技术、氢能管道系统运行和控制技术以及氢能管道系统应急和维护技术。在相关装备国产化方面，我们也面临着不小的挑战，像高性能、低成本的输氢管道，用什么样的管道输氢更加经济。如果要实现管道输送，它的一个重要特征是流量大，那就需要大流量的压缩机，还包括氢气计量的设备、阀门、仪表等等。再一个挑战是标准。我们需要加快来制定纯氢管道以及掺氢管道的标准，包括临氢材料怎么样来筛选，能够给出一个材料选用的指导性文件，氢能管道的设计、建造、运行、维护，管道里面涉及到密封、管道风险评估、定期检验等等。因此，要实现稳定可靠的氢能或者掺氢天然气的管道的输送，我们还面临着诸多的挑战，需要各位同仁一起来努力。一起推进相关技术进步。我的汇报就到这里，谢谢！请关注微信公众号：碳中和资料库第38页共143页11、刘华：氢能燃料电池技术突破对未来新能源汽车产业发展的重要性及展望嘉宾简介：刘华，深圳市新能源汽车产业协会执行会长。很荣幸受大会组委会的邀请今天在这样的盛会上做以下分享。我是深圳市新能源汽车产业协会执行会长刘华，本人在汽车行业工作近三十五年，在新能源汽车领域工作近十五个年头，2008年，我有幸与中车时代电动汽车开始在新能源汽车技术和市场的合作。深圳新能源汽车产业的布局和产业规划早于国家“十二五”规划“十城千辆”十年。深圳2001年至今，深圳新能源汽车产业到目前为止，以锂离子动力电池、上下游材料、主驱动控制器、车载变频转换OBC、DCDC及车载大功率充电机等主要技术路线的新能源产业创新企业万余家。这里面涵盖了目前大家特别关注的智能互联、智能物联、以及智能座舱、无人驾驶、智能驾驶等相关联技术产业链万余家企业。并已形成了一个非常完整的闭环。这个产业闭环，应该在全球城市级中只有深圳。当然，这是国家十二五战略新兴产业规划布局及深圳市人民政府对新能源汽车产业的大力扶持推动，许多政策得到了有效实施的结果。今天是一个氢能大会，锂离子动力电池技术的突破与发展走了11个年头，我可以欣慰的告诉大家，2021年到今天的新能源汽车产销量已突破330万辆，有望向350万辆冲击，这远远超越了我们的研究机构和行业的预期，看到锂离子动力电池技术产业的快速发展已展现出不可逆的高速发展状态。但是，这十几年对锂离子动力电池，纯电动汽车产业技术、系统和运用的过程中我们逐渐发现锂离子动力电池为核心技术的市场化运用过程中发现，大量使用锂电池带来后续的忧虑，氢能燃料电池技术的突破，在国家五部委发文的8年前，深圳新能源汽车产业协会，我们跟国鸿氢能，以及马东生董事长团队和佛山氢能产业推手及主要领导进行产业技术调研交流，我们对氢能表示高度关注，并多次组织深圳市新能源汽车产业相关企业的专家、企业家和研请关注微信公众号：碳中和资料库第39页共143页发人员到来佛山，向佛山的氢能产业的研发人员和技术人员、以及专家学者来进行学习交流。佛山、云浮的新能源汽车的产业有今天的基础和成就，特别是氢能技术的突破已形成初步产业化，我与原佛山市委常委、副市长许国同志及以马东生董事长为代表的佛山一批氢能产业的企业家、技术人员、产业工人的不懈努力分不开的。目前我国五部委在发布的氢能产业发展的三个区块链中，广东12城市群为什么选择佛山市牵头？这里面含义深刻，意义重大。回顾8年来我们与佛山及与国内新能源汽车产业的企业专家交流的过程及运用的实践，对锂离子动力电池在新能源汽车的应用过程中出现的问题和短板进行初步分析。氢能，应该说进入了产业的初期的阶段，产业基础目前还是较薄弱，这是我个人的观点。为什么国家用这么大力度推动它呢？我想我个人的理解是，国家在规划布局新能源汽车产业之初，就已明确弯道超车占领技术制高点。在摆脱依赖传统燃油汽车产业的过程中，我国政府相关部委和研究机构、顶层设计的高度战略产业方向。但是在产业进入快速发展的今天我们也看到按照新能源汽车产业的基本要素理解，它首先对不可再生资源有悖，比如说上下游材料，包括电池隔膜、电解液，及整个制备过程电芯等过程较复杂，锂电材料的属性对技术的提升难度较大。就目前来看，公共交通没有问题，锂离子电池在任何车型，我们在成本上跟燃油车接近持平，有些车型低于传统的燃油车。到2025年，我们相信锂以离子动力电池为主要技术路线的新能源汽车在很多车型上都会低于传统燃油车。但是锂离子动力电池在产业化快速发展的过程中，我们反思看到许多不足的地方，而氢能的优势突显，因为锂离子动力电池的使用寿命和有效的使用效率较低。低于80%的储电量时，必须置换新的动力电池包。低于80%的电池包进入储能、低速和二、三轮车的运用。但是我们发现，锂离子电池的梯次利用效率较低。另外锂电池在梯次利用低于60%以后进入分检拆解。全球目前对分检拆解的利用非常低，这个技术还有待于突破。余下的就是污染。十多年来，我们在锂电池的技术路线的运用过程中发现它在替代燃油车的过渡期中，这个技术路线作出了它应有的贡献，而且已进入产业快车道。但是我们要特别注意，当大量的电动汽车产销进入大产请关注微信公众号：碳中和资料库第40页共143页业发展中，我们要充分考虑后续的一系列问题，谁来弥补买单？氢能的来源、应用非常广泛，在佛山我们看到了以氢能燃料电池技术为主体近千辆的公交巴士的运行近五年，当然深圳的产业也做了很多的贡献，除了电堆，我们深圳的氢能产业链也有不少优秀的企业，在佛山的公共交通领域里面我们也做了一些贡献，很多的零部件和小系统我们给予配套，同时我们在佛山整个产业链里面我们还看到了不仅是汽车，我们还看到了大健康的产品和应用，以及团队，我们有过几次的交流，我们很惊讶，目前他们的产品在日韩卖的很火，今年1个多亿的销售，氢大健康，氢生活。还有一个氢农业，我们也看到了就在佛山有团队，他们在氢的大农业方面作出了很深的研究，产品应用场景已经展现，目前在水稻种植、高粱玉米种植，乃至水产养殖上他们都有非常好的技术突破和产品应用。所以氢的应用非常广泛。关于氢燃料汽车这个产业我个人理解首先是电堆和主驱系统及制备的技术、设备的突破，储能以及储运技术突破，和加注体系的解决和完整，实际上到目前为止大家都在研发，我最近也特别关注了关于加氢的问题，国外也有了，我们佛山也有，那就是充换加氢一体，这是一个非常好推动这个产业的技术路线。还有一个发现，那就是直接在充电站、换电站、加油站直接制备、储存和加氢系统，我们等待最后的数据进行预判和看是不是有推广的价值和意义，我们也联合相关的研究机构一起论证它。我最后要表达的是从燃油汽车我们走过几十年，从1949年到今天，燃油汽车是我国在汽车产业过程中传统汽车制造业没有干出太多象样的东西，特别是核心技术和材料，我们确实落后了，我们用新能源汽车的概念，以锂离子动力电池首当其冲，让它产业化、技术突破和弯道超过，应该说党中央国家部委顶层设计没有问题，那么是不是进入下一轮当锂离子动力电池在快速产业化氢能产业也可以快速崛起和突破呢？我们拭目以待。谢谢大家。请关注微信公众号：碳中和资料库第41页共143页12、叶思宇：示范城市群启动背景下燃料电池的创新研发和产业化发展嘉宾简介：叶思宇，加拿大工程院院士、广州大学教授、鸿基创能副董事长兼首席技术官。尊敬的各位领导，各位专家，老师们和同学们，非常感谢大会的邀请使得我有机会在院士论坛上向各位分享一下氢能燃料电池创新研发和产业化发展的一些想法，特别是在示范城市群启动背景、“双碳”目标下，讨论这个问题可能更有新意。我想分三个部分内容汇报，一是背景，二是燃料电池关键材料的创新研发和产业化面临的挑战与机遇，三是简单小结。其实，前面一部分我非常容易讲，因为前面三位院士已经从氢气、氢能等层面的科学技术、工程问题做了全面的阐述，对我们今天为什么要搞氢能，今天早上和今天下午各个报告已经讲得很仔细，我不重复了。左边这张图的数据跟各位院士讲的有一点出入，可能跟s数据的来源不太一样，当然可能这里提到的百分比不一定完全准确。但是我想强调碳排放涉及的领域不仅是交通领域，所以我们经常讲燃料电池主要的应用领域是车用或者运输领域，其实氢能和燃料电池的结合在更多领域上能够是起到更多大作用，某种意义上，我经常开玩笑说把燃料电池和锂电为代表的电动汽车直接进行比较，从某种意义上拉低了氢能燃料电池的作用和意义。在整个“双碳”目标下，从碳减排、碳达峰这个关键的节点来说，氢能和燃料电池能起到的作用远远超过了在交通领域的一些作用，所以它不管是在工业领域、发电领域、民用等领域都有很大作用，氢能和燃料电池作为一体，是未来能源技术革命的重要创新行动之一，在减排和能源结构转型中起着至关重要的作用。氢能在某种意义上很大的作用也来源于现在我们对可再生能源的需求，所以说“双碳”目标的逐步实现，我们能源很大程度上依赖请关注微信公众号：碳中和资料库第42页共143页于可再生能源，可再生能源优越性就不重复了，当然它也存在间接性、季节性等缺点，但是，它跟氢能的完美结合能够保证高品质电的产生，是克服间接性和季节性等缺点的重要手段。同时通过电解水制氢产生的氢气不仅可以用到交通领域的节能减排，也可以用到工业领域和其他民用领域，甚至合成绿氨也对农业领域起一个重要的作用，刚才程院士也已经说到。同时它也通过燃料电池与生活中的电网进行互补，也能够对我们整个可再生能源系统提供安全保障，所以未来的可再生能源发电制氢、储能再发电是一个绿色能源创新体系的系统工程。按照氢能产业链，前面各位专家已经讲了很多，它的产业链非常长，从氢气的制取、储存、运输、供应到终端的应用，不管是燃料电池汽车、飞机，还是无人机、发电、民用等都有非常广阔的应用，但这里面有很多的技术环节还需要我们进一步地创新发展，刚才几个专家也从各个层面阐述了它的重要性。从某种意义上说制氢、储氢和燃料电池的研发和产业化也是我们要突破的重要方向，也是目前大家公认的卡脖子环节。正是因为这一点，财政部等五部一委去年提出了示范城市群的政策，这里面特别强调核心技术和关键部件的缺失是我们要密切攻关的重要研究方向，因为这个要求，五部一委今年发布了第一批燃料电池示范城市群，包括上海、广东、京津冀的示范城市群，我们坚信示范城市群的应用将极大地推进燃料电池产业化发展。那么在这样的背景下，我们有必要探讨一下燃料电池关键材料的创新研发和产业化目前面临的一些挑战，这些挑战也是我们的机遇。其实，燃料电池从某种意义上说，它的产业化并不是一个简单的材料问题，也不是简单的工程问题，更不是一个简单的应用问题，它是一个真正系统工程，从燃料电池整个产业链来说，从最上游的燃料电池材料研发，包括催化剂、质子交换膜、碳纸、树脂等里面涉及的很多是材料科学的问题，当这些材料应用到膜电极层面，更多的关键是结构上，电极材料和树脂、碳纸、质子交换膜等的界面和表面的问题。它应用到燃料电池电堆和系统体系也涉及到很多工程问题，包括一些流体力学等，最终到了车上还有很多电子工程、电机工程、整车请关注微信公众号：碳中和资料库第43页共143页集成等问题，这一切的问题是整个系统工程，任何一个单一的领域突破和发现都不能完全解决这个问题。所以这里有对新材料的研发有一个非常具体的要求，一定要对于结构和性能的关系有更深刻的理解，而产生的新的研发体系，这是至关重要的。同时，从上游的材料研发、产业化到终端的应用过程，涉及到非常多层级的工程验证，这些工程验证中的密切配合也是非常重要，可见这一切都要依赖于大学研究所与企业界的紧密合作。另一方面，我们通常谈到燃料电池至今成本仍然非常高的一个重要原因，就是我们还处于产业化初期，还没有达到一定的规模化。，诚然规模化的提高能够极大地降低燃料电池的成本，但是创新研发特别是关键材料和新方法、新手段的应用，能够加速这个产业化的过程。谈到燃料电池的关键材料和组件，从上游氢的制取、储运到下游的应用，这中间有一个燃料电池的心脏，就是燃料电池的电堆，当然心脏基本上就是膜电极和双极板构成，我们认为燃料电池的芯片的解决主要取决于燃料电池的膜电极，讲这个的原因主要基于这两个思考：首先从技术层面来讲，如左下角的示意图所示，燃料电池的膜电极如果只考虑到催化层和质子交换膜，只有几十微米厚，加上碳纸也只有几百微米的反应场所，而在这一个反应的场所中，基本上燃料电池所进行的所有电化学反应，包括氢气的氧化、氧气的还原、电子和质子的传递、水热的传输都是在这个界面进行的，从某种意义上，双极板、电堆和系统，更多是为了保证这个过程的更顺利地进行，所以它是燃料电池的功能中心，电能就是这里产生的。这里面因为集成多种材料，所以也造成了多界面、多相态，甚至多物种的气、水、热、电的一种耦合反应。这里集成了超过12种的材料，在几十到几百微米的厚度里，所以它是一种多技术集成中心。同时，由于目前商业化的燃料电池所使用的催化剂基本上是基于铂金的催化剂、贵重金属的使用再加上其他的燃料电池关键材料，由于规模化的效应相对比较低，所以膜电极及其关键材料在燃料电池电堆所占的成本非常高。其次，从今天我们年产的千台级和未来的50万台甚至100万台级，燃料电池膜电极在整个燃料电池电堆中所占的成本仍然高达60%以上，所以我经常说一句玩笑，如果没有膜电极的贡献，其他的成本降到零，仍然还有今天成本的60%，所以从某种意请关注微信公众号：碳中和资料库第44页共143页义上膜电极成本进一步下降是保证燃料电池规模化实现的一个最重要因素。谈到膜电极的关键材料，大家熟知的是催化剂、质子交换膜和碳纸，诚然就像刚才提到的，不幸的是，我们仍然在使用铂金作为燃料电池的催化剂，所以世界各国的科学家和工程技术人员近20-30年来在燃料电池催化剂研发上下了非常大的工夫，大家可能注意到即使今天在Science、Nature这样的顶级刊物上仍然经常有有关燃料电池各类催化剂的研发论文。当然，除了我们现在商业化所用的基于铂金和碳载体的铂催化剂以外，燃料电池跟非贵重金属的合金催化剂，以及其他形成的微观结构催化剂等都进行了很大的研发。同时非贵重金属催化剂也已经进行了很多年的研发，当然大家可以看从红色到绿色的过程，也就是从研发到产业化的过程，还是有漫长的路要走。我经常说玩笑，“铂金是上帝给我们的礼物，我们只能好好的使用它，很难完全不使用它。”所以降低铂金的使用，从很大意义既是一个科学技术问题，也是一个工程化的问题，仍然还有很长的路要走。同时，这十几年来燃料电池质子交换膜在减薄、增强方面做了非常多的努力，从过去单纯的性能提高，到整个生命周期的性能和寿命的保证，做了很多努力。同时，气体扩散层这几年的进步也是非常大，从规模化制备、良品率、一致性到催化剂层的不断减薄，还有保证没有加湿器常温启动和使用方面也有长足进步。刚才提到的为什么我们不能使用非Pt催化剂，其实非Pt催化剂早在60年代末和70年代末就已经开始尝试研发，但是从左边这个图可以看出，不管是哪一类的非Pt催化剂，它们的性能稳定性都不高，大家也知道我们燃料电池的寿命现在要求1.5万-2万小时，在固定式发电应用上甚至要求3万-4万小时。而非Pt催化剂仅仅几百小时性能衰减相当多，这是一个非常遗憾的事情。随着我们对燃料电池功率密度的要求越来越高，我们甚至想在2A、3A、4A每平方厘米下进行操作，但是燃料电池的非贵重金属催化剂只能在可能比较小的电流密度下，也就是低功率密度下能够实现与铂金催化剂相媲美的性能。在高电流密度下，由于它的性能不足，所以请关注微信公众号：碳中和资料库第45页共143页需要大量的铂金；而使用非贵重催化剂则需要很高的载量也就意味着催化层的厚度增加，所以目前在性能上面也有很长的路需要走。铂金催化剂太贵，非贵重金属催化剂又不够稳定，性能也不够好，所以它们确实都有自己的缺点和优点，从某种意义上来说，我们需要思考如何把这两款催化剂用好，既成本可控，性能和寿命又可以保障。因此我们根据国内外进行这方面的研发提出了一些新的思路，通过用非Pt催化剂作为一种载体，或者作为一种助催化剂，跟铂金催化剂一起成为一种新型耦合催化剂，希望利用这种耦合xiao应能够实现1+1>2的作用，这几年国内外也有很多这方面的专家进行了这方面的一些尝试，也有一些企业有小批量化的产品在这方面进行一些尝试，可见这个方向可能未来还是一个比较重要的方向，从产业化的未来来说也是很快可以实现。除了催化剂以外，当催化剂集成到燃料电池膜电极上，一个非常重要的就是催化层的结构和性能的控制。刚才也提到，现在燃料电池需要更高的功率，从过去局限于每平方厘米1-1.5安培，现在要求平方厘米2安培、3安培甚至4安培。当然这里面催化层的其他材料，比如树脂也起着非常大的重要作用，只有催化层的结构得以充分控制时，整个燃料电池的成本，尤其是大功率燃料电池的成本才得以降低，所以从某种意义上来说，催化层的合理设计是实现燃料电池成本降低的重要手段。从催化剂等其他关键原材料的创新研发到产业化，到膜电极到电堆这个过程，从研发到产业化的路径可能有多种多样，通过我们过去多年的一些尝试，我们觉得除了关键核心材料的研发和自主化以外，膜电极层面的一些核心材料筛选、催化层结构的优化，也是我刚才强调的两个重要方向之一。同时，制成工艺连续化和装备自主化也是保证光电材料的充分利用和催化层结构最终得以体现的一个重要保证。最后，我觉得也是目前最重要的一点就是关键材料到终端应用的多层级的工程化验证，是保证我们研发成果产业化和科学技术成果转移最重要的一个途径，而且这个过程过去可能都是一个串联，从关键材料的研发，到逐步的小试、中试到膜电极的研发和生产，到最终终端的应用，这个过程太漫长，尤其是国外，通常这个过程可能需要18请关注微信公众号：碳中和资料库第46页共143页个月的时间，这个过程太漫长了，我们又不能跳跃这些过程，唯一能加速的就是对四个过程半串联、半并联的进行，而且每个过程及时从下一个工程化的验证来反馈。至于燃料电池膜电极的工程化制备，我想用下面这个视频做一个简单介绍，比一篇一篇地翻页可能更好一点。（播放视频）大家可能注意到刚才这个短视频多次提到气密性全检、质量巡检，这是燃料电池膜电极产业化中不可跳跃的重要一点，作为一个真正的产品，特别是以后大功率的燃料电池、电堆都需要300片、400片，甚至更多的燃料电池的膜电极组在一个电堆里面，所以它对质量的把控，产品的良品率和一致性要求非常高。燃料电池膜电极良品率从99%降到90%，很有可能会导致下一个电堆的组装和生产过程成本翻一番以上，所以从某种意义上来说，燃料电池从膜电极到客户的单堆验证，再到燃料电池整个发动机的验证，最后再上路进行验证，这整个过程一步都不能落下，只有终端客户最后的验证才是产品作为真正量产产品的保证，只有这样我们才能同时在性能进一步提高，寿命进一步延长的基础上，对成本进行控制。我经常讲，做一个产品只有一个指标就是成本，因为性能的提高意味着单位千瓦成本的下降，寿命的延长就意味着单位小时的成本在下降，所以某种意义上就是成本等于性能和寿命和其他的东西，只有这样才能实现大批量的燃料电池产品进到产业化的应用。我多次强调除了初始性能以外，燃料电池的寿命也是一个非常重要的指标。目前从乘用车5000小时到8000小时的逐步提高，商用车1.5小时到2万小时，固定式发电从3万-4万小时的提高，都是实际应用场景的一种需要，我们必须要达到，所以对燃料电池整个寿命周期的加速实验测试是保证这个过程的重要手段。同时，在真正的各种工况条件下进行上路验证，也是燃料电池产品能够得到重要保证的指标，这些数据的及时反馈也为我们下一代燃料电池的研发奠定了坚实的基础。同时不仅在理想工况下保证我们的产品可靠，而且要在各种极端的条件下可靠，包括低温储存和低温启动，只有这样我们才能迎来燃料电池的真正批量化生产。请关注微信公众号：碳中和资料库第47页共143页除此以外，关键材料、零部件、设备的研发也是基于过去0到1的积累，但我想强调从0到1跟1到10，甚至10-100这个过程中不再是一个单向的技术、人员和信息的单向流动，而是多向的流动，工程技术角度上看，很多工程可以凝练成一个新的科学问题和技术问题，让大学和研究所进行新一代的开发。同时任何一家企业或者一批企业都没有办法把这个过程做好，所以我们需要跟供应链和合作伙伴密切配合，在这方面逐步实现多层级、全方位、全产业链的工程验证，只有这一切都得以实现，我们真正的大规模生产才能保证，尤其是对一个新兴的产业，政府的导向和政策的指引，当然适当的补贴在产业化初期是非常重要的。我想强调一下在政府层面对整个工程验证过程的指导和某种形式下的一种鼓励或者奖励，也是非常重要的，否则会变成很多关键原材料企业号称我已经有世界先进水平的材料，但工程应用方面，真正终端产品却长期购买国外的进口产品，因为再好也没有验证过，不能用，所以政府在这方面适当的引导、促进和工程验证也是至关重要。我们同时还想强调未来客户的目标也是我们未来研发的一个重要方向，借此机会，也对鸿基创能科技（广州）有限公司、鸿基创能科技（佛山）有限公司一起简单介绍一下。鸿基创能成立于2017年底，目前我们只专注燃料电池膜电极，当然最近也开始做电解水制氢的膜电极，所以都是只做膜电极的研发和产业化。公司的核心技术团队过去也在燃料电池龙头企业，包括巴拉德和AFCC等工作过，我们拥有电堆和系统方面一定的经验，但是我们想利用这些经验协助电堆和整车厂提高燃料电池电堆和系统的性能，降低成本做一些努力，当然也希望利用我们双方可以听得懂的共同语言进行沟通和交流。目前公司的膜电极年产能是30万平米，膜电极也已经能达到250万片的产能，我们最近刚刚发布，从过去2020年10月到今年10月我们生产、销售了100万片膜电极。同时，公司也得到了高新企业的认证，也是广东省氢能与燃料电池工程技术研究中心和广州市未来的独角兽企业。同时，我本人也在广州大学任职，在广州大学和黄埔区/广州开发区一起成立了一个广州大学黄埔氢能源中心，我们想利用这个大学的科研优势，与企业进行更好的产学研结合。我们研究的方向不仅是燃料电池和电解水制氢，也更关注光电催化和其他能源材料。请关注微信公众号：碳中和资料库第48页共143页最后，希望通过今天早上和下午各位院士专家的讲解，大家能够认可氢能燃料电池具有广泛的应用前景，目前处于大规模商业化的初期，而国家首批燃料电池示范城市群的正式启动，将极大地加速氢能燃料电池的自主化和商业化进程。当然，我们非常清楚地知道燃料电池大规模商业化仍然面临严峻的成本挑战，而规模化和进一步的技术进步，以及全产业链的健康发展将带来成本的迅速下降。产业化导向的政、产、学、研、用的紧密结合是促进燃料电池持续技术进步的最佳路径，现在的燃料电池全产业链、多层级、工程化验证的过程的密切配合，是我国研发和产业化发展的巨大优势。从某种意义上来说，我们要赶超世界先进水平，真正在世界领先，这真是我们一个巨大优势。同时氢能是实现“双碳”目标的重要途径之一，已经成为多种经济体系中和投资计划中的核心要素，我们相信氢能与风能、太阳能可再生能源一起来构筑未来完整的绿色能源系统。谈到愿景，其实国际能源署对此进行了一个更新和报告，强调在2050年，氢能在整个能源体系中占有18%，我们非常期待这一天能够早日实现。同时，不仅是在保证能源体系的完整性和可持续健康发展性上，它对二氧化碳的减排、未来新的经济体系也会起到很大作用。最近国际氢能委员会的执行董事讲了一个非常直接、简单的话，简而言之，“没有氢能，就没有气候解决方案。”这一点讲得可能有点绝对，但是我是99%赞同。这个图，刚才其实几位院士已经讲过，我不再重复了，只是想再次强调未来可持续发展的能源体系，很大程度要依赖于可再生能源，而可再生能源也需要结合氢能才能保证可持续健康发展。我们可能不敢期望哪一天氢网能代替电网，但是氢网和电网的结合一定是我们未来可持续健康发展重要组成部分。谢谢大家！请关注微信公众号：碳中和资料库第49页共143页13、傅花宁：关于我国氢能标准化体系建设的思考嘉宾简介：傅花宁，德国莱茵TÜV集团项目经理。各位嘉宾、各位领导、各位氢能界的朋友们，大家下午好！我是德国莱茵TÜV工业服务与信息安全的傅花宁，今天我为大家汇报的题目是关于我国氢能标准化体系建设的思考。在氢能领域我们国家与欧美日韩等发达国家相比起步较晚，但是最近几年我们的氢能产业取得了很大的发展，我们的氢能装备也逐步实现了国产化。但是，在我们这个发展过程中，我们也碰到很多问题，比如说我们的氢能装备所用到的一些关键部件几乎还是以进口为主，即使有些部件我们取得了一些国产化，但是还没有得到大规模的应用、批量化的生产，而且我们国家的标准研究、起草是滞后于我们的行业发展的，今天这个主题我为大家说一下我个人的一些见解。我的汇报分为三部分：第一部分是说现状，第二个部分说面临的挑战以及我们需要做哪些工作；最后做一个总结并阐述我个人的一些建议。首先，我为大家简单的先举个例子来介绍我们关键部件国产化的现状。我们在储氢系统里面，最关键的部件就是气瓶，目前我们国家的III型储氢气瓶的制造技术相对来说是比较成熟的，目前国内主要的代表厂家有科泰克、国富氢能、中材、天海、斯林达等，现在斯林达被弗吉亚收购了，叫弗吉亚斯林达。四型储氢气瓶方面，我们国家对制造许可评审要求中对于生产线的要求相对比较严格，不过这是也是为了行业的安全和长期发展。现在国内通过三新评审，得到拿到制造许可证的企业只有3家，其中2家是我们的低压LPG气瓶工厂，他们已经取得相应证书，还有一些厂家正在积极的申请资质中。储氢气瓶的成本主要是由碳纤维和气瓶阀这两块构成，碳纤维的成本概占了整个气瓶大概60%以上（不含阀门），虽然35MPa的阀门已经实现了国产化，但终端应用领域依然有很多35MPA的阀门是用进口的。70MPa阀门主要是依赖进口，而35Mpa和70Mpa阀门的价格相差10倍，所以如果我们解决了碳纤维的国产化问题以及瓶阀的问题，氢气瓶的价格会有很大的降本空间。请关注微信公众号：碳中和资料库第50页共143页至于储氢气瓶的标准，目前我们国家都有相应的标准（参照ISO19881起草的），GB/T35544主要是针对三型瓶的，我们的四型瓶目前是团体标准。国外法规有欧盟法规EC79/2009和EU406-2010，最新的UNR134是和全球统一技术法规GTR-13，美国有SAEJ2579。关于气瓶阀，我们国家的标准是参照国外标准的基础之上进行起草的，新的国标正在修订中，新国标的修订考虑了我们国家的实际情况，加了很多内容，我估计明年上半年应该会正式发布，大家可以关注一下。储氢系统和供氢系统中还有很多其他的部件，大家从表格中可以看到，最右边一列空着的，说明针对这些产品我们还没有标准，左边一列主要都是美国的、欧盟的，还有ISO的标准。我们的专家在起草国内标准的时候，我发现很多人对国外的标准好像是不怎么了解的，包括国内领先的一些制造厂家也是，我想我们在起草一些团体或行业标准，甚至国家标准的时候，我建议大家可以先了解一下国外的一些标准是怎么制定的。再来看这个表格是针对加氢站的。我们在运氢和储氢容器方面的标准还是比较完整的，区别就是国外IV型长管拖车技术成熟，而国内在这一领域还处于研发阶段。加氢站里面的一些主要设备，比如说氢气压缩机，国内目前没有相应的标准，我们的加氢机是有标准，但只是总的基本安全和性能要求。加氢机的加注协议，我们国内都没有相应的标准，加氢机软管都是进口，加氢机中的管件，接头，流量计，安全阀，传感器，探测器等都要依赖进口，国内也没有相应的标准。至于加氢站用的钢管，美国ASMEB31.12，这个标准出来后引起了很多的关注，但这个标准是适用于多种应用场景，它不是专门针对加氢站的，所以我们在起草标准的时候ASME是一个很好的参考内容，但是更需要针对性。EN10216—5是欧盟的一个无缝钢管的标准，也不是专门针对加氢站的，我国加氢站法规GB50516里面有提到要符合GB/T40297，但这套标准是工业用无缝钢管的通用标准，并不是专门针对加氢站场景的，这个标准其实已经很落后了。其他方面如软管，除了加氢机的软管，还有长管拖车到站卸气用软管目前也没有对应的标准。所以现在我们的设备虽然已经实现了国产化，但我觉得只是设备集成的国产化，如果我们把这些设备打开，这里面很多管阀件，一些请关注微信公众号：碳中和资料库第51页共143页控制单元的设备其实都是依赖进口的，如果真正实现国产化，很多东西需要我们进行技术攻关。前面我说了一些标准化建设的现状，我们这个行业有很多面临氢关键零部件依赖进口，国内也缺乏相应的标准，如果没有关键技术突破，就得一直依赖进口，我们的产品就很难做到完全的国产化。接下来我和大家聊聊标准化体系建设需要面对的几大挑战，这也是我们行业面临的几大问题。首先我想给大家介绍的是金属材料和非金属材料以及塑料内胆，我们要实现产品国产化，首先我们开发这些产品我们所使用的材料就需要进行深入的研究，特别是在临氢环境下，如何选择合适的材料至关重要。目前国内外有相应的一些测试标准，其中也提到了一些测试方法，但是在我们的国家标准里面没有进行详细的说明这些试验怎么做，测试方法还不够清晰。国外的标准建议大家可以深入研究一下，个人觉得比国内标准写的更全、更深入、更详细。要研究材料的测试问题，我们面临的一个挑战就是测试平台的问题，比如说我们做氢气兼容性实验，它有圆片法，有慢应变速率拉伸试验，有断裂力学法，疲劳寿命试验法等等，测试腔体里面要承受高压，又要保持温度，湿度可控等等，以用来模拟产品实际使用的工况，包括极限高低温度。今天上午的时候我听到一个日本专家做的一个专题报告，他提到一些使用场景，材料最高温度可以达到900多度，目前我们国内可能都没有这种设备，而这些测试的设备都是需要定制化的。然后做测试的时候过程需要研究一下这些材料产生的缺陷，裂纹产生和扩展的机理是什么样的，裂纹的发展是什么样的趋势，这需要系统性的测试才能掌握这些规律。另外我们金属材料也好，还是非金属材料也好，研究不同材料的成份和交货状态对抗氢脆能力的影响，包括在不同的使用环境下有哪些变化，临氢环境下，这些材料它会产生怎样的一些力学性能的变化，这都是需要我们进行研究的，掌握这些数据之后，我们在开发产品的时候才能选择合适的材料。下面这两个图是来自我们莱茵实验室，这是氢气兼容性实验，今年国内有一个厂家委托我做的，我们把样品送到我们德国总部，我非常开心接到这样的任务，因为这对我们材料的国产化来说，我觉得是非常有意义的一件事情，可以让我们的市场对国产的材料建立起信任，请关注微信公众号：碳中和资料库第52页共143页所以我也把这两张图给大家展示一下。这是一个用氢气和氦气作为对比的圆片法测试，我们把材料进行切片，1毫米厚，共15片圆片，通过对比测试，记录他们在氢气和氦气的环境下它们的爆破值，测试下来他们的数值是比较接近的，这个材料是适用于零氢环境下的。这二个挑战我们有这么多部件，我们产品开发出来了，怎么样验证我们产品性能是可靠的，那就需要我们实验室有测试能力，但是目前我们国内的实验室的测试能力是不够全的，不完整的。两个方面：第一是设备和工装还不够完善，第二在测试的时候测试方法到底应该怎么执行，我觉得我们可以结合实际工况在这方面做一些深入的研究。我们需要考虑我们的产品在它生命周期内到底可能会有哪些可能性的失效模式，在做性能实验的时候，我们测试的环境应该怎么设置，测试方法如何执行，测试程序应该研究一下。测试平台的搭建，也是比较有挑战性的。目前我们很多实验都要用到氢气，测试系统需要承受很高的压力，可能会产生氢气泄露，所以试验室是一个涉氢的危险场所，而且这套系统的造价也比较贵，几千万人民币，国内目前这种实验室也不多，全球其实也就几家。第三个挑战就是系统的安全评价问题。我们有了材料，产品也做出来了，但是我们的产品集成在一起就是一个系统，那么系统的安全怎么保证，这也需要我们做一个研究。比如说系统某一个部位出现泄露了，它可能还遇到点火或者火源，可能会发生燃烧、爆炸的风险。这些其实在日本他们都做过一些实验进行研究的，目前我们国内好像还没有这种类似的实验室和实验机构做这些工作，这些工作对我们来说确保系统的安全评价风险是非常有意义的，比如说我们加氢站，我们的安全间距要怎么考虑，在没有得到可靠数据的情况下，你也很难做出精准的判断。国外他们在这方面做了一些研究，通过一些区域的泄漏，达到一定的浓度再进行点火，让它燃烧，看它会不会爆炸，爆炸之后会产生什么影响。还有车辆这一块，燃料电池汽车在行驶过程中如果发生了碰撞怎么样，气源是不是能及时进行关断，碰撞之后结构会不会产生一些问题等等，这些研究都是非常有价值的，需要我们搭建相应的测试平台。请关注微信公众号：碳中和资料库第53页共143页最后我总结一下，目前氢能产品集成化发展还是比较快的，关键零部件主要依赖进口，技术亟待突破。但我们在氢能领域的研究起步比较晚，缺乏能力较全的实验室和足够的实验数据。虽然相应标准也有跟进，但是总体来说标准化体系建设还是滞后于行业发展的。我个人也提出了三点建议：第一我们国家应该在氢能领域加大科研投入，完善氢能试验室的能力，实验室除了测试功能，还需要承担特殊的一些使命和任务，比如说我们要做一些科研项目，助推产业化发展和技术攻关；在标准起草的时候，实验室可以提供很多有用的基础数据。第二我们要搭建一个技术交流的平台，今天像佛山这个会议非常好，但是我们交流的时间非常短，每位专家的话题都很有价值，但是这20、30分钟的时间是远远不够的；我们需要一个平台，让大学、科研机构以及生产单位、用户针对某一个领域进行深度探讨，这对国家的氢能发展也非常有意义。第三我们国家在政策扶持这一块，目前针对加氢站，包括燃料电池汽车是有很多政策，但是在实验室、测试领域没有相应的扶持政策，临氢试验项目的测试成本都很高，所以我们企业做测试的时候是非常谨慎的，而建设氢能的实验室的投入很大，如果没有一定的测试量，或扶持政策，也会影响实验室建设的积极性，最终也会影响我们整个行业的技术进步和发展。最后介绍一下TÜV莱茵，是全球提供独立检验服务的领导者，拥有近150年的历史，在全球各地设有分支机构，员工总数超过2万人，服务涵盖工业服务与信息安全、交通服务、产品服务、管理体系服务和培训与咨询。我们大中华区已经有30年了，现在氢能领域我们有一支非常专业的团队，可以为我们的制氢、储氢、运氢以及燃料电池汽车等终端应用领域提供完整的解决方案。谢谢大家，如果各位有什么疑问的话欢迎一起交流，今天我算是一个抛砖引玉，因为这里面任何一个标准我们可以讨论1—2天时间，如果今后大家感兴趣的话，明年我愿意去搭建这个平台，为我们各位请关注微信公众号：碳中和资料库第54页共143页氢能领域的爱好者、有使命、有担当的人士提供一个信息交流平台，谢谢大家！14、方伟：用氢能创造零碳未来嘉宾简介：方伟，阳光电源股份有限公司氢能事业部营销总监。首先今天这个主题很不错，讲述您的氢能故事。从去年到现在我参加了很多的展会，看到的和听到的越来越实际了，去年大家都在说为什么干氢能，今天大家都在说干了什么？接下来我给大家汇报一下我们阳光电源这一年我们做了一些什么工作。介绍分三个部分，一个是业务概况、一个是机遇和挑战，还有我们的解决方案。首先还是跟各位汇报一下阳光电源一些整体的情况。我们公司成立于1997年，2001年在深交所上市，目前公司有员工5000多人，整个研发人员的占比是达到了40%，阳光电源在新能源这个领域已经是全球的百强企业，今年最新的排名我们是全球第48位，整个逆变器的品牌，也就是氢能源这一块，光伏这一块可融资率也是达到了100%，也就是光伏的业主用了我们的设备，他们在融资方面会获得融资机构更多的认可，同时我们在专利上面也是获得了很多的专利数。这一块是我们的业务板块，有光伏、储能和风电等。这一块有9个大的业务板块，其中主要围绕风、光、储、电、氢在做，看上去很大，但是我们主要还是坚持两个大原则，第一个我们始终深耕新能源领域，另外一个我们始终坚持电力电子技术在发展，我们这一块属于可再生能源制氢的板块。这是公司这几年发展的速度，从上市以后，也是赶上了我们国家新能源大规模的发展，所以我们每年的增长基本上是超过了30%，目前公司整个市值也是超过了2000亿。请关注微信公众号：碳中和资料库第55页共143页我们在新能源这一块的市场占有率也是遍布全国150多个国家，市占率在全球也是超过了30%，其中在中东这一块更多的是超过了60%以上。这一块是我们公司在研发上面的一些投入，刚刚我们说的我们公司有40%是研发人员，同时我们是每年不低于营业收入的5%投入到整个研发领域去，有了人的投入，有了钱的投入就产生了很多的专利，同时也是建成了国际上一流的各种实验室。这个是我们整个工厂的布局，目前中国的工厂在安徽合肥，同时在印度、泰国有两个海外工厂，下面是我们的合作伙伴。接下来我主要汇报一下氢能业务。我们整个氢能的团队是从2016年开始在做这件事，但那个时候主要还是做一些前期的市场的调研，我们去到了一些欧美，去到了日韩氢能发达的国家做一些深入调研。2018年的时候确定了要去做可再生能源制氢，也就是绿氢这个路线。在2019年我们成立了氢能事业部，同年我们也跟中科院大化所展开了一个技术上的合作。2020年建成了全国首个光伏离网变功率制氢的实证平台，这个待会会介绍到，另外也发布了首款50标方国产的PEM，包括1000标方碱性的电解水制氢系统。也是在今年整个氢能热度是越来越高了，我们在今年也是注册成立了我们的氢能公司，到今年的年底，因为现在已经是12月份了，我们新的工厂，氢能的工厂年产能1GW的工厂在年后很快会投产。这就是我们一两年来我们做的事情，我们首先做了一个实证的平台，这个实证平台是2020年6月份投产的，就在我们阳光产业园里面，整个平台加了光伏，加了100标方碱性的制氢，后端用燃料电池发电上网，是这样一个系统，主要是做一个可再生能源变功率制氢的研究，包括氢储能发电的实证。这是整个系统的简介，能源来源主要分为三部分，屋顶的光伏，加上市电，我们用了一部分谷电，就是白天用光伏，晚上用谷电，这样提高整个系统的利用率，然后我们还加了一部分储能，如果早晚纯离网的情况下，我们把早晚光伏的功率这部分电存到储能系统里面，提高整个电能的利用效率。请关注微信公众号：碳中和资料库第56页共143页中间是我们一整套自主研发生产的碱性的制氢系统，从直流AC/DC的电源，从光伏发的电直接给电解槽制氢、供电，包括我们的碱性的电解槽以及辅助的系统。后端我们通过燃料电池，我们又把制出来的氢通过燃料电池把它变成电，又回到电网去，后端这一块主要是做氢储能发电的实证和研究。这一块是我们的实验室，我们的PME实验室是和中科院大化所联合建立的，在合肥。右边是一个5MW的测试平台，国内很多设备的生产厂家生产出来的设备基本上都是拉到用户那里去，我们出厂前先测，去做通电，再去连接，我们再去做运行的测试，我们在我们这个测试平台所有的数据都会按照我们跟客户签订的协议的要求和内容，在我们的实证平台上面做完所有的测试，请客户一起来见证，确定OK没问题，我们再做一个出厂发货，这样到客户那边可以更快部署，我们是采用集装箱式的布置。氢能，因为在座都是专家，市场上面的东西就不用说太多了，可再生能源制氢一定是未来一个大的发展方向。我们认为发电的驱动三个大的因素，一个是减碳，一个就是能源的安全，还有一个就是能源的经济。目前很多国家都在做，每一个国家做的方式方法可能都有一些不太一样，日本主要是做整个氢能的社会，各个方面用能都用氢能替代，韩国现在还是在做一些发电，包括车。澳大利亚主要是做制氢，他们的风光资源和土地都很丰富，还做一些氢的贸易。目前在我们国家也是出台了很多的政策，前段时间国资委的一份报告显示，目前有1/3的央企已经加入到整个氢能的行业里面来了，当然它们也是投资方，也是参与到装备制造和整个产业链里面去。我们认为，一个双碳，一个两高（高耗能、高排放），这些行业都是未来氢能发展的重要方向。首先石油化工，中石油、中化石都在大举进军氢能能源，钢铁水泥也是一样，合钢、宝钢这些都在做氢能。还有佛山现在已经做的很好的氢能的交通。能源电力现在做的更多，我们五大发电集团现在都在搞氢能，也都在投资氢能，所以说有了这些企业，他们有资金、有实力可以拉动项目，也可以带动整个产业链的发展，同时他们也是氢能的用户，所以这一块可以很快的加速整个氢能产业的发展。请关注微信公众号：碳中和资料库第57页共143页这是光伏这么多年来一个下降的速度，过去十年基本上成本下降了90%，因为我本人也是做了十年的光伏，我也是从最早的光伏组件30—40块钱一瓦，到现在可能还2块钱不到，逆变器就不用说了，我刚入行逆变器卖2块钱一瓦，现在2毛钱都卖不到，这就是十年降本的速度。氢能就是十年前的光伏，可以看到氢能的发展速度未来也是有很很大程度的降低。电的成本的降低对我们电解水制氢来说也是解决了很大成本的问题，所以电的降低，给大规模的电解水起到了一个基石的作用。这也是中国氢能产业白皮书上介绍上的，就是不同的电价制出来的氢大概经济性是怎么样？目前来看电解水制氢在不同的地区、不同的电价，不同的情况下面确实价格是不同的，但是如果是用新能源的电，弃电可能比一毛钱还低，我们在内蒙很多项目的弃电是需要参与市场化交易的，那个部分只给到4分钱，这部电与其去交易4分钱还不如拿来制氢。另氢能源的发展，我觉得2毛钱的电明年或者组件价格下一下，我们是可以做到的。氢能的发展也有一些挑战，这些挑战也很熟悉了，首先从大的政策方面一些标准和规范还不是特别健全，包括制氢，很多地方还是要求我们进到化工园区，这一点就给我们很多限制，这个项目在前期我们报流程、报手续的时候大概花了大半年的时间，跟政府沟通为什么我们可以不放到化工园区。另外就是顶层的设计，最近媒体上面也是很热，说我们国家高层氢能的战略规划可能很快就要出台了，我们也很期待。另外，就是跟绿氢、碳排放怎么连接、打通，能不能不要一刀切，会不会有一些不同的价格机制，这也是未来我们希望看到的。另外就是经济性，确实现在绿氢的经济性大家都说好，但是从用户的角度来说可能还是觉得贵，这方面也是需要整个产业链共同努力成本降下来。还有跟风电、光伏等波动能源怎么结合，这就需要在电氢协同耦合上面做很多工作。这一块就是成本的下降三个方面，一个要持续研发投入，让我们的装备制造，让我们的生产成本降低，电解槽本身成本降低。另外一方面需要把电的成本降低，还有设备利用率要提高。最后我们还是希请关注微信公众号：碳中和资料库第58页共143页望整个产业链大家共同努力，一起把每一个环节都降低，最后到用户端。这一块是我们能提供的系统解决方案，从前端的能量来源主要还是以可再生能源为主，中间这一块分三个部分，一个是制氢电源，电源这一个部分可以提供光伏直接制氢的直流电源，也可以提供整流ACDC的电源。另外制氢的装置两种都在做，一个是碱性，一个是PEM的，还有一个就是能量管理系统，特别是大规模制氢的时候，涉及到多个电解设备、电解槽，前端也涉及到多种能源来源，这个时候能量怎么控制，怎么管理，这对系统至关重要。这是我们目前的一些产品，这是我们的电源，有AC，有DC的，可以用在不同的场景。这是我们做的电源跟目前这个行业大规模用的晶闸管方式的一些区别，我们在电网友好性上会更好，我们跟电网打了很多年的交道，一旦你跟电网发生关系，电网会对你提很多要求，电网友好性、谐波，如果达不到要求电网不会让你工作。我们知道国内某一个项目就是因为这方面的原因已经被电网叫停了很长时间。另外一个就是响应的速度，这些波动的速度、响应的速度对我们整个系统的效率影响也是非常大的。这一块我们的电源，我们可以通过这种全数字化的PWM的方式，我们做到更好的电网的友好性，同时更可靠的智能控制手段，可以提高它的响应的速度，另外包括整个转换率的效率，从系统的转化效率来说会更高。这是我们的制氢的设备，电解槽、后处理纯化，包括整个PEM一整套处理系统。这是我们的能源管理系统的架构，从底层设备层面到单元层面，到系统层面，我们一级一级去做整个能源管理和控制，这是我们的管理界面（见PPT图）；基于以上几点，我们是以安全为最基本的基石，提供绿色、高效、智能的系统解决方案，包括整个关键的设备。请关注微信公众号：碳中和资料库第59页共143页这就是我们整个全家福（见PPT图）从前端的风光、水网的能量到整个系统的解决方案，我们可以提供中间一整套的设备，到后端应用的场景。我们的宗旨就是提供最低的LCOH，平准化的度电成本，这样有更好的经济性。我们目前做的一些项目，这是在吉林的白城，这个项目很快会投产，目前正在现场紧张安装和调试，那边已经很冷了，零下20多度，施工条件是比较严酷的。另外就是我们在宁东的化工园区，这个是PEM的，刚刚上面那个是1000标方碱性的，这是PEM的，1兆瓦的PME，这也是目前国内第一个用PEM制氢和加氢的一体化项目，这个项目目前正在交付当中，正在做现场的施工，我们的设备很快就会交付，目前正在加紧地装备和制作的过程当中。还有一个就是我们六安的项目，这也是1兆瓦的PEM，这个跟前面提到的产业园的示范项目类似，是国家电网、大化所跟我们一起做的项目，这个项目很快也要投产。我的分享就到这儿，谢谢！15、付宇飞：绿色氢能中国力量嘉宾简介：上海骥翀氢能科技有限公司产品总监。感谢主持人的介绍，现场的各位朋友，大家上午好！我来自上海骥翀氢能，下面向各位分享一下我们近期企业发展以及产品开发方面一些新的进展。首先是我们公司的一个发展历程，骥翀成立于2018年12月份，成立这个时间节点是因为当时我经过2017、2018年行业迎来了一个爆发性的增长，但是又面临一些共性的难题，比如说整个产业链并不是很完善，特别对于电堆来讲，当时市场上电堆存在一些普遍的问题，请关注微信公众号：碳中和资料库第60页共143页性能比较低，基本上单堆30、40千瓦，同时价格比较高，每千瓦基本要到1万以上，同时一些国外的产品不符合自主化的政策导向、服务响应也比较慢，所以当时市场上对于高性能、高稳定性、低价格的电堆是有旺盛的需求，看到这种需求我们创始团队几个人聚在一起，志同道合，就在2018年底成立了骥翀氢能。2019年4月份我们完成天使轮融资之后正式运营，我们大概用一年完成了第一代产品的开发，去年10月份我们国家示范政策颁布之后相继在江苏、北京设立了分公司。去年年底我们的产品通过了国家的强检，今年上半年也花了很多功夫，在金属板上游产业链的关键工序上我们整合了两家细分的龙头企业，从而掌握了我们金属板完整的产业链。近期我们也完成的A轮融资，为下一轮的发展奠定了一个基础。我们整个愿景是要成为一家国际一流的燃料电池的科技公司，使命就是做中国人自己的电堆，就是我刚才说的解决我国氢能和燃料电池发展过程中关键材料、关键零部件卡脖子的问题。我们的主要业务除了燃料电池以外，因为整个工艺、装备都是自主开发的，所以未来也准备进行一些装备以及技术服务。股权方面，现在除了创始团队以外，我们还有天使轮的股东，包括硬科技的孵化器中科创星，以及燃料电池的系统龙头企业上海重塑，以及氢能第一股，第一家上市公司亿华通的股东清华工研院，还有中金资本等等这些战略投资人。目前我们加入了国家标委会，也申报了多项专利。近期我们在国家的双创大赛，包括中国汽车工程学会的赛事上也获得了荣誉。刚才提到我们公司虽然成立并不长，但是整个团队还是经验比较丰富的。以我们公司创始人付宇博士来讲，01年就进入燃料电池领域，在我们国家最早从事燃料电池研究的中科院大连化物所所从事双极板以及电堆的研发以及一些产业化工作，09年进入了燃料电池国家工程中心作为副总工和电堆部的负责人，主导开发了国家第一款自主知识产权的金属板的电堆，之后又在行业内一些龙头企业任职，2018年自己出来创立了骥翀氢能，目前在燃料电池电池发明专利累计超过100件。请关注微信公众号：碳中和资料库第61页共143页围绕我们的核心团队，目前我们建成了一支大概有100人规模的团队，主要的员工以20、30岁的青年工程师为主，研发人员的学历硕士及以上占比达到50%，整个是一支非常年轻的，高学历的团队。其实我们团队从02年开始就参与了多项国家级的课题，在这些经费支撑之下我们团队成员研发的电堆产品，在奥运会、世博会有示范应用，并且在不同车型上也有上百台装车的经验，可以说是完整的经历了国家电堆从研发到产业化到批量生产，整个经验是非常完整和宝贵的。这一代产品我们也是充分吸取了前期市场上的一些客户的需求，之前开发经验中的一些教训，我们这一代产品选择了金属板的路线，单堆功率第一代产品可以160千瓦，裸堆的比功率达到4.7kw/L，整个性能还是比较领先的。因为金属板限制它寿命的瓶颈就表面涂层上，因为电堆工作里面是一个酸性的高温的环境，普通的金属很快会腐蚀，所以需要对金属板表面做一些防腐的处理。我们在这一块收购了一家专门做金属板涂层的企业，在涂层上面迭代了好几代技术，可以说通过金属板方面技术的突破给我们产品的寿命和可靠性提供了有力的支撑，我相信近期伴随着我们产品验证的一些数据出来，可能大家对金属板的寿命、可靠性比较差的印象会有一些新的、完全的改观。在产品规划上，我们目前做了三代产品，第一代市场上形成小批量销售是MH170，第二代是MH290，还有后续的MH3110等等，这个也是按照汽车行业的开发习惯：在售一代，在研一代以及预研一代。我们第一代单堆160kW，匹配成系统大概是120多千瓦，基本可以满足大多数的应用场景。近期我们跟一些客户交流，很多客户也提出下一代可能系统想做到150—200千瓦这个级别，所以后续我们的产品，在单堆功率方面有进一步提升，去满足我们客户的需求。这是我们整个产业链的布局，绿色的部分是完全自主掌握的，可以看到我们在电堆两个核心零部件之一双极板上，我们目前是完全掌握了几个工序，从冲压、焊接到涂层，并且焊接和涂层两个团队都是在业内有几十年经验地，之前跟主机厂等等也配套合作过很多项目，有完整自主装备和工艺的开发能力。在下游方面我们主要是跟乘用车其合作开发一些项目，以及通过跟重塑等等龙头企业合作去面向商用车领域。请关注微信公众号：碳中和资料库第62页共143页产业链整合方面，目前我们针对金属板两个核心工艺，也就是激光焊接和表面涂层，我们收购了两家公司，可以在生产工艺以及装备上提供有力的支撑。产品开发方面，我们结合前期基础理论的学习，包括工程化的经验，形成了一套自有的开发体系，在这个体系之上做产品开发有很多好处，比如说保证我们产品指标最大程度的实现，同时缩短开发周期，减少开发成本，同时因为近期行业快速发展，人员流动也是比较频繁的。有了这个体系，所有开发成果在这个体系上进行，个别人员的流动也不会影响我们整个开发工作，同时我们形成了自有的一系列的测试验证的能力，电堆规划了53项测试也基本完成了，我们的产品在去年年底通过了国家的强检认证。今年我们花了很大的精力提升我们的量产能力上，目前我们在江苏张家港投资了5000万，设计了一条双极板和电堆的产线，整个设计产能是200MW，以单堆100kW来计，一年大概2000个堆的样子。整个产线实现了双极板的焊接、涂层以及电堆的装备，在一条线上都可以完成。这次展会也带来了我们产线的一个模型，也欢迎大家去燃料电池2馆展位上交流。市场布局方面，我们在国家示范城市北上广都有布局。应用领域主要是交通领域，今年有2款搭配产品的车，重载的。一个是31吨的垃圾清运车，一个是水泥搅拌车，已经完成了工信部的公告，目前正在路试。同时我们也在更大功率的领域，比如说飞机、船舶做一些布局，跟一些研发机构共同做一些课题。另外一块今天好多嘉宾也讲了，在交通领域之外我们认为下一步氢能再能源领域有更广阔的应用前景，这一块我们在今年年初也跟一个国字头的能源集团达成了一个战略协议，未来我们双方会在分布式的发电等等项目上进行一些合作。我们整体的规划是希望经过大概5年的发展，在销售额、净利润实现突破，同时产品在能源、交通多个领域实现应用，成长为一家国际一流燃料电池的科技公司，最终顺利实现IPO。好的，我的报告就这样，谢谢大家！请关注微信公众号：碳中和资料库第63页共143页16、李政：氢能产业风险管控及过程安全管理嘉宾简介：李政，必维国际检验集团技术主管。我今天跟大家分享的这个题目是氢能产业风险管控以及过程安全管理。我本人是在过去十年里一直在专注于氢能及危化行业的安全设计以及风险评估工作，目前在必维集团负责氢能方面风险管控方面的事情。这次分享的内容主要包括四个方面，第一方面是氢能整个全产业安全风险的概述以及已经发生过的一些典型事故案例的分享；第二部分就是介绍一下我们现行的，咱们国家对氢能这个行业安全监管的体系，包括法律法规以及标准规范；第三部分是风险管控以及过程安全管理的概念以及在氢能领域的应用；第四部分介绍一下我们已经完成过的一些项目，一些案例分享。现在氢能这个领域已经获得了前所未有的关注和投入，同时它也带了一些安全的风险，先来看几个案例。第一个是发生在美国加州的氢气长管拖车泄漏爆炸事故，事故发生在2019年，这个事故所幸没有造成人员的伤亡，但是对当地氢燃料电池汽车氢的供应造成了短暂停供。同年6月份在挪威的奥斯陆也是一个加氢站，因为高压的储氢罐特定接头装配的错误造成了氢气泄漏，这个事故造成2个人死亡。我们近邻韩国2019年江原道科技园一个氢气罐在测试的过程中发生了爆炸，造成了两个人的死亡。我们国家比较典型的事故，一个是2020年“7.30”东莞氢气充装过程中，氢气发生泄漏，由于缺乏足够单向阀等安全措施，造成了爆炸事故，事故也引发广东省应急管理厅在全省范围内开展了专项的隐患排查。今年8月4日，在沈阳，也是氢气的装卸环节，长管拖车的软管发生断裂，引发了火灾爆炸。所幸没有造成人员伤亡，但是事故进一步在国内提升了对氢安全使用的关注度。简单说一下整个涉氢环节，从制氢、储氢、输氢、运氢、加氢以及应用端的共性风险。首先从物料上讲，各个环节都涉及到易燃易爆的氢，主要是两个相态，一个请关注微信公众号：碳中和资料库第64页共143页是气，一个是液，两种状态，在风险上也有一些差异。同时各个环节，大多数都存在高压、超高压，甚至还有一些低温，像液氢，有一些环节还涉及压缩膨胀的过程，就存在设备设施超压超温、物料互窜，同时开停工阶段氮气置换不彻底，还在一些跑冒滴漏的风险。从控制角度来讲，各个环节都使用了计算机自动控制加人员的操作、确认的方式的进行，就存在一个控制系统发生拒动和误动，包括人员误操作的一个风险。从设备上讲，各个环节设备设施在设计制造存在一定的安全与质量的风险，包括材料的相容性，包括相关检测元件，像氢气的一些压力变送器，液位的变送器可靠性及密封性的问题。从物料角度，氢和汽油、天然气相比它的危险性，列了一个表简单说明一下。首先它的分子量更小，意味着同等条件下更容易发生泄漏。另外它的比重跟天然气相比非常小，同等情况下更容易发生扩散，包括它的扩散系数也远小于汽油和天然气。另外最小点火能也是最低的，它的燃烧浓度范围以及爆炸浓度范围都是最宽的，而且它的下限是最低的，跟天然气相比它的自燃温度也更低。除了刚才说的易燃易爆的危险，氢对健康也存在危害，虽然氢它是无毒的，但是在高浓度的时候它会造成空气中的氧分压降低，在一些受限的密闭空间，像一些电解设备的集装箱里面，通风不良的情况，发生泄漏后人员进入会有一个窒息的风险。同样，如果说在氢分压非常高的情况下，也会造成人的麻醉。所以在MSDS里面我们要求涉氢的一些操作一个是通风，一个要注意防静电的要求。在储存上，因为氢作为一个还原剂，要求与一些强氧化剂要分开存放，同时涉氢环境的一些电气设备要采用符合防爆等级要求的设备，另外涉氢场所要配备符合要求的消防器材等等。刚才说的氢的这些风险主要指的是氢气。对液氢而言，虽然现在液氢的规模不是很大，但是液氢跟氢相比又多了额外的风险，一个是它的低温性，人员的接触，有人员冻伤的风险，因为液氢的沸点是零下253度左右，非常低，人员直接接触有冻伤的风险。再一个就是材料面临氢脆的风险，还有一个就是固空和固氧的风险，一旦液氢的环节密封不好，存在空气和氧气的时候，接触液氢的情况下会形成固态，在密闭的环境中可能会形成固体的颗粒，增加了静电集聚点燃的风险，这是一个值得关注的风险。第二个就是液氢跟氢相比，它有一个更容易汽化和容易扩散的风险，单位体请关注微信公众号：碳中和资料库第65页共143页积下，1单位体积的液氢，汽化为21摄氏度氢气的时候，它的体积要扩大840多倍，也就意味着在同样的空间条件下更容易造成人员窒息，更容易发生爆燃爆轰的事故。简单来讲这是一些共性的风险，针对各个环节我以现在比较常见的碱性水制氢简单分享一下，这也是我们前段做的一个风险评估的项目，包括电解槽，氢氧的冷却分离、洗涤、脱氧、干燥等设备。这是液氢的，主要包括氢气的压缩机、膨胀机、换热器，液氢液氮储罐等。对碱性水制氢来讲，从以下五个方面介绍下主要的风险，一个是物料方面，除了刚才说的过的氢气，还有氧气，再就是制备过程中的碱液，一般浓度是30%的氢氧化钾，同时还有一些添加剂，像五氧化二矾，存在人员灼伤及中毒风险。还有纯化过程中涉及到的干燥机和催化剂，存在粉尘危害，这也是一个职业健康风险。还有氢氢冷却分离器的液位和压力波动造成氢氧互窜的风险，氢气不需要泄漏在外部环境中就能发生火灾爆炸事故，这是非常典型的风险。另外，一个电解槽在制备过程中是一个放热反应，有一个超温的风险。纯化环节存在干燥器加热器干烧的风险。还有像一些常规的系统不畅，干燥剂、催化剂、破损、堵塞造成的超压或者物料泄漏的风险。从自控上讲，我们发现很多设备在设计过程中存在一个液位和压力一次表引压管共用的问题，尤其是氢氧分离器的仪表，存在一个共因失效的风险，一旦堵塞就造成了整个液位和超压保护连锁的同时失效，这个风险性就比较高，再就是整个控制回路SIL不符合要求。从设备上讲，除了电解槽之外，氢氧分离器，包括后续的纯化等等涉及一些压力容器，关键的一些安全阀、压力表、液位计是不是设置了，设置是不是符合要求。另外就是设计条件，材质，像一些碱液系统碳钢材质是不是进行了焊后的处理等等。公用工程及辅助系统方面，主要包括水、电、仪表风的供应是否可靠，是不是有冗余，一旦市政水中断的时候这个设备能不能维持一定安全时间的运行，包括对冷水机组，仪表风机组，监测手段是不是方便人员在控制室远程的监控，一旦供应出现问题的时候人员不需要去到现场就能发现，气动阀门的故障设置状态是不是合理等等，这是都在项目执行过程中发现的问题。请关注微信公众号：碳中和资料库第66页共143页对于储氢环节来讲存在脆化的风险，再就是一些加氢站，在低压、中压，多个气瓶组顺序加氢的控制方案，阀门部件存在一定疲劳失效的风险。对于输氢环节，像刚刚说到的东莞和沈阳的事故都是在输氢环节，氢气的装卸过程中人员误操作的风险。加氢环节，涉及加氢站，现在我们国家相关标准规范也更新了，这个加氢站里面涉及的设备包括压力容器，储氢气瓶，还有加氢机的加注系统。除了刚才说的氢气泄漏、人员窒息的风险之外，还有一个氢气质量不合格，刚才催化剂的老师也提到了，氢气质量不合格造成的加注的氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化物等等杂质含量超标，造成燃料电池催化剂中毒的风险，而且是不可逆的风险。另外建构筑物的结构件，像梁、柱耐火等级不符合要求也存在风险。再有就是与周边工矿企业相互影响的风险，还有消防、供电中断的风险等等。在应用端以燃料电池为例，我们讨论主要包括车载氢气系统和燃料电池堆两部分，它涉及的风险一个是氢气聚集的风险，一个是电气系统和氢系统之间安全间距不满足要求的风险。再就是在车辆发生碰撞或者故障的时候，供氢系统不能完整和有效切断，造成氢气泄露的风险。另外运行过程中燃料电池里面质子交换膜发生了一定程度的降解，或者由于它的强度不足或者下降，造成了燃料电池内部气体的窜漏，也是一个氢氧的混合形成了的危险环境。电池大规模放电的时候，冷却措施不到位或者冷却效果差也会造成超温风险，还有燃料电池堆端板、极板，由于设计不良或者长时间运行、性能下降造成氢气泄漏的风险。以上快速分享了一下我们在项目执行中发现的一些共性风险，第二个部分跟大家分享一下现行这个阶段我们国家对氢能这个领域安全监管的监管体系，这个监管体系主要包括三个层面：一个是法律层面。法律层面除了刚刚修订的《安全生产法》是一个根本大法，第二个就是2020年4月20日发布的《能源法（征求意见稿）》，把氢列入了能源的范畴，也就是说之前氢更加关注的是它的危化品的属性，现在赋予了氢能源的属性；另外还有包括一些《突发事件应对法》，以及企业必须应对的消防、环保、通用设备等法律的要求。第二个层面就是法规和规章层面。右图是2013年国家应急管理部（以前叫国家安监总局），发布的首批重点监管的危险化学品目录，其中氢被列为第八种，请关注微信公众号：碳中和资料库第67页共143页就是说它是国家重点监管的危险化学品，也就是它是具有危化品的属性。同时我们国家针对危化这个领域出台了很多的标准规范以及法律规规章，做了一个简单的列举，包括“三同时”管理办法，包括危化品取证条例，包括危险化学品安全管理条例，包括重大安全源的暂行管理规定40号令等等。我们也发现在2019年的时候国家能源局做了一个复函，关于氢的安全性，比如说现在的氢目前还是归危化管，以后到底是什么管？从这个复函里面可以一窥，两部委达成共识，在氢能管理方面，无论目前是做危化品管理，还是以后按能源属性的管理，都要将“安全”作为这个行业发展的前提，所以我们大胆预测，今后关于涉氢方面的安全监管要求只会更加严格，更多，不会更少。地方法规方面，我们以佛山为例，佛山作为最早的出台加氢站管理规范蓝本的地区城市，2017年的时候就明确了监管部门是住建局，同时监管方式就是以天然气管理的方式进行加氢站的管理。同时明确除了加氢站以外的氢气的生产、储存应用参照危化品的要求进行监管，也发布了相关一系列的体系要求，右图就是加氢站管理办法，也规定了作为危化品管理的要求，包括执行“三同时”。同时河北省和张家口，张家口作为全国氢能示范城市，也发布了一些相关的要求，就展开不介绍了。包括福州、成都、大同等等都有，还有无锡、苏州，贵州等。总的来看各个地区市都达成了共识，就是按照危化品来监管。既然按照危化品来监管，我们看已经有哪些发布的适用于它的法规和规章？其中一个是76号文，就是涉及“两重点一重大”和首次工业化设计的建设项目，必须在基础设计阶段开展HAZOP分析，除了重点监管危险化学品，还有重点监管危化工艺。首批重点监管的危险化工工艺目录是2013年颁布的，当时对电解水没有把它划为重点监管的工艺，把把氯碱电解制氢列入了。产品确实有一定差异，一个是氢气和氯气，再一个是氢气和氧气，但是它的工艺是有类似性的。再一个就是“一重大”，指的是构成危险化学品的重大危险源。另外88号文的明确要求，涉及两重点一重大的建设项目，每三年进行一次分析，包括HAZOP分析。另外116号文化明确规定要设置符合要求的安全功能回路。第三个层面就是标准规范层面，国家标准化管理委员会联合相关部门在今年的10月份也发布了氢能行业的标准化白皮书，其中包括99项国家已经发布的氢能行业相关的国家标准，基本上涵盖了刚才说到的从制到加到储到用各个环节，请关注微信公众号：碳中和资料库第68页共143页尤其是对专门的氢气安全标准占到了将近10%的数量，也就是国家对这一块的监管是非常重视的。右侧除了符合这些要求以外，现在现行的涉及到的，像火灾报警，你要设计你的火灾报警系统，你这个项目是不是构成了危险化学品重大危险源，你要进行辨识，项目内容设置的防静电，包括建构筑物、安全阀等等都要符合国家强制标准的要求以及行业要求。第三部分和大家分享一下风险管控及过程安全管理的基本概念，以及它的一些主要要素和一些氢能领域的应用，时间关系简单说一下。我们刚才说到了这个行业存在这么多的风险，我们怎么去描述它呢？我们采用一种风险级别的概念来描述。不管是一个项目，还是一个系统，还是一个装置，还是一个单元，还是一个设备它的危险性，它的风险程度是一个可能性和后果严重程度的关系。只要你的风险程度处于可接受的水平我们就认为是安全的，因为没有绝对安全。所以说对于我们相关行业、企业来讲要有一个自己风险的矩阵，就是我的风险可接受水平是怎么样的，这样才可以执行整个项目风险的管理。由此，怎么实行整个全生命周期的风险管理？我们现在在危化行业、化工行业应用比较成熟的是过程安全管理系统，最早是1984年美国人提出来的。2020年我们国家为了在国内推广，我们把它引入，同时制定了AQ3034这个导则，经过这十几年的运行和总结，今年我们国家对它进行了一个重新的修订发布。首先对它的标准适用范围，由原来石油化工行业扩展到化工生产，同时对原来十几个元素进行了增补，现在一共是20个要素。通过这20个要素的实行，实现对整个项目全周期的一个风险管控。我们也可以看到这20个要素，可以说完全涵盖了刚才讲到的这些管理规定里面的东西。比如说我们可以通过这20个要素有效的执行，可以实现的是什么呢？对于我们氢能的项目，从前期的工艺开发到立项到设计、施工到实施生产，到正常生产以及到设备停用全生命周期的风险识别、分级以及管控，这是过程管理系统要做的事情。这当中也涉及到了很多的方法，很多的原则，很多的辨识的手段去执行，比如说设计阶段，我们装置的风险是不是得到了有效的控制？我们现有的设计方案，对各个环节的风险是不是做到了有效的识别、分级以及针对不同风险等级考虑了比较完备的安全措施，这个就是通过我们等等一系列的安全技术措施和方法进行一个充分的辨识，包括在立项阶段，选址采用QRA的方法，对存在的风险进行一个定量的辨识和评价。请关注微信公众号：碳中和资料库第69页共143页后面是各个要素主要的内容，这个地方我就不再展开讲了。第四部分简单分享一下现在已经执行过的案例，包括国内某一个水电制氢项目，我们进行了HAZOP分析，提出了20多条优化建议，包括降低风险，包括提升操作水平。这是我们在迪拜一个绿氢电站实行的安全风险分析项目，包括风险的分析，辩识及安全培训等等。从2000年开始，我们就开始进入氢能行业，直到今年5月份正式加入了中国氢能联盟，并且是理事单位之一，在去年12月份我们也发布了制氢单元自愿性认证程序文件。现在对整个行业从制到压缩，到储运，到加注，到应用端，基本上可以涵盖安全和质量方面相关的所有服务。同时，通过项目执行我们也跟很多客户都建立了比较良好的合作关系，屏幕上是我的联系方式，如果大家有进一步的需求也欢迎大家下面继续保持沟通交流，谢谢！17、邹业成：双碳目标下氢能核心关键材料产业化之路嘉宾简介：邹业成，山东东岳未来氢能材料股份有限公司研究室主任。各位专家、各位行业同仁大家上午好，今天我汇报的题目是“革新关键产业化，助力双碳目标的实现”，我从三个方面做汇报：首先介绍一下背景，能源变革驱动氢能产业的发展，人类在能源利用史上有两次的能源大的转型，一个是从柴薪时代到煤炭时代，再一个是由煤炭时代到石油时代，每一次能源转型带来了生产力巨大的解放和进步，但是随着化石能源的大量消耗带来了二氧化碳温室气体的排放，使得海平面上升，干旱、洪涝极端恶劣提起频发，严重威胁着人类的生命和发展，因此需要进行全球的携手合作共同解决。“双碳”目标要实现的话必须基于新能源，就是清洁能源为代表的新的能源体系的变革，这是根据世界能源署的统计结果，可再生能源装机量增加，带来的是能源成本大幅度的降低，使得可再生能源大请关注微信公众号：碳中和资料库第70页共143页幅度利用成为了可能。但是可再生能源受环境的影响有很大的波动性以及不均匀性，这种波动性使得可再生能源发电，上网过程中对电网造成巨大的冲击，带来了严重的弃风、弃水的资源的浪费。未来大规模、长周期的储能是解决可再生能源发电、平衡消纳的关键。在众多的储能方式上氢能和液流电池储能在大规模、长周期储能当中具有显著优势，它可以实现可再生在跨时空的调配和大规模的利用，可以实现可再生能源发电，到电网、到应用终端的闭环的电力循环系统，通过氢能源和燃料电池我们可以实现可再生能源发电到电解水制氢，到燃料电池、到应用终端的氢能源网络体系，通过构建氢电耦合的体系，我们可以实现大规模、长周期的储能以及可再生能源的利用，我们东岳在质子交换膜所做的工作将为围绕液流电池储能、PEM电解水制氢，以及燃料电池三个核心关键领域为能源结构转型提供解决方案。首先介绍一下我们的研发历程，2003年开始我们进行质子交换膜的关键原材料的研发，08年实现了国产化的产业化，2013年开始我们建成了国内首条中式质子膜的生产线，2014年我们的复合增强膜顺利下限，通过两年的技术提升，到2016年底、2017年我们的质子交换膜通过了奔驰、福特的评测，随着产业化进程的推进，2018年我们正式将质子交换膜进行产品定型和商业化推广，2019年我们顺利推动了16949体系的认证。为了响应示范城市群的建设，我们2020年建成了国内首条50万平方米的自动化生产线，未来我们将围绕高性能、低成本、长寿命质子交换膜的研发和产业化进行持续的努力。在产业链方面，我们依托东岳34年的产业基础，我们形成了从萤石，小分子中间体、到质子聚合物，最后到质子交换膜的全产业链发展布局，这种全产业链在未来批量制备和稳定的供应方面提供了很好的保证。而作为质子交换膜制备所需核心材料我们实现了自主可控，同时我们创新将短支链和长支链在一个聚合物当中进行共聚得到，实现了短支链和长支链的优势的互补，为后续质子交换膜的迭代提升打下很好的原材料基础。在产业化方面我们未来将分期建设千万平方米的燃料电池质子交换膜以及配套的关键原材料生产基地，目前一期项目包括了关键原请关注微信公众号：碳中和资料库第71页共143页材料生产基地以及质子交换膜生产50万平方米的生产线，目前一期项目已经结束，并且投产，关键原材料是2019年6月份进入投产状态，50万质子交换膜是去年10月份进行投产。在产业化过程中质量控制方面我们按照16949质量管理体制的要求进行管控，并于2019年9月通过了16949的体系评审，之后两年的复评审我们是高标准顺利通过。质子交换膜的研发和产业化应用推广离不开应用评价的支撑，我们投资了2000万建设了质子交换膜应用评价实验室，在测试能力方面，我们形成了涵盖单电池、短堆加速生命测试，以及后续应用评价完整的测试评价体系，为燃料电池膜应用推广提供了强有力的数据支撑。接下来我介绍一下量产质子交换膜的应用评价的性能，我们按照DOE的测试规程，对我们质子交换膜的化学耐用性进行了加速测试，评测结果与当前量产质子交换膜的化学耐用性远超过指标。在混合耐用性方面我们与透氢电流密度为初始值的2倍作为失效标准，我们现在的量产膜是DOE的两倍以上。同时为了适应燃料电池高温低湿工况的应用需求，我们首次提出了基于高温低湿工况下质子交换膜的耐热性能，经过1000小时的循环测试，目前指标基本上变化不大，为后续燃料电池向高温低湿度发展提供了一个数据支撑。同时为了验证质子交换膜在燃料电池加减载过程中对膜寿命的影响我们基于高温工矿下的交变压力的测，我们可以在100KP下交变压力下可以实现超过4000次的循环，而性能基本变化不大，为后续的燃料电池系统控制策略的开发提供了一个数据的支撑。在短堆加速寿命测试方面我们和下游客户进行了紧密的合作，我们实现了短堆45000小时的测试，目前性能基本上变化不是很大。在产业链合作和应推广方面，我们东岳是唯一一家与三个示范城市群签约的企业，我们与下游客户进行紧密的合作，目前量产质子交换膜已经实现装车超过300台，单车行使里程超过8万公里，远远超过示范城市群3万公里的指标要求，目前累计行使里程超过1200万公里。请关注微信公众号：碳中和资料库第72页共143页在新产品研发方面，我们通过新的聚合技术和聚合体系的开发，我们实现了长支链PFSA树脂高交换能量的制备技术，在性能方面我们可以在实现了超过10%的性能提升，为后续燃料电池向高温低湿方向发展提供了原材料的保障。同时燃料电池向更高温度发展是一个趋势，我们通过跨温区质子聚合物的研发，实现了质子交换膜可以在高温、低温整个跨温区质子传输功能，我们基于这个数值与上海交大，同济大学等单位共同承担了2021年科技部氢能技术重点专业项目跨温区的质子交换膜的项目，目前项目已经立项，这个聚合物具有划时代颠覆性的意义，在未来将引领燃料电池向高温发展，燃料电池催化剂中毒的问题，使燃料电池真正吃“粗粮”。再一个方面我们在PEM电解水制氢方面我们制备了厚度180微米的质子交换膜，在膜的基本性能方面与商业化的质子交换膜的基本一致，在电解方面，尤其在高电流密度下，我们质子交换膜具有更低的电压，为未来PEM电解水制氢单机功率提升以及成本下降有一个很好的原材料支撑。同时在长周期运行方面，我们与下游客户实现了10千瓦电解槽的运行验证，目前已经运行了超过1600小时。同时在液流电池方面，我们借鉴燃料电池复合增强的技术，我们实现了50微米的复合增强膜在液流电池膜当中的应用，我们在拉强度，穿刺强度，稀释容量方面有了大幅度的提升，特别是在稀释容量方面可以解决现在目前商业化质子膜受湿度影响比较大的影响。同时在电池充放电方面，我们在同平台测试条件下可以实现电压效率与能量效率大幅度的提升。这是我们在50平方厘米电堆下不同电堆密度的对比测试评价结果以及循环寿命，目前300循环下来它的三大效率基本上没有衰减。最后用一点时间介绍一下我们的公司，我们公司是从东岳集团整体于2017年12月剥离出来进行质子交换膜和配套关键原材料的产业化推进，目前主要围绕含氟精细学习品，含氟高端聚合物，以及高性能质子交换膜进行持续的研发和产业化推进，未来我们将打造含氟功能膜材料的生产基地。这是我们未来的规划示意图，未来我们将建设千万平米级的生产基地，这是我们精细化学品的生产基地规划图，目前一期项目已经顺利投产。请关注微信公众号：碳中和资料库第73页共143页接下来介绍公司未来的发展定位和远景，我们将持续专注于质子交换膜的研发和产业化推进，致力于为全球氢能事业贡献我们东岳的力量，做一个受人尊敬的公司，通过通过持续的创新，为全球氢能和燃料电池持续迭代提供解决方案。本次展会我们在一楼设有展位，欢迎大家到展位上进行指导，同时进行深入的交流和沟通。18、李想：经济性与品质兼备的氢源解决方案嘉宾简介：李想，北京佳安氢源科技股份有限公司总监。大家好，今天在这里非常荣幸的为大家来分享我们公司所带来的经济性与品质兼备的氢源解决方案。今天的汇报分为四部分内容，首先看一下目前氢能行业所面临的一些问题。第一、氢能的需求对于氢气燃料的需求有多大，从2020年开始，目前国内车辆的销量是1177辆，然后保有是7000多辆。所以这些车如果满载运行的话，氢气需求是2000吨一年。按照这个数据来推算的话，可以看到产业发表白皮书中，氢能源的一个预测，到2030年氢气在燃料电池需求500万吨，到2050年比较保守的估计是接近2500万吨，如果乐观的估计超过4000万吨，这样的一个氢气的需求量我们可以估算一下，会带来一个万亿级别的市场，甚至跟我们现在的天然气市场可以去媲美，这么巨大的市场，在未来几十年间，需找到一个比较好的解决方案，来解决这么多的氢气的供应？在氢气供应过程中，整个产业链分成四个链条，每个链条里边仍有很多问题需解决。在氢气生产纯化这个部分，可以看到原料氢气的价格过高，大部分来自于制备的氢气，如果采用天然气制氢，就跟天然气的价格关系很大，如果煤制气的话，目前碳排也是一个很大的问题。还有就是我们的净化设备投资可能会比较大，针对燃料电池需求场景，氢气需求量比较小，我们这个装置很有可能在很长一段时间里没有办法以比较经济状态去运行。到氢气运输这个板块会发现，长管拖车目前真正的运输效率只有百分之一左右，在上面可以看到目前行业里面最大的长管拖车，它的运输效率也不过百分之请关注微信公众号：碳中和资料库第74页共143页一点几。第二、我们氢气的运费贵，运输效率低，就会导致氢气在运输过程中成本过高。目前行业里边比较普遍的一个价格，运输100公里的氢气，每一公斤要增加10~15元，是一个非常惊人的成本。第三、氢气在运输过程中会被污染，很多人会有疑问为什么？主要原因是长管拖车卸氢时没有办法把里面氢气完全卸放出来，现在比较常规的做法是只能用到长管拖车里边的2/3的氢气，剩下的1/3的氢气，大概在5MPa~7MPa，在剩留的气体在长管拖车里边会进入到下一次循环，所以说每次长管拖车里边都会残留一部分的氢气。如果没有做到专车专用的情况，长管拖车里边的氢气就会导致不同品质氢气之间的污染，这样虽然加进去的氢气是合格的，有可能在加氢站卸出来的氢气是不合格的，所以这也是我们在运输的过程中一个很现实的问题。第四、加氢站加注这部分，因为前面两个阶段导致整个生产成本较高，所以加氢站的零售氢气成本也会变得比较高。同时合格的氢气其实也并不是特别好找，例如佛山地区大量合格的燃料电池氢气供应非常紧张，到站之后也会存在氢气品质不稳定，在运营这边会导致燃料电池汽车运行成本过高，在使用氢气时候，存在燃料电池损坏，以上都是目前在这个行业里面所遇到的问题。最终的结果就是不用车，车量少，不建站，站少大家不买车，形成恶性循环。所以行业目前我们就只能看政策导向，靠政府补贴，行业没有办法快速商业化，这是目前氢能源行业的现状，也是比较残酷的事实。刚才我们说到的问题里边其实有两个核心，就是氢气的品质与价格。我们可以看到在加氢站端，氢气的零售价格其实在整个成本里面只有70%是由燃料氢气的成本所构成的，在这里边还有一半的价格是氢气的原材料成本，想要把终端燃料电池氢气零售价格降下来，其实最本质的是去解决原材料的问题。PPT中是品质的对比，我们可以看到氢气的纯度是几个九，99.99%、99.999%、还是99.9999%。实际从工业氢气跟燃料电池氢气对比来看，它有一个很本质的区别就是工业氢气比较关注氢气纯度，而燃料电池关注的是氢气里边关键杂质的含量。这个对比在工业氢气标记红框是无法满足燃料电池标准要求。标记蓝框的是燃料电池氢气杂质，氩气和氮气加起来可以到100PPm，如果加上氦气的话可以达到300PPm。这会导致什么问题？现在加氢站高价去买99.999%的氢气，仍还请关注微信公众号：碳中和资料库第75页共143页会导致一氧化碳、硫、硫化物和颗粒物不合格问题。相当于高价买回来的产品，还不是我们想要的，我总结工业纯氢价格比较便宜，但是来源广泛并且品质不能满足我们燃料电池的需求。工业高纯氢价格高来源少，来源少意味着运输的距离会变长，品质勉强可用，工业超纯氢价格极高，并且供应严重不足。以上就是燃料电池氢气产业现状。下面这页PPT里面图片是市场售价。工业纯氢15~20元/kg，工业高纯氢是25~50元/kg，基本上一倍价格，现在加氢站目标零售价格是35元/kg，实际加氢站采购成本要降到25元/kg以下，目前零售价格现状。我们佳安氢源为行业带来怎样一个解决方案？简单介绍一下，我们拥有20多年气体分离和净化工艺，并将技术整合叫“MDP技术”（模块化定向除杂）。整个工艺按照原料氢气里边所含杂质的种类与含量不同，根据原材料氢气的压力、温度不同的情况，把各种技术组合起来，形成一个集合体，针对气源定制化设计，把不同模块匹配起来，来满足燃料氢气的纯度要求。这页PPT是利用工业复产氢做的项目示范，第一个项目是在山东齐翔氢气净化充装站，已经投入两期项目，利用化工副产氢，原本低效的利用，把它作为一种燃料回炉燃烧，现在副产氢气提纯之后的燃料电池氢气，已供给淄博200辆公交车使用。到目前为止，这个项目的一期已经使用了一年，二期也已经投产半年，到目前为止经济性和整个氢气品质的稳定性都非常好。齐翔氢气净化充装站出厂价格可以做到25元/kg以下，这在全国也是非常低的一个价格，使得淄博的200辆公交车可以非常经济的运行起来，基本上不需要依靠政府的补贴。第二个项目是给青岛某企业定制化开发，为其定制固定式燃料电池发电的项目，利用工业副产氢提纯，供给燃料电池使用。所以两个项目都为典型的利用工业副产氢提纯燃料氢的案例，是一个及经济又绿色燃料氢气来源，供给燃料电池使用，这两个案例是我们在燃料电池这个行业里边的落地项目。很快就会看到在河南、山东青岛，有更多类似的项目投入运行，为当地的氢燃料电池汽车提供更加优质、更加经济的氢源。这页PPT是佳安氢源在上个月刚刚发布的一个新产品“氢可立”。该产品安装在加氢站里边，刚才提到加氢站存在原料氢气污染的问题，通过运输会对氢气产生一个污染，氢可立是放在加氢站末端对氢气杂质净化，形成终端保障。这套请关注微信公众号：碳中和资料库第76页共143页设备我们主要针对加氢站的氢气问题来设计，也充分考虑到站氢气中可能存在的杂质，以及在卸氢过程中所产生压力的变化。同时采取一些特殊的吸附剂以及特殊的工艺，在目前的市场上也是一个全新的产品，我们这次把它带到佛山，就在室外展区有实物展示，欢迎参观指导。这是“氢可立”产品所安装位置，在加氢站卸气柱后面，进行一次深度净化，使氢气达到燃料电池要求，再注入45MPa的压缩机中，通过储罐进入加注机，“氢可立”的在这个位置可保证隔膜压缩机的使用寿命。氢气中很多杂质会导致加氢站的阀门，45MPa的隔膜压缩机的膜片损坏影响寿命，氢可立可保障加氢站设备的稳定运行，以及燃料电池汽车可以安全稳定的运营。通过“氢可立”这个产品，可以使用99.9%，99.99%的工业纯氢就可以满足燃料氢气的要求，降低氢气的成本，同时增加气源的选择，缩短了运输距离，主要针对我们氢气里的二氧化碳、硫化物，还有大分子的油脂颗粒物，以及水等杂质的过滤，充分保障我们加氢站和燃料电池汽车的安全运行。最后介绍一下我们公司，佳安氢源是清华大学和北京大学两大名校历史上第一次联手成立的科技型公司，在“双碳”背景下的氢能源领域里开展研发，因为是学校的企业，所以我们公司更加注重对产品和材料还有催化剂的研发。除了刚才介绍的氢气提纯之外，还基于自己研发的催化剂，需找到一个合适的应用场景，在燃料电池汽车运行过程中，尾排的气体中会有很少一部分氢气，这部分氢气直接排放在大气中是没有任何安全隐患的，但是燃料电池汽车进入到室内，或叉车进入冷库，密闭的仓库中，尾排的氢气会在密闭空间中产生分层积聚的效应，氢气会聚集起来，达到爆炸极限，在一个小范围之内。所以在室内使用的密闭场景中使用的燃料电池系统，我们在尾排氢气里面一定要加入一个氢气的催化系统，才能够比较安全稳定的运行，杜绝这样的尾排氢气产生的这样的安全隐患。这个技术特点可以将含氢尾气里边非常低浓度的氢气，甚至低于1%以下的氢气都可以催化干净，催化效率达到95%以上，同时不需要外部加热。目前已经跟国内多家电堆企业以及叉车企业进行合作，进行了一些小规模的测试，也欢迎有这样需求的企业，可以跟我们联系，争取早日把产品跟叉车和乘用车集合起来，让我们在室内应用场景安全，杜绝这样的一个隐患。产品参数催化效率高达95%以上，可低温自启动，流阻也比较低，低于5KPa，可根据不同使用的要求请关注微信公众号：碳中和资料库第77页共143页定制化设计。HOGE样品这次也带到了佛山在佳安氢源展位上，可以去展位看实物展示，这就是今天我给大家汇报的内容。欢迎各位到展台去继续交流沟通。19、杨大伟：电解水制氢用复合质子交换膜的产业化最新进展嘉宾简介：杨大伟，苏州科润新材料股份有限公司总经理。大家好，我是苏州科润新材料股份有限公司总经理，我介绍PEM电解水制氢用质子交换膜的产业化情况，包括我们出的新的产品跟各位同行做一个交流。因为前面咱们东岳的同行交流过一些在燃料电池这方面的一些技术，有些东西我就不赘述。我们公司是2009年就成立了，现在也是有了12年的一个整个的产品的产业化的实践。我们主要是聚焦于三块业务，一块是储能行业的液流电池，一块是咱们的氢燃料电池，还有一块是电解水制氢。我们现在公司现有的产能是30万平米，其中液流电池和电解水制氢这一块的是20万平米，然后氢燃料电池这块的产能是10万平米。我们现在在淮安又建了一条年产百万平米的质子膜的产业基地，应该在明年的春天就进入正式投产。应该说我们目前整个在质子交换膜的出货量，加上氢燃料电池，加上液流电池，加上电解水制氢，应该是全国最大的。这个我们是有底气的，因为我们10多年在液流电池行业积累了丰富产业化的生产经验，国内目前90%以上的，只要是兆瓦级以上的液流电池用的都是我们全氟磺酸质子膜，我们也是入组工信部的第三批的国家专精特新小巨人企业。另外我们氢燃料电池去年也是应该是公开报道的首家通过工信部上车公告的。主要介绍一下质子交换膜的几个类型，两大类，因为有机材料基本上大部分都是碳氢材料，然后我们现在用的质子膜是碳氟材料，为什么？全氟磺酸树脂它的稳定性是非常好的。请关注微信公众号：碳中和资料库第78页共143页这个是我们公司主要的几款产品，一款是咱们传统的这种跟杜邦的11系列一样的均质的全氟磺酸膜，主要是对标杜邦的112、1135、115、117，其中112、1135、5115液流电池行业用的比较多，然后117现在是电解水制氢上用的比较多，然后PTFE的增强材料，就是咱们现在氢燃料电池里面在用的12微米，还有15微米的复合的质子交换膜，然后我们底下还另外还有PTFE网布增强的，这款膜的话我们也是早就完成量产。其实咱们每个人都在用我们的产品，我们手机里面有这个黄金的触点，国内90%的黄金触点上用的材料叫氰化金钾，氰化金钾现在都是用的我的PTFV增强的全氟磺酸膜制备出来的，它用的是氰化钾，还有水来电解出来的材料。质子交换膜它的技术路线目前主要是分为四类：一个是螺杆的熔融挤出，主要是杜邦的11系列，他也是这个技术发明人，后来就溶液浇筑，一般学校实验室像用烘箱的方法让一张一张给它浇铸。另外一个就是流延方法，我们公司开发了叫钢带流延法，我们为什么在钢带上进行流延？考虑到钢带本身受热是比较均匀，而且可以在高温下使用，使得我们成膜的结晶度非常高。另外我们现在最近也在开发叫做浸渍立炉技术，有点像传统的这种挂胶工艺，通过真空吸附管把咱们磺酸树脂的分散液吸附到整个的增强材料里面，使得它每一个微孔都能填充满，然后再用立炉的方法拉上去进行烘干，干燥之后再平炉去结晶，这个方法是我们最近在开发的，这个方法可以利用传统的一些工艺大大提高生产效率，然后使得成本大大降低。这个是我们产品跟某进口产品做的一个性能上的一个对比，这是我们自己做的膜电极，所以它可能功率密度不是特别大，因为我们不是特别擅长做膜电极，但是是同等条件下做一个对比，下面主要要做的一个生产的稳定性和长期的实用性。今年我们应该有出货有8000平米，我们盘了一下大概有500个堆，我们也希望这500个堆尽快的投放到市场上进行一个市场的验证，我们相信包括我们、包括东岳，通过我们几年时间的一个市场上的验证，大家会对国产膜越来越放心。另外这是我们耐久性做的OCV的一个测试，上面我写了一句话，“没有最好的技术，只有最好搭配”，我们其实整个在质子交换膜的添加剂的使用这块，我们是根据客户的不同需求去匹配不一样的添加剂。比如说要它的耐久性非常好的，我们可能会多加一点添加剂在里面，像乘用车可能它需要体积小，能量密度高的我们会少放一点添加请关注微信公众号：碳中和资料库第79页共143页剂在里面，所以这一块的话我们也是可以根据客户的需求来进行一个定制的。简单介绍一下我们的最新的PEM电解水制氢的复合膜，我们现在传统使用的基本上都是杜邦的117系列的均质的挤出法出来的全氟磺酸膜，应该说117的膜它的耐压还是比较好的，包括它的透气也比较好，但是毕竟厚，所以它的电阻大，我们最近也是开发了一款65微米的增强型的这种全氟磺酸的复合膜，通过我们的测试，包括我们在其中做了一些添加剂，我们觉得这个产品会是未来电解水制氢这块的一个方向，因为你要提高你的PEM电解水制氢的优势，你的电密和你的压差非常是需要去提升的，这也是能保持我们去竞争的一个优势。这个是我们公司产品跟现有117的膜的一个对比。在2安/平方厘米电密时，我们的65微米的复合膜的小室电压是在1.73伏，而在同样的工况下，杜邦的电压是1.92伏，我们比它整整低了190毫伏，所以说我们整个在同等电流情况下它的电压是低的，说明我们的整体的能量效率，包括各方面其他的性能要好。刚才咱们东岳也讲了，它们在做一款新的磷酸型的全氟膜，然后我们做的是另外一个方向，因为我们跟我们的合作单位是做了一个分叉的多磺酸结构，为什么做一个分叉的多磺酸结构？其实我们在高温下燃料电池膜的性能下降，主要是因为咱们磺酸根的运输水合氢离子的能力下降，然后我们做的是什么样一个工作？我们是尽量在不改变主链的情况下，增加它的磺酸根的数量，来提高它的性能，为什么我们做这个方向？磷酸如果单单是掺杂的话它会流失的非常快，而磷酸本身和磺酸比它的稳定性也会差。所以我们走到了另外一个方向，我们是做一个分叉结构，把磺酸根的数量尽量的增加。这一块研发我们也是跟我们的合作伙伴也是做了好几年的时间，现在已经进入到一个小试阶段，我们相信下面也会给大家提供一些新的产品来做一些新增方向的尝试。如果要实现这块主要是有两个方向，一个我们也正在开发新的这种含有多磺酸根的醚单体，另外一个我们在聚合技术上也实现了一种高交换容量窄分子量分布的新型的磺酸树脂。这个是我们刚才讲的最下面这一个，是我们刚才讲的新的一个磺酸膜的制备工艺，这个工艺我们也是申请了PCT专利的，如果有人想要愿意这尝试这种工艺的话，请关注微信公众号：碳中和资料库第80页共143页也可以跟我们联系，我们可以做一些技术方面的授权。这东西的话是跟传统的不太一样，咱们传统都是用狭缝涂布或者狭缝流延的方法去把溶液和膜结合，但是这种的自然的流平是很难充满每一个微孔通道的，我们现在是怎么做的？我们现在是通过正压负压这种带压力的挤出式这种负压吸附，我们有一根负压吸附管，然后把我们的增强材料从我们的辊上过，过了之后在一侧提供它的这种磺酸树脂溶液，是正压进去，另外一侧是负压把它吸走，这样的话使得我们所有的磺酸树脂溶液都能充分填充在我们的每一个膜的微孔里面，这样的话可以保证它的氢气的透过。总结一下，我们怎么样去对磺酸膜进行一个性能提升，一个是我们在开发新的醚单体以及新的这种窄分子量分布的磺酸树脂，努力的提高膜的耐久性，我们希望我们的膜在电解水制氢方面能达到8万小时以上的一个寿命。另外一个就是我们在微孔增强材料上，也和我们的合作单位做了一些新的开发，同时我们也在开发新的增强材料，包括刚才讲的我们用高强度的很薄的网布来对它进行增强。第三个就是我们通过工艺上的一些改进和进步来提升膜的整体物理的和化学机械的性能。我觉得我们氢能行业是一场长时间的马拉松式的这种奔跑，如果是看眼前的，咱们其实都是挣了很多荣誉，但都没挣到钱的企业，现在资本市场也比较热，但是我觉得在这里也需要我们每个人去沉下心来把我们自己的事情做好。不管是市场上的前景怎么样，我们科润认为我们这个产品是有非常好的前景，我们也相信通过我们客户对我们国产材料的支持，包括产业化装备的升级，包括我们整个国内市场环境和国家政策的改变，不管是我们材料，还是咱们的电堆企业，还是咱们的系统企业肯定会有一个非常好的发展。这也是我相信为什么在座企业、在座的咱们的技术人员坚持了很多年的一个原因。好，谢谢。请关注微信公众号：碳中和资料库第81页共143页20、李新达：全国首座氢能进万家智慧能源示范社区嘉宾简介：李新达，中科润谷智慧能源科技（佛山）有限公司总经理。我来介绍一下我们佛山南海全国首座氢能进万家智慧能源示范社区这个项目。今年2月1日我们与南海区签署了中日韩智慧能源产业基地建设的协议，里面有一个全国首座氢能进万家智慧能源示范社区的项目，在这个项目当中目前所有的氢能进万家的装备都已经安装完毕，总的来做这个示范。做这个示范社区的目的，因为氢能进万家嘛，两个含义，一个是氢燃料电池装备以后会像家用电器一样进入到每一个家庭；第二就是氢气的管网要进入到每一个家庭，这就是这个社区示范的意义。社区现在是10万平米，有商业、有家庭和住户，目前我们实现了每个用户端都可以做到储能、供能、用能三位一体，二期工程我们要把光伏和氢气管网进到家庭，实现每一个家庭的氢气管网一个应用。这个项目的来历实际上跟我们国家碳达峰、碳中和的双碳目标和战略息息相关，所以我们现在提出来叫氢能进万家。之所以提出来这个，就是因为第一分布式能源，第二用燃料电池的技术来解决每一个家庭的冷、热、电三联供的问题，因为冷、热、电三连供都在一个最基本的家庭端解决，所以它的能源交换转率可以达到92%，这是任何一个发电设备达不到的效率。第二个就是减碳，所以我们综合起来每个家庭的能源费用跟现在传统的能源供给方式相比，家里面现在两个表，一个是气表，一个是电表，每个月这两项费用加在一起，我们可以降低45%的能源使用费用，减碳可以降低50%，这就是目的的社区，离这儿也不远，大家可以参观一下。一期工程，用的是天然气，整体我们认为国家现在进到家庭里面，进到社区里面，甚至进到城市里面能源就是两个网络，一个是气网，一个就是电网络大家可能用电网用得习惯了，但是电网对于整个电力网络来说有一个最大的问题，就是不能储能，气网是可以储能的，所以我们预测在2030年前后应该是掺氢天然气管网已经进入到很普遍的状态，2040年前后应该是纯氢气的管网进到家庭，请关注微信公众号：碳中和资料库第82页共143页这就是整体的国家减碳，基于气网的一个综合解决方案。大家可能会问，电网多方便，电网天生有一个基因缺陷，这是它改变不了的，就是它是通过集中电厂供能，解决不了储能的问题。现在大家提出来很多储能的概念，比如说电池，比如说抽水电站，我们认为这些储能针对电网来说还是修修补补，不是终极针对国家能源体系根本性的解决方案。根本性的解决方案，我们预测未来国家供能体系是以气网为主，电力已经不再是电力网络，电力网络是输送电力的，电网已经不是电力网络，电网是智慧能源，像我们现在互联网一样智慧能源互联的一个网络，它不是一个供能的网络，供能的网络应该以气网为基础、为核心来做，这是第一个从网络的角度。第二从应用端的角度，燃料电池的技术和产品终端要进家庭，冷热电联供的燃料电池和我们现在一直讲的汽车的燃料电池原理是一样的，结构完全不同。因为这个功能体系它需要20年长寿命的周期连续运行不间断，所以我们对外要承诺这种针对家庭的燃料电池终端设备要有它的耐久性，时间周期也不一样，运行的方式也是不一样的，温度也是不一样的，是高温燃料电池，所以原理是一样的，结构完全不一样，使用的寿命周期也不同，这就是热电联供的燃料电池和现在汽车用的燃料电池不一样的地方。二期，在我们这个社区里面分为两部分，一部分叫做集中式的针对商业综合体的，是全世界单体最大的，单体440千瓦四套，加起来1.76兆瓦，南方地区又有不同，因为南方地区它热的需求没有那么大，冷的需求比较大，所以我们加了一个余热，用余热的能量制冷，这样就实现了冷热电的三联供。针对家庭，在日本的一套系统，每个家庭都有一个装置，实现了热和电的联供，它的原理是曳引式的，也就是用户端在用电的时候不管是停电或者不用电，根据里的耗电量，电池跟气网要气，所以我们的气不是燃气，而是把这个气网里的气作为一个燃料电池的一个储能介质来要，所以它是曳引式的，当你把所有的电器都关掉的话，这个设备也就不从气网当中来要气了，这样就实现了夜眼式，你不要气的时候能量的载体、储凝的载体是在管网里面的，它是走不了的，这是一个基本。所以我们说未来的能源体系为什么是气网作为主导，电网为什么变成互联网？就是因为气网是一个最大的，全世界最大的储能体系，它可以涵盖现在所有储能的设计或者你的想象。再多说一句就是所谓的锂电池，全世界锂矿的储请关注微信公众号：碳中和资料库第83页共143页量159万吨，3/4在国外，我们按照摩尔定律它单量算出来，全世界的锂如果都集中在一起做电池的话，只够上海市一个小时的储能，这就是金属电池和氢燃料电池最大的一个区别，而气网当中的储能可以做到容量全世界的电网，这是没有问题的。示范社区的二期工程采用中日韩产业基地的屋顶光伏，10万平米，电解水制氢的方式，氢气管网进到社区，带了一个汽车的加氢站。为什么我们推荐加氢站要跟社区的用能混在一起呢？大家都知道加氢站很难维持的，跟社区的用能结合在一起就解决了持续的管道、氢气管网供氢的问题，这个加氢站和我们社区的局网就共同构成了一个二期工程或者是二代的氢能进万家的项目示范。二代的氢能进万家的项目示范最终达到什么标准？就是这个社区里面的住户不需要再交燃气费，也不用再交电费，所有的能源都是绿色能源自给自足，真正实现了零碳社区。针对智慧能源体系，我们叫做一个平台两个中心，平台就是针对现在的社区、家庭、每一个能源节点用热的情况、用冷的情况，智慧能源互联，还有结算系统，还有能源交换效率，还有降碳的指标都有各个方面归类的大数据，这就是能源管控平台，在这个能源管控平台里面实现了能源微网的互联，就是我的家庭里面多了一些热，我可以给另外一个家庭，我的家庭里面多了一些电，我可以给另外一个家庭，那个家庭可以跟我这个家庭再用一部分冷，这就是冷热电智慧能源互联，因为是在一个社区里面家庭和家庭的能源互换，所以达到了智慧能源互联的系统。针对这一个平台，因为我们是全国首座，也承载着国家能源局给我们的一个重托，就是围绕着这个平台我们要设立两个中心，一个就是氢能进万家智慧能源社区的国家标准研发中心，围绕着氢能进万家的项目要有设计规范，要有安全规范，要有产品标准，要有应用的各种各样场景的一系列的标准和规范出来。第二个就是燃料电池热电联供设备的检测中心。刚才我说了燃料电池热电联供设备的燃料电池和汽车的燃料电池在结构上是完全不同的，所以它需要长周期、耐久性、连续运营的检测，这样的话我们全国首座的示范社区就提供了很好的国家级的燃料电池热电联供设备的检测中心。我们这个项目在全国是六个首创，第一个燃料电池进家庭；第二个燃料电池进社区、商业化；第三个就是单体全世界最大的440千瓦热电联供设备；第四个请关注微信公众号：碳中和资料库第84页共143页就是储能用能和供能一体化，风、光、气、电一体化；第五个就是两个中心，一个是国家标准研发中心，一个是设备检测中心；第六个就是承诺，所有的装备和设备20年以上的使用周期，10年的免维护。21、刘志祥：氢燃料电池的重载应用嘉宾简介：刘志祥，广东国鸿氢能科技有限公司副总经理。大会的各位专家，大家上午好！我讲的话题是氢燃料电池的重载应用。我也看了一下今天到会的专家绝大部分是同行，可能比较遗憾的是没有终端客户，这是我们行业的一个痛点。刚才有不少专家也讲到双碳问题，从我的观点出发，真正要实现不排放碳的话，我们只有一种办法，就是不使用含碳的燃料，只要你用了含碳的燃料，都是不经济、不科学、不成立的，但氢燃料电池提供了一种很好的解决方案。在座的都是同行，对于氢燃料电池的原理都知道，这是一个电池的原理。但是从工作模式上，我经常用这个图，我自己画的图，它是跟内燃机是一样的，所以我们现在对于氢燃料电池的同行们，我们首先要找准我们的竞争对手是谁，我们的竞争对手是内燃机，不是石墨板堆或者是金属板堆或者是锂电电池，所以我也是紧扣今天演讲的题目，我们的竞争对手是内燃机，对于氢燃料电池而言，尤其是柴油机是我们最大的竞争对手。国家对于氢能的政策支持很早以前就发布出来了，现在北京、上海以及广东都在陆续发布落地灯支持政策。从政策来看，政策在引导我们去做什么呢？就是用氢燃料电池去解决柴油机的问题，就是引导燃料电池在货运、长距离、高寒、重载的应用方向，因此政策里给予的积分也相对较高。今年我在其他论坛峰会上也提过几次，氢燃料电池是需要去解决锂电池解决不了的问题、去啃锂电池啃不动的硬骨头，锂电池可以解决城市内部交通的问题，现在锂电池乘用车市场占有率已经很高了，还在逐步提高，但是在公共货运方面，也就是柴油机这样的市场，锂电池的切入还是非常少，这也是跟经济请关注微信公众号：碳中和资料库第85页共143页性密切相关的。对于氢燃料电池的重卡应用或者是这样车型的应用我们也有相应的数据，这是从别人的报告里面摘取的，目前对于重卡的公告其实是不多的，牵引车有几款，自卸车有几款，物流车主要还是中型或者是轻型。国外，包括丰田、现代以及Nikola都有相应的车型，但是我们知道国外的重载车跟国内的重载车完全是两回事，价位都不在一个水平上。对于我们而言痛点就是我们氢能重卡和柴油重卡中间存在巨大的价差，如果按照一辆49吨牵引车150万元的市场售价，和现在柴油车相比要贵出100万元，这也是我们示范城市群给予重卡车辆巨额补贴的一个原因，当然补贴在每个示范城市群还不尽相同。我们都是期望未来的市场产能即销量上来之后能够真正把成本降下来，能够使得氢燃料电池车的成本能够与柴油车的成本处在差不多的水平，也就是到2025年氢燃料电池重卡如果是65万一辆的话，它跟柴油车的价格就比较接近了，但是如果按照这么一个价格去算的话，我们燃料电池的成本要降的非常低，也就是说如果我们装一个200千瓦的燃料电池，我们按1000块钱每千瓦也需要20万元，再加上车的其他部分，总价才差不多65万，所以说我们的目标，是燃料电池发动机的售价要降到1000块钱每千瓦，这对于我们所有在座同行来说都是巨大的压力。从成本来看，燃料电池发动机在整车的成本中所占比重是非常大的，发动机电堆占的成本比重也是非常大的，但是今年膜电极、电堆、发动机等的成本也在逐步下降，下降的幅度还很大。目前一台49吨的重卡的成本中发动机也就占到50万元左右。国鸿氢能主要是做氢燃料电池产品的，包括电堆和发动机系统两大部分。电堆主要产品是鸿芯G1系列，未来会逐步发布更多的新产品。G1电堆经过前前后后三年多的研发验证，已进入生产，今年产量也比较大。就发动机而言，目前我们基于鸿芯G1系列的电堆开发出的产品主要是鸿途G系列的平台，这个平台根据电堆的数量分作双堆平台和三堆平台。双堆平台是G70系列，主推70千瓦功率产品，三堆就是G110平台，这个平台有一定的拓展范围，比如我们G70平台可以兼容60—80千瓦的范围，G110平台可以兼容90—120千瓦的范围，这是我们平台化最大的优势。其实国鸿是最早做大功率燃料电池系统的，我们2017年就做了鸿锐A115系统的燃料电池产品，当时开发这个请关注微信公众号：碳中和资料库第86页共143页是基于轨道交通的特定需求去开发的，我们也拿这个样机去做了相应的自卸车和电源车。可能在座很多同行都去过国鸿公司，我们的燃料电池生产线在国内做的比较早，现在很多生产线做的自动化程度也非常高，未来我们扩产的时候，我们会大规模推进自动化生产系统。应用方面，我们的产品主要搭载在公交、物流、货车等车型，今天重点讲述重载应用方面。我们第一代做的鸿锐A155系列产品主要适配31吨的自卸车，现在采用鸿途G110做的自卸车。但是自卸车的应用场景中，环境比较恶劣复杂，在矿厂有渣土，各种各样的状态都有可能出现，我们的氢燃料电池发动机搭配这些车型后，要经受过实际应用场景的一些实战考验后我们才能知道哪些地方需要继续努力，目前有很多台搭载我们产品的自卸车在山西的矿山里拉煤。这是一辆49吨的重卡牵引车（见PPT图），我们做的第一台样车搭载了鸿芯G1系列电堆的G110系统现在有上百台车在全国各地实际运行，我们今年会有好几台车拉到漠河去做路试，将经受实际极寒天气的考验。这是基于鸿锐A115开发的120千瓦的移动电源车，现在已经交付完两套了，新一代的车正在开发当中。国鸿位于广东云浮，欢迎大家到我们公司参观指导。公司从2015年成立到现在，一步一步走下来也是非常的艰难，我们在2020年的时候发布G1电堆和鸿途G系列的燃料电池系统，截止目前，搭载我们的电堆和系统产品的所有车辆行驶里程累计超过1亿公里。这是公司的技术顾问和专利情况，还有对外合作的资质证明，就不多说了。目前国鸿的产品线主要分为两个系列，一个是对外合作一个是自主开发，从产品线来说分为电堆、模块、系统和备件这样几个部分。主要是基于车用发动机去开发的电堆和系统，未来我们会分出一部分精力针对固定式电站应用或者是应急电源这些方面去做，之前是做了一部分，但是都是以项目的形式在做，我们的判断是氢燃料电池发电系统在这个市场的应用，可能不会比在车用市场的应用少，只是这些场景暂时没有政府的补贴，对这个应用场景重视程度还没有那么高。我们也在努力整合资源推动上下游的合作，现在最大的痛点还是真正落到终端应用上，问题就是说谁来为车辆买单的问题。这一块也没办法，逼着大家必请关注微信公众号：碳中和资料库第87页共143页须得自己去构建应用场景，甚至还要给客户建好加氢站，把氢气运到加氢站，然后进行保姆式的服务，现在是没办法，但这个又会给企业带来非常大的挑战，我们要花很多精力、很多钱去解决用户怎样才能真正使用这些车辆的问题，这是逼着我们氢燃料电池企业去做很多氢能的事情。国鸿的发展一直以来也受到各级领导和各界社会同仁的重视，也希望得到大家一如既往的支持，让我们携手共同把氢燃料电池产业做好。谢谢大家！22、李明昕：加氢合建站实践技术分享嘉宾简介：李明昕，正星氢电科技郑州有限公司工程技术中心副主任。大家上午好，非常高兴也非常激动，因为在这样一个特殊的时期我们还在这里相遇，真的非常高兴。今天我给大家分享一下加氢站合建站技术的实践的一部分内容，在新国标下我们建站的一些思路。我汇报的内容包括三个部分，首先是国内加氢站的建设情况，还有就是50516和50156这两个国标在建站实际的一个应用情况，然后是正星加氢站建设经验的分享。现在目前的话我们整个氢能的产业是以产业链的形式存在的，如果说哪一个环节出现问题的话都会影响到我们整个产业的发展。所以我们在做这个事情的时候，我们到考虑到上中下游应用及消纳，我们国家白皮书预计了一下在2060年的时候，我们氢能源在能源占比要达到20%，这是一个万亿级的一个市场。目前加氢的产业链像高压氢、管道氢或者液氢有这几种形式，当然了随着我们技术的发展，我们国家政策顶层设计的时候，我们可能会从高压运氢这一块或者固态储氢这一块也会做出相应的突破。在氢能上中下游三个点就是一个价值链体现。上游的能源供应的时候，就是我们保证氢的质量，中游建站和整站运营要保证安全，下游的消纳要保证服务，每一个环节如果出现问题整个产业都会受到影响。所以每个项目或者每个请关注微信公众号：碳中和资料库第88页共143页方案和思路都要整体上考虑。我们建站是为了未来，当然我们要立足现在。截止到今年9月份底，我们国内已经完成了190座的加氢站，到11月份的时候已经200多座了，这是国内部分加氢站的一个分布情况，石油石化这些大国企它们有资金的支持，有社会责任，在国家能源改革，能源结构调整关键时期，在合建站的时候它们起到了很大的作用，而且推动这个事情让中国的氢能走的更快。中石化在“十四五”期间要承诺建1000座加氢站，这上面的几个都是有特点的加氢站（PPT），这是冬奥会的加氢站，目前这个站运营的话一天加1.4吨，这是上海的第一座加氢站。加氢站的建造模式，这两个标准就是国标50516和国标50156。国标50516主要是针对独立的加氢站的一个新建站和改扩建站一个技术的指导。国标56156的话它是对加油、加气、加氢合建站的一个标准，它不涉及单站，这两个标准合到一起，就是说我们在建的时候有新建的建站，也有在我们综合能源的一个建站。另外改扩建这一块的话，还有加气站或者其他的能源站，包括充电站，它都可以改成这种综合服务站。合建站它有什么优势？它体现出来有几个点，第一个是在加注业务这一块，能够从我们单一的一个能源服务作为一个综合能源的服务。第二个在业务扩展的时候，一个商品零售，另一个方面我们汽车的保养、维护增值的服务。第三个是最重要的我们现在要发展氢的话在这个方面很有优势，就说是政策这一块支持，如果你现在要想单建一个加油站，政府相关业务部门是不会批准的。如果说你要是加油站或者加气站跟我们新能源的氢和电结合起来建站的时候，这个手续可以走下去。在建站选址上面的话因为有传统的这种在路网上分布的这种能源供给点，我们建合建站的时候，从政策的角度，审批手续可以简单。另外一个就是说税收这一块，因为你给政府带来了好处，税收会有减免。运维管理这一块的话，因为像油、气这些传统的这种能源或者危化品这种管理的话，我们的在站的管理人员，包括我们的操作工他们都是有经验的。考虑加氢站的运营角度，我们经过专业的培训之后，他们很容易就能把氢加好、用好。加氢站形式的话，现在我们能看到一个气氢的的加氢站和一个液氢加氢站，气氢加氢站本身有它的局限性，因为它拉一车因为密度太低了，我们20兆帕的氢拉一车380、390公斤，到站你只能卸到260公斤或者280公斤，还剩在将近请关注微信公众号：碳中和资料库第89页共143页100公斤的氢要返回去，这个时候我们可以采用其他的应用方式，比如我们热电联供，在站上可以搞一些其他的方法来解决这些问题，这是一个发展思路。但是运输的成本这一块不好解决，只有从制氢的成本上来体现，或者说我们从大规模用氢这一块来考虑。液氢加氢站的话，氢气液化成本太高了，虽然它的运输半径比较大，500公里以内我们也能够很好的体现，但是整体上而言它的制氢成本太高了，需要规模化的应用或者说区域性的应用。这两种形式的话，气氢加氢站是液氢加氢站也在示范，因为我们也参与了一个液氢加氢站的建设。目前气氢站这一块有两种，一个是这种撬装式的，一个固定式的，撬装式它能响应快速建站，或者是针对示范项目，或者是实验项目能够快速建站，固定式的话能够提供一体式能源服务，然后另外就是快速的、多品种的一个服务，然后流大流量加注能保证，我们服务质量会上去。根据不同的应用场景我们选择不同的建站形式。目前加氢站的服务能力这一块，下面这个日加氢量按1000公斤这个标准来核了一下，（PPT），这些车辆是35兆帕的工作压力，然后平均的加注时间的话有5分钟，有15分钟、有20分钟。这些服务能力的话针对它自己每次加的加注量，然后你每个站你能服务多少车辆。这个是500公斤70兆帕的加注，对应的车辆有上汽大通的，然后还有丰田的，然后还有福田的大巴车，这些车的话都在我们站上已经实现了加注。而且针对每次加注的情况我们合计了一下，这个服务数量对应的场景，你要用什么样的车，你要实现什么样的应用场景，未来是个什么考虑？周边有没有物流园，周边有没有什么更大的一个公共交通或者是其他的一个规划？我们建站的时候要考虑。目前我们建站的时候要参考了四个标准，因为50177的话现在还在修订，因为它是2004年的版，这四个标准34584、50516、50156，然后还有我们充电站的设计，就是50966，这几个标准在我们合建站的时候一定认真的研究一下。在站址选择方面我们要考虑几个问题。首先城市中心区或者城市建成区，这个概念大家认为有问题，人多的地方就不适合建一级站，然后城市中心区的二三级站要靠近城市道路，或者是不应该涉及到主干道的交叉口。然后加氢站与周边环境的间距要求，按照建筑规范，你是一类建筑还是二类建筑啊，这都要考虑。还有配电站怎么放。地下城市管网的话不要在我们的站下面有，这个标准是不允请关注微信公众号：碳中和资料库第90页共143页许的。还有我们的退线要求，红线绿线的退线要求我们都要考虑好。因为我们规划一个地方，我们有一块地，地周边是什么情况一定要分析好，要不你前面做了很多工作，最后的话可能是耽误了时间。我上面画颜色标出来这是50516跟50156有区别的地方，包括我们厂房，还有民用建筑，然后架空通信线，电力线要求这一块，这是50516的要求，然后50156这一块要求也给它选出来了，选出来这些地方都是跟我们现在两个标准不一样的地方。就是我们在选择建站类型的时候，我们要考虑你是采用哪一个标准，或者是你为了建好这个站你应该采用哪个标准。下面的话我有几个点提一下：防火间距，像氢压机和加氢机的距离。像架空线这一块，然后加氢站的实体围墙这一块，我们设置防爆墙这一块这都是不一样的地方。放散塔的设置，目前来看我参加了好多个加氢站的评审，在评审的过程中发现放散塔的问题比较突出，有好多站都进行了整改。最重要的就是说是两个标准也是不一样的，你找哪个设计院它参考哪个标准，以后我们再给设计院提要求的时候，我们一定要搞清楚你哪个标准写，不要两个标准都写上去，你两个标准都写上去你验收的时候就是麻烦，因为这些东西都是不一样的地方，放散塔整体来考虑，50516它是说整站的建筑的最高的一个点要高出来两米以上，然后50156它就是放散塔的位置半径十一米范围内的最高点的高2米，这样我们回旋的余地很大的，而且也符合标准的要求和安全。另外像关于管线，油氢站我们要考虑到共同作业区的问题，不管是加油机也好，油罐也好，或者是我们的卸车的位置，加氢这边也有它的加氢机，按照防爆要求空间的一个点4.5米，那边的空间点4.5米，这两个4.5米会交叉到一块去，交叉到一块去的地方是2B还是2C很关键的。这个时候就出现了共同作业区，我们在规划它的时候要考虑到共同作业区，一定要避免这样的事情。我讲一下像三级站油氢合建站，现在OV1指的是我们油在站的容积，然后除以120加上氢的，包括移动车辆，包括咱们固定式的、移动式的，所有储氢的质量一块除以2000，它两个的比值加起来要小于1，这个标准就给我们有选择的余地。那边的话是加油站的一个要求，当然了这个里面的话柴油的话是折算为汽油，都是按汽油的容积来算的。我想说一下，如果我们在规划中要考虑以后怎么用，撬装站我们考虑后续的请关注微信公众号：碳中和资料库第91页共143页升级就行了，这是1000公斤的45兆帕的一个固定站的一个流程，这是一个1000公斤的45兆帕加90兆帕的一个流程。（PPT）这是我们现在正在进行的一个项目，加油、加气、加氢、充电是一体站的，这是我们的规划图，加油罩棚上面安装了光伏。正星的经验分享：正星是油气电氢综合能源服务商，提供相关的运营服务，建站服务，包括技术咨询的服务。沿着“一带一路”，我们的产品远销到60多个国家和地区，我们的一线服务员工有1100多人，实际上现在已经达到1300多人了，这是我们生产车间和仓库（PPT），这是我们测试的区域、正星的实验室。截止11月份的话，我们做了21个站，市场上有40多个整站产品和系统的一个分布，计划我们的目标是2025年我们能够实现加氢站和油氢合建站300座的这样一个目标，为“3060”奉献我们的力量。这是我们的几个典型的站（PPT）。第一个站是奥运的站，第二个站是河南第一座站，第三个是浙江的液氢存储气氢加注的站，最后一个是上海的第一座70兆帕商用站。这个是我们的1500公斤，现在目前的话每天的话加注100多辆公交车，加入量达到1400多公斤。整站设备，我们自己除了压力容器的特种设备自己不生产之外，其他都是自产的设备，能够提供整体上的系统和服务。这是我们运维系统，包括从能源的供给一直到老板最需要的关注的服务全部都有。加氢站的工作人员需要有从业的资格，这是我们的一些要求（PPT）。好，我就讲这么多，谢谢大家。23、施涛：氢燃料电池在非道路车辆领域商业化路径探索嘉宾简介：施涛，佛山市攀业氢能源科技有限公司总经理。各位专家各位同仁，今天由我来主持氢听剧场。能坚持到现在非常不容易，说明大家非常有毅力而且很有缘分。接下来第一个演讲由我先抛砖，今天跟大家分享一下我们在氢燃料电池在非道路车辆领域商业化路径探索。大家都知道攀业成立16年一直在非车用道路上面进行各种各样的探索，也有一些心得愿意在今请关注微信公众号：碳中和资料库第92页共143页天这个场合跟大家做一个简单的分享和探讨。在非车运用其实很大的特点就是多样性，多样性前提来源于氢能的特性。大家知道氢来源非常广泛，容易获得，低污染。同时现在都讲能源互联，它是各种能源转换或者交流的一个媒介，它是一个中间体，所以它用途非常广泛。它可以发电也可以发热，适用大场景也适合小场景，氢能的广泛的适应性决定它适用各种细分市场。比如这张图，假如是一个氢能城市，我们需要哪些应用？我们公交车、渣土车、垃圾车，都可以用氢能，船舶需要，港口需要，港口货物装卸需要物流搬运车或者叉车，当车辆把人送到城市以后最后一公里怎么走，我们需要两个轮子的自行车，共享单车，我们还需要快递需要外卖，这些都是燃料电池能解决的。今天我这里列了三个非车用的场景，我们这么多年做下来有很多场景，但是为什么只列三个，很重要的原因：首先氢能能够解决这个问题，有其自身价值，其实在两轮车、船舶还有叉车上氢能有独特的价值，另外是它的市场规模足够大。像无人机，其实它的确能解决长时空的问题，但是市场规模较小，这里我就不展开。非车用特点，其实我们看一下功率。比如说前一段时间中船712开发500千瓦的系统，以这个为基础的话，自行车功率才多大？自行车按照GB17761国标，400瓦的电机功率，1%都不到。叉车的话，叉车现在两吨，一般8-10千瓦就够了，就算30个千瓦才多，2%、3%。所以在非车领域它的功率跨度非常大，同时对不同市场对于成本的敏感性也有很大的区别。从这张图大家看到，越是细分市场狭缝市场，它的用途成本敏感性越低，越是接近日常生活的市场对于成本敏感性越高，所以今天讨论的市场是对于成本敏感性是比较高的。总结，由于每个市场端需求不一样，工作不一样，用的标准不一样，所以它有多种多样的特性。我在这里放的PPT告诉大家这个市场是多样性，可以容纳非常多的企业进来，其实大家只是把目光放在车用，其实非车用也非常精彩。我今天介绍一下船这一块。船这部分，同样说了应用多，这个我就不展开了。国内外企业做得比较多，像今年在仙湖布防的仙湖一号，大连海事大学的鑫湖一号也在下水，国外的基本上你所想到的，像丰田、Nedstack、PowerCell、巴拉德，都有入局。最关键的一点是什么？是去年6月份《交通部门内河航运发展纲请关注微信公众号：碳中和资料库第93页共143页要》，因为正是有这个纲要指导才使得氢燃料电池会有比较大的使用价值，但总的来说这个市场初级阶段，纯商业化运营看到。大家看到氢能是实现双碳战略实现的重要技术手段。而内河航运发展纲要过程中有很大一块对于环保对于节能减排提得非常高，所以我们可以看到在未来3-5年，主要是三个应用环境，一个是环境敏感性水域，尤其是水库、水源涵养地，锂电池行不行呢？锂电池动力的船舶在航程低，工作强度低的场景可以，但是在其他场景就有些问题。接下来就是内河航运，内河航运对工作强度工作效率要求更加高，只能氢能化。远洋航运肯定是大头，现有的统计，如果说全改成氢能化总的装机容量可以达到160G瓦，但是这里面大头还是远洋航运，但是远洋航运对于整个机组要求会更高，可能是相对中长期的要求。在目前，第一是环境敏感水域和内河航运，会是传播氢能化的主战场。接下来我讲一下叉车。攀业玩叉车玩得比较早，我们一直关注叉车市场。中国叉车市场整个容量非常大，去年是800300多台，跟北美市场差不多。唯一有点区别就在于去年市场渗透率，电动化渗透率在50%，而在北美市场的话一般在65-70%，但是要看增幅，在2014年的时候电动化渗透率还不到10%，整个叉车市场在50-60万，6、7年时间增长速度非常快。作为一个14亿人口大国，叉车超100万辆150万辆我觉得是可以期待的。另外是集约化应用。叉车有的地方是一台两台，但是有很多场景是集约化应用。比如说在我们的港口、码头，在我们大的货场，或者像京东、菜鸟大的室内物流中心，都是有一个比较大的叉车车队在使用，一般50-200台的规模，可以充分降低单车使用的成本。相比传统的蓄电池叉车，它在续航、持续工作效率，包括整个环境上都有优势，至少我们没有出现铅雾情况。另外一个是，我们可以稍微借鉴一下美国的经验，但是不能全盘复制。其实现在来讲叉车市场非常热闹，因为在8号刚刚发布了三个1000里面有一个是关于叉车的项目，还有英飞滕、新氢动力、航天氢能、攀业氢能。主流主机厂，国外的像丰田、PowereCell等，都有这方面的参与。地方政府除了南海区还有天津港、燕山石化都在使用，如果明年再讲这个课题的话，名单会拉得更长，会有更多的使用案例出来。现在来讲，对叉车市场主要的挑战在于，在北美主要是室内物流。在国内是不是做室内物流还是只做港口。像沃尔玛是自有叉车车队，但国内很多是租赁。请关注微信公众号：碳中和资料库第94页共143页我们来了佛山，第一件事就是调研叉车，发现叉车租赁有两个价格，一个是陶瓷厂价格，一个非陶瓷厂价格。非陶瓷厂三年下来只是换电池，但是租给陶厂可能三年下来要换车，不同场景使用强度不一样，都会导致一系列的商业模式的不一样，这也是我们需要探索的。另外是成本下降因为很多东西归根结底特别是做生产工作成本是非常重要的。而且现在我们看到一个两吨的叉车，一个30千瓦50千瓦的堆，前期验证没有问题，但是效率来说可以优化。因为北美使用来讲，通常一个2吨叉车每一班次的平均功率大概在4.5个千瓦，但是它中间也会休息一段时间。如果持续工作的话平均功率是6.5个千瓦左右，所以是否有必要用30千瓦的燃料电池跑2吨的叉车，这可能后面需要探讨的，这也是成本下降的一个空间。另外，我们要提高集约度，有100台或者200的叉车的地方的话，我们的加装的成本，这些加氢的成本也是可以有快速分摊。第三就政策法规我就不展开讲了，现在就是两轮车，然后两车我们也做的比较久，其实为什么做两轮车主要就是市场规模足够大，而且近几年市场规模越来越大，大家可以从这张表可以看出来，其实它的前几年它的整体的市场规模基本上在2000-3000万台。2020年的数据为什么是5000万台，其实5000万这个是个约数，因为我拿到了有好几个数据，有一个是在5000多万台5000、5200，另外一个是6400万台，我就取一个比较低一点的值5000万台。为什么是一下子你看就从2700万到5000万将近涨了一倍，其实有几个因素，一个是因为疫情，大家不敢坐公共交通，另外一个是因为2019年新国标的实施之后，导致有很多非国标车要退出市场，所以又有增量的市场，第四是增长快。另外就是升级消费升级比较明显，比如说以9号为代表的造车这个新势力，他2020年的时候第一年入局就做卖了10万台，然后今年的话应该是超过50万台，包括像雅迪也会推出一个高端品牌VFLY，它的价格区间在也在5000元以上，这个价格出现我觉得作为做燃料电池来讲的话，完全是可以做出一个量非常好用的燃料电池自行车的。现在的市场的话，其实其实不止我列的这些企业，有的因为保密协议的原因不方便展示。等一下就现场我们可以看到有另外一个，有攀业、国电投等等，主机厂的话，其实如果不是保密协议的话，应该会有更多。这是法国的车，唯一的缺点，我觉请关注微信公众号：碳中和资料库第95页共143页得可能就比较贵了，7500欧，但我觉得我们将来目标的话应该可以做到5500，这是我们和他们一起开发的，大家可以到楼下体验一下。电动自行车商业场景其实前面讲了，就是说去年比如说有5000万辆，今年应该还会有4000多万的销量，这是2C端的，但2B端，特别是共享的话，去年应该是整个市场大概800万万台，结合刚才叉车我们要有一个集约的使用场景，可能共享或者快递配送，或者说景区等，包括工业园区的封闭场景，会是比较适合于两轮车在前期推广的一个应用。好，在这里我单纯还是讲一下成本，其实我们觉得所有东西到最后关键还是要看成本。相对于来说的话，自行车我们选择自行车市场的另外关键点就在于说它的规模相当大，通过规模的扩大是完全有希望把成本快速降低的。总结一下，其实我觉得商业探索无论是哪个，基本上都是政府来搭台，提供一个示范的场景，在政策法规方面予以扶持，但最终还要落到回商业的原点，就是价值，它是可以用来提升它的运作效率，无人机它能满足长航时，那船舶远环都减碳高效运输的飞车解决最后一公里需求，这些这是一切的前提基础，如果说所谓单纯为了高科技而高科技，我觉得这是没有生命价值的。我的分享到这里，谢谢。接下来的话就由我们中科嘉鸿的杨总来分享一下，就是说高质量环保电池在船舶领域上面用的。我就分享到这里，谢谢。24、杨林林：甲醇燃料电池助力绿色航运嘉宾简介：杨林林，中科嘉鸿（佛山市）新能源科技有限公司副总经理。各位同志大家上午好。下面我来介绍一下甲醇燃料电池在船舶领域的应用。首先我们来看应用背景，航运是全球经济的一个晴雨表，超过80%以上的国际货物都是通过水运来完成的。我国也是一个水运大国，近些年船舶航运呈现一个高速发展的态势。但是船舶领域的排放监管是远远落后机动车的，中国直到2016年才开始颁布第一部排放法规，目前执行的标准跟咱们原来的重卡的国一请关注微信公众号：碳中和资料库第96页共143页标准是相当的，而车已经到了国五国六的水平。由于它监管比较落后，所以船舶领域用的油品质量是非常的恶劣的。举个例子，一艘大型轮船它排放的污染物的量跟百万量级汽车的排放量是相当的；整个船舶行业排放的NOx量也是占据了全球的15%。目前在碳中和碳达峰的背景之下，船舶领域朝向绿色转型也是势不可挡。国际海事组织是计划在2100年，就是本世纪末要达到碳中和，而我国是力争在2030年碳达峰，2060年碳中和，所以在此大趋势之下船舶领域将迎来了一个转型升级的机遇期。船舶领域实现绿色低碳它的途径主要通过两个方面，一方面燃料本身或者说能量载体本身是绿色的，另一方面就是你能量转换装置要高效，低排放。现在我们列的这些能量载体，包括电、氢气、氨、甲醇、柴油，还有天然气，实际上都可以通过可再生能源来制得。但是这些燃料里面哪些是更适合船舶领域，以及采用何种能量转换装置是需要我们探讨的一个话题。下面我们就燃料和能量转换装置两个方面来分析，为什么甲醇燃料电池在船舶领域应用未来前景广阔。首先船舶它跟车不一样，一般都是重载长距离的，因此它对能量需求是非常巨大的。一辆车你可能只需要几十度电到一百度电，但船舶一般至少都是几兆瓦时。所以首先我们去对比一下这些燃料的能量密度就可以看出各自的适用范围。目前柴油在液体燃料里面的能量密度是比较高的，甲醇和液化天然气大概只是柴油一半左右，液氨液氢大约又是甲醇的一半，电池的体积能力密度就更低了。综合来看的话，甲醇天然气可能未来更适合于长途运输，而液氨、氢、还有电池适合于短途运输。其实能量密度只是一个方面，如果我们去综合对比整体体积重量，还有你的资本运营支出以及安全、续航能力、基础设施的便利性来看的话，甲醇是一个比较好的选择。所以目前航运界也是有越来越多的公司将甲醇视为未来船舶的绿色燃料，航运巨头马士基订购了12艘甲醇内燃机船来推进公司的碳中和战略。大家就会说了甲醇是不是有毒？因为之前我们听过山西的假酒事件，但实际上甲醇它是燃料，并不是饮料，甲醇的毒性是远远低于汽油、柴油，这个点从图中的半致死浓度和半最大效应浓度便可看出。然后我们再来看它的安全性，甲醇汽化潜热比较大，易燃易爆性是比汽油低的。美国的环境保护机构曾经做过一个请关注微信公众号：碳中和资料库第97页共143页预测，如果我们现在所有的汽车的燃料由汽油换成甲醇，由燃料引起的火灾事故能降低90%。也有人会问甲醇泄漏之后会不会对水域造成影响？其实甲醇它是可以生物降解的，在有氧的环境下，不管是在土壤中还是在开放水域中，很快就会降解，基本上不会对环境造成长期的影响。国外也对甲醇泄露做过一些仿真分析，结论是甲醇泄露到开放水域中，它是不需要你去做清除的，而且对渔业、旅游业的造成的损失几乎都是零。前面我们讲的是从燃料的角度分析甲醇为什么是未来船舶绿色燃料的一个重要方向。下面我们看一下能量转换装置，分析为什么甲醇燃料电池它的优势巨大？我们刚刚提到这些燃料我们都可以通过可再生能源来制取，你如果是用内燃机的话，使用绿色燃料是可以做到零碳的排放，但是你没法避免NOx排放。因而燃料电池是未来的一个发展方向。下面介绍一下燃料电池，可能大家都比较清楚，简要的说一下，燃料电池它是兼具一次二次电池和内燃机的优势，它工作原理跟一次二次电池是相同的，将化学能直接转化电能，所以高效、低噪、低污染。而使用方式又跟内燃机是相似，加了甲醇就可以发电，使用便捷。甲醇燃料电池我们从技术路线上来说它大概分三类，一是直接甲醇燃料电池，甲醇直接进入电堆发电，它的成本较高，比功率低，适合于千瓦之下的携型电源。二是甲醇重整低温PEM燃料电池，由于低温PEM对一氧化碳的耐受度是比较低的，运行时需要把一氧化碳的浓度降低到10个PPM以下，由此而导致的问题就是需要额外增加一个分离净化单元，这样的话就造成整体系统体积比较大，效率也比较低。而我们目前做的是高温甲醇燃料电池，它工作温度在150到180摄氏度，比低温PEM高将近100度。工作温度提升带来诸多好处，一是温度升高带来反应速率的提升，二是说耐毒物能力的提升，一氧化碳的耐受度可从原来10个PPM提升到了3万个PPM，这样就不需要去分离净化，重整气直接进入电堆发电。从而使得系统的体积大幅下降，应用领域大幅扩宽，可以用到动力电源、热电联供等多个领域。这里介绍甲醇燃料电池优势，从能量密度角度给大家看下直观图示，以燃料热值来说，一吨的柴油相当于2.2吨的甲醇，相当于6.5吨高压氢（含储罐），请关注微信公众号：碳中和资料库第98页共143页如果是用锂电池的话是大概得45吨。液体燃料储运方便、能量密度高，优势明显。我们再来看它的排放，甲醇燃油电池是没有NOx、SOx和PM排放，全生命周期碳排放可减排40%，这是说的用化石甲醇，如果是以后我们用可再生甲醇是可以做到零碳排放的。下面我来看燃料电池的效率，燃料电池的效率可较内燃机倍增。内燃机效率30%到40%，实际上它只有在额定的功率下才能达到，如果在低负荷区运行，它效率是远远低于百分之30%的，可能只有百分之十几。而燃料电池刚好相反，它在低负荷区效率是比较高的，而且在绝大部分负荷下都是高效的。由于效率倍增，加之甲醇燃料成本较低，甲醇的平均价格大概是2.5元/kg。因而使用甲醇燃料电池，它的运行成本或者说燃料成本只是柴油机的一半；以一个万吨级的货船为例，如果换用甲醇燃料电池的话，一年节省的燃料费用有百万之多。第三部分介绍下我们的工作基础，我们技术是源于中科院大化所孙公权团队，团队在甲醇上电池领域耕耘了20余年，获得过省部级以上奖励9项，其中国家奖3项。正因为有着20年的经验的积累，我们具备从关键材料、核心部件、系统集成到过程控制全链条的生产研发能力。在这关键材料这块，我们突破了高温电解质膜制备，我们是国内最先实现高温质子交换膜批量制备，打破了国外的垄断。基于这个膜做的高温膜电极，性能水平也处在国际领先。当然在双极板、电堆、燃料处理器等单元组件、核心部件方面也做了大量工作。藉此开发了从百瓦级到几十千瓦级的系列的工程样机。行业发展，标准先行，我们团队实牵头制定了多项甲醇燃料电池标准，引领带动整个甲醇燃料电池行业的发展。今年10月8日我们第一艘甲醇燃料电池船在仙湖下水了，可以说是开启了绿色航运的新方向。这是昨天我们在仙湖夜航的照片，大家有机会的话可以去仙湖看看。我们这艘船加注200公斤甲醇可以净输出400度电；单次燃料加入，可以在10公里每小时的航速下行驶20个小时，整套动力系统比能量大于600瓦时每公斤的。当然了如果燃料携带更多，这个比能量是可以超过1000瓦时每公斤的。最后我们看一下发展规划，刚才我们提到技术源自中科院化物所，中科嘉鸿承接化物所高温甲醇燃料电池技术进行产品开发。整个公司目标市场分了4大板请关注微信公众号：碳中和资料库第99页共143页块：分散电站、热电联供、车用电源、船用电源。船用电源是我们公司的一个重要的战略方向，我们希望能助力船舶领域的碳中和目标实现，因为甲醇它不单是一个液态的储氢材料，还是碳中性燃料。甲醇和氧气反应生成了二氧化碳和水，二氧化碳和氢气又可以合成出甲醇，这样的话就形成了一个闭环，这就是我们所说的甲醇经济或者叫液态阳光计划。我们公司在船舶领域的主要是两个方面，一是动力电源，这一块目前由于甲醇燃料电池功率等级的限制，主要还是集中在千吨级以下的内河、内湖以及近海船舶。二是辅助电源，可以给万吨级船舶供电，或是热电联供。动力电源部分规划有10、30、60千瓦的模块，辅助电源有5、20千瓦模块。好的，感谢大家聆听，有兴趣的话可以会后交流，谢谢大家。25、周卫江：铂基电催化剂耐久性提升策略及方法嘉宾简介：周卫江，中自环保科技股份有限公司PEMFC首席科学家。各位老师，各位专家，我是来自于中自环保科技股份有限公司的周卫江，我今天的报告是关于“铂基电催化剂耐久性提升策略及方法”。报告主要分为四个部分，第一个部分是国产催化剂的现状，第二部分是国产铂基电催化剂的耐久性问题。第三部分是提升耐久性的策略和方法。最后第四部分对我们的公司做一个简单的介绍。大家知道最近几年国家氢能政策的支持力度不断加大，我们的氢能经济或者氢能产业逐渐成型，这其中我们燃料电池处于一个承上启下的关键位置；在燃料电池这个比较全的产业链里面，我们的电极催化剂是处于一个核心位置。说这个电极催化剂处于核心位置，个核心材料，是有两方面的一个含义：一方面它的性能决定了我们的燃料电池或者应用端的一个性能和寿命；另一方面它的价格也比较高，它在电堆成本中所占的比例是比较高的，是国产PEMFC发展的瓶颈之一。最近几年我们燃料电池发展比较迅速，但是有一个不得不承认的事实，那就是我们国内现在所使用的大部分催化剂，还有相当一部分膜电极还是依赖于进口，请关注微信公众号：碳中和资料库第100页共143页比例相当高，这是国家一种产业里面的一种典型的卡脖子的技术或者核心材料。但是我相信随着国家氢能政策的强力推动，我们这个膜电极还有其他的一些核心材料如催化剂，它的国产化进程还是不断提速的，市场潜力也是非常大的。我们国内最近几年成立了好多燃料电池公司，他们大多是从一些基本材料开始的，催化剂是大家最喜欢研究的一个核心材料。通过大家的努力，还有产学研的通力协作，我们国产的催化剂在很多方面都取得了非常大的进展，尤其是在铂等金属的载量提升等方面，比如说我们国产的电催化剂中铂的载量可以达到60%以上，甚至在75%的时候，金属粒子的平均粒径仍然控制得比较好，甚至比国外的一些同类产品平均还要小一些。然后就是电极催化剂的初始性能的话，我们国产催化剂和国外同类产品已经是旗鼓相当了，部分国内产品甚至还比国外的产品要好一些。但是我们现在要说的是，更强调的是电极催化剂的耐久性。电极催化剂的耐久性有两个方面，一个是低电位耐久性，一个是高电位耐久性。在低电位耐久性方面，我们国产的催化剂普遍也是表现出不错的水平，但是在高电位耐久性上面还有待于持续改进。这几个图我们对前面的一些实验结果的一个总结，从对比里面可以看出我们国产的催化剂在高电位耐久性方面可能还需要进一步的加强，这可能跟我们所采用的碳载体材料有一定的关系。随着我们这几年催化剂的研发深入，铂基电催化剂的研发和生产已经到达了一个批量化生产的地步了，就是说随着产能的提升，电催化剂产品的一致性可能会显得更为重要。另一方面批量化生产的电催化剂的耐久性是我们需要特别强调的一个重要的问题，其他方面我们催化剂的活性还需要进一步的提高，以降低铂的使用量，降低燃料电池的成本。关于催化剂的耐久性，也就是所谓的催化剂的失活或者是老化等方面的问题，主要是由两个因素引起的，就是它跟我们所使用的电催化剂里面两个最基本的、或者是最重要的因素有关系，一个是铂粒子、另外一个就是碳载体；催化剂的性能降低的话，铂粒子这方面的问题主要可能就是有关铂金属粒子的烧结、脱落、迁移等这些现象，还有我们燃料电池在使用过程中可能所使用的气体纯度不够高，或者是还有一些其他的有毒的气体如含硫的含氯的其他等等，可能也会导致我们的电催化剂中毒，失活。请关注微信公众号：碳中和资料库第101页共143页另一方面我们碳载体的电化学腐蚀是一个比较严重的现象，碳的电化学腐蚀的话会导致我们铂的纳米粒子的脱落，催化层变薄，催化层的亲水性会增强等等，它会进一步发生一些水淹等严重的现象，这些都会导致我们膜电极性能降低比较大。那么如何去提升碳载铂基电催化剂的耐久性？我想结合我们在催化剂的研发和生产过程中的一些经验和体验在这里简单地谈一谈，我们想从三个方面来讲一下：从催化剂生产前的一个原材料的选择和强化的部分，还有催化剂的生产阶段，还有催化剂生产以后的铂碳初级产品的后处理阶段。这三个方面讲述一下如何去提升铂基电催化剂的耐久性。第一个基本上就是提升载体的性能，方法有很多，其中一个比较直观、比较常用的方法就是对所采用的碳载体进行高温处理，以提升碳载体的石墨化程度。我们通常认为碳载体的石墨化程度较高的话，它的抗电化学腐蚀的能力会比较强。但是另一方面如果是经过高温处理以后，碳载体的表面可能相对来说就发生了改变，所以我们通常还需要对碳载体进行一些表面功能化修饰，另外还可以在碳载体的表面引入一些金属氧化物，这样以增强铂基纳米粒子和载体之间的强相互作用。另外一个比较有效的方法就是在碳载体里面引入一些杂原子，甚至是过渡金属元素，这种过渡金属元素和杂原子的引入，可能还会导致我们载体材料具有一定的催化活性。比如说我们对一款普通的碳载体进行了一个高温处理，当然这个温度我在这边就不太方便说了，这个催化剂的耐久性就得到了比较明显的提高。我们对载体进一步的表面功能化处理以后，碳载铂的初始活性，还有它的耐久性都有所提高。其他的一些表面功能化修饰由于时间的关系，这里就不展开阐述了。在催化剂的生产和合成中的一些策略。我要说的就是一些生产方法的选择，生产工艺的选择，产品的一致性可能是一个更加重要的因素。纳米粒子的组成的话一般我们是强调是多元化或者是高度有序合金化；还有一些生产工艺可以有效的控制一些铂基纳米粒子的特定表面形态，以提高一些铂粒子表面的一些特定晶面的密度，提升催化剂的活性和它的耐久性。另外一方面，对我们电催化剂研发或者生产的一些科技工作者来说的话，一个典型的核壳结构的铂基催化剂可能是我们的一个最理想的状态，但是我们也不得不承认核壳铂基催化剂不太容易实现请关注微信公众号：碳中和资料库第102页共143页批量化生产。这是一些不同批次生产的铂碳催化剂，还有不同铂含量的铂碳催化剂的电镜表征结果；另一个方法，在铂粒子里面引入一些过渡金属元素，比如说钴和镍的确有助于提升它的活性，但是尽管经过一个长时间的酸性过程，铂粒子里面的这些钴或者镍在实际使用过程中仍然有析出的现象，这个析出会导致两个不太好的结果，一个结果就是导致我们电催化剂的活性降低；另一个就是这些析出的钴或者镍会导致我们膜电极性能降低。为此我们可能需要在铂钴或者是铂镍催化剂里面引入第三或者是第四个元素，这种引入的第三或者第四个元素会有助于锁定钴或者镍这些主要的助催化剂，阻止它们析出，来保持催化剂的耐久性；另一方面这种引入的第三或者第四种元素也有助于提升这个催化剂的活性。第三个策略就是对所生产的铂碳催化剂的初级产品，我在这里想强调就是铂碳催化剂对我们来说可能是一个初级产品，要进一步提高它的活性和耐久性还需要对它做一些必要的后处理。后处理方法就特别多了。比如说最直观或者是最直接的方法对铂碳催化剂进行高温处理，高温处理会改变它的粒径，对它的耐久性可能会略有帮助。另一方面可以对铂碳催化剂进行一些其他的一些处理，比如说磺化处理的或者是氨化处理。磺化处理的话在铂碳催化剂的表面引入一些磺酸根，提高催化剂的导质子的能力。另外一方面可以对铂碳催化剂引入过渡金属元素，然后经过高温处理，形成高度有序的金属间相化合物等等。我们可以看到，我们这个催化剂即使经过高温处理以后粒径也是非常小，然后粒径分布也非常窄。粒径比较小的话，它的初始活性会比较好，但是它的耐久性就不太那么令人满意；相反，耐久性就有一定程度的提高。在铂粒子里面引入一些过渡金属原子，相当于从铂的粒子外面再加入一些过渡金属元素，然后经过高温处理，经过高温处理以后形成一个高度有序的金属间相化合物，金属间相化合物的存在会大幅度地提升了我们的电催化活性，这个工艺在很多催化剂制备里面都会用到。另外一些铂碳催化剂表面限域措施如碳层硅层或有机物覆盖等等有助于提升铂碳催化剂的耐久性，但也可能就会略微影响一下我们铂基催化剂的活性，但还是还在可以接受的范围之内。通过对上述一些方法或者是一些措施的综合采用，我们会发现铂基电催化剂请关注微信公众号：碳中和资料库第103页共143页的低电位耐久性得到了较为明显的提升，在高电位耐久性上面也展现出不错的性能。通过对前面的一些实验或者是一些文献的总结，可以得到一些结论：我们会发现国产碳载铂基电催化剂在初始活性、粒径控制还有低电位耐久性，甚至是批量化生产方面已经与国外同类产品旗鼓相当，甚至有些同行的产品还略胜一筹，但是在高电位耐久性方面可能还有待于继续强化。提高铂基电催化剂耐久性可以从多个方面着手，既要强化和修饰载体材料，采用更有利于批量化生产的工艺技术，还要在铂碳初级产品的基础上进行必要的后处理或者是功能修饰。采用石墨化程度较高的碳载体材料，既可以保障铂基纳米粒子的分散度，又能在一定程度上提高提升催化剂的耐久性。最后一个结论的话，碳载铂基催化剂的后处理工艺和条件对提升其耐久性效果更为直接明显。最后我对我们的公司做一个简单的介绍。我们的公司是中自环保科技股份有限公司，成立于2005年，是专业从事大气污染治理的国家火炬计划、重点高新技术企业，是国家级的专精特新小巨人企业。成立16年来我们公司获得了一系列的荣誉，销售额也是逐年增长。比如说去年我们公司的年销售额将近26个亿。我们公司成立以来先后承担或者是主持了9个国家级重大项目。我们的公司的主导业务是尾气处理方面的催化剂，氢能也是我们最近才开始的，是2018年开始的。我们公司去年的时候联合国内的一些知名的科研机构，还有一些著名的新能源企业，比如说宁德时代，还有鸿基创能等一起承担了一个国家重点研发计划：可再生能源与氢能技术专项车用燃料电池催化剂批量制备技术，我们公司是负责催化剂批量生产这一部分，目标是日产量两公斤。这是我们公司的法人和董事长陈启章先生，他长期致力于国家的节能环保减排事业，是国家万人计划和科技部创新创业人才。这是我们公司的主导产品和氢能的方面的催化剂的一些代表。我们公司成立16年来申请了将近150个专利，其中有50多个专利获得了授权，其中有我们氢请关注微信公众号：碳中和资料库第104页共143页能这方面的贡献，我们氢能这方面申请了将近30件专利，其中有11件获得了授权。我们公司的产品研发和生产都遵循了严格的产品开发流程，还有质量管理体系方面的一些标准。我们公司目前在氢能方面可以为客户提供电堆或者电解制氢催化剂，还可以提供一些电堆或者电解槽使用的膜电极以及相关的技术及服务方案。我们公司的产品现在正处于客户验证阶段。客户对我们的电催化剂产品的反馈也还是不错的，一些结果还比较令人满意，这是一个比较典型的客户反馈回来的结果，我们的催化剂在低电位耐久性方面表现出非常令人满意的结果。好，谢谢各位老师，谢谢各位专家，谢谢各位同行的支持，我们公司期待与您合作。26、何玮：螺旋槽气体轴承及其应用40bar和100bar的PEM电解槽嘉宾简介：何玮，3WTurboGmbH总监。首先抱歉的是，本来应由3WTurbo的刘山峰刘总亲自到现场向大家做本次汇报，但由于疫情防控的原因，今天由我来代替刘总来做交流。我本人是在英国大地资本以及诺贝尔可持续发展基金负责跟技术公司的对接工作，3WTurbo是我们在氢能领域重点关注的的一个科技创新公司，所以我也协助3WTurbo在国内和资本市场以及产业方做交流工作，这是双方合作的背景。大家看到这边有几个名字，包括3WTurbo、NGReEnergy、H2—CHEM，它们是什么关系？NGReEnergy是一家控股公司，3WTurbo是NGReEnergy与德国Weser家族成立的一家专门做气体轴承，以及高转速离心空压机开发与设计的技术公司。H2—CHEM是NGReEnergy和德国的特里亚大学共同做的一家材料公司，这家公司的材料主要用在电解槽相关的应用里面，所以我接下来会把3WTurbo和H2-CHEM两家公司的一个基本情况向大家做一个介绍。3WTurbo它的主要产品是做空气轴承以及高速旋转设备的开发和设计，空气轴承它可以用在什么领域？首先是燃料电池的空压机系统，二是特殊工业气请关注微信公众号：碳中和资料库第105页共143页体液化，例如氢气氦气液化时候所用的膨胀压缩的一体机，以及在电动飞机这些这种低能耗应用场景场合下用的高速小型的空气压缩机，3WTurboj技术团队曾经做过50万转每分钟小型空压机。同时3WTurbo它也是全球唯一一家拥有空气轴承和涡轮机核心算法的公司。最后我想提一下3WTurbo他们所专注的螺旋槽空气轴承在业界是广受认可的方向，包括国内的潍柴、南京的金通灵，都已经把关注的目光放在了螺旋槽空气轴承特殊的发展领域。3WTurbo的联合创始人是HansjoergWeser先生，从上世纪80年代他就开始研发基于空气轴承的高速转动设备，他也曾多次参与了西门子、通用电气、NEA集团、法国法孚等行业知名企业的研发项目。Weser家族的另外两位专家，GuntherWeser和JoergWeser先生分别开发了机械制造领域细分市场轴承和齿轮计算软件，包括GearEnginee，eAssistant,TBK2014，他们是这一细分市场的全球三强，服务于维斯塔斯，博世，福伊特等知名企业。3WTurbo这个公司的主要的特点就是可以用自己的软件去做计算和分析，包括叶轮的计算，转子动力学的计算，仿真等，他们现在唯一需要跟外部软件公司合作的就是验证这一块，其他的部分都是可以自己来做的，这是3WTurbo最大的优势所在。自旋转轴承主要分为三类，箔片轴承，倾斜垫轴承以及螺旋槽轴承。箔片轴承在目前燃料电池空压机系统里面用的比较多，但是螺旋槽轴承是这个领域新的技术发展方向，螺旋槽相对于箔片来讲，第一就是它的工序很简单，因为做一个箔片轴承它需要7到8个工序，螺旋槽的这种轴承它只需要2个工序就可以完成了，主要涉及到精雕和打磨的这么一个过程，加工精度比较高，到达微米级别。第二就是它的运行稳定，适合于各类工况，寿命会比较长。这张片子是关于3WTurbo公司针对车载燃料电池空压机领域所开发的一款产品，可以达到12万转每分钟，流量是130克每秒，这款空压机这个适用于国内大多数的主流的燃料电池系统，下面两页是系统的map图（PPT），包括压比和流量，功率以及流量的关系。在2022年年初，公司会推出一款大流量的空压机，可以做到225克每秒，总的重量只有14公斤，10万转每分钟的转速，可以匹配最高250KW的燃料电池系统。3WTurbo的目标是在大部分的工作点可以和全球主流的空压机去做一个PK，体现能效、转速、抗震上的三大优势。请关注微信公众号：碳中和资料库第106页共143页这张片子是3WTurbo的团队曾经开发过的一款氢气液化的装置，压缩膨胀一体机，一端压缩一端膨胀，两个功能结合在一个主轴上，可以设计10吨以上的氢气液化的能力，最大可以达到2吨每小时的氢气液化能力。公司现在正在和波兰的华沙大学针对二氧化碳的液化场景，开发一款三十多千瓦的液化膨胀机。同时二氧化碳热泵也是公司关注的方向，因为随着双碳工作的开展，产业在制冷的工质上会更多的选择使用自然工质，也就是把二氧化碳作为制冷剂，二氧化碳的温室效应系数是制冷剂中最低的，不过二氧化碳制冷剂的运行压力需要达到120公斤，所以系统对于压缩机就提出了更高要求，3WTurbo目前二氧化碳热泵领域做了很多的布局，公司现在正在跟奥地利的一家医疗产品公司开发一款新型冷媒的热泵产品。未来我国电动车行业也将更多的使用二氧化碳热泵，从而解决电动车使用中空调的能耗问题，这将显著提高电动车的续航里程。大家可能听到过阳光动力号，这是全球第一架可以在使用光伏进行全球航行的电动载人飞机，没有使用其他任何燃料，主要靠机翼上的光伏板供能，然后机身采用了全碳纤维的减重设计。阳光动力对于设备的重量，设备的能效有一个非常高的要求。3WTurbo团队曾经设计过阳光动力所使用的的空压机，压缩比达到2.3，转速是50万转每分钟，体积非常小，可以轻松放在手中，当年的世界纪录，到目前应该还没有被打破。空气轴承还可以应用于其他领域，包括光刻机里面所用到的运动部件，集成电路行业所使用的电主轴，定容爆震的航空发动机等等，未来3WTurbo也可以基于这些方向与产业方开展应用场景设备的开发工作。接下来，我主要会介绍一下H2—CHEM这家材料公司现在的重点产品和发展方向。H2—CHEM的核心创始人GregorHoogers教授自上世纪90年代初自剑桥大学博士毕业后，就在著名的电化学公司JohnsonMatthey也就是庄信万丰负责催化剂的研发。后回到德国担任特里尔科技大学燃料电池&可再生能源部门的主任，教授研发的重点第一是锂电池的材料，第二是燃料电池所用的CCM/膜电极，第三是电解制氢、电解槽里面所用的CCM，此外还包括一些电化学传感器，所以H2—CHEM公司产品和研发方向就是第一是为客户定制化燃料电池的CCM和MEA，比如说直接甲醇燃料电池，还有高温重整燃料电池。第二是PEM电解槽的CCM请关注微信公众号：碳中和资料库第107页共143页的开发，H2—CHEM未来也会把更多的目光放在二氧化碳电解这个方向，包括采用CCM工艺的二氧化碳捕捉工艺，以及二氧化碳电解槽（无需加氢直接生产醇类电子燃料）。所以现在H2—CHEM可以提供的商业化产品，第一就是小型的超高压，而且已经商业化的PEM电解槽，它是可以实现100公斤的产氢压力。而市场上一般可以买到最高的产氢压力是40公斤的，高的产氢压力也会降低后期氢气加压的成本。第二，可以为客户定制化电流密度达到2-3安培每平方厘米的CCM产品。第三他们也会做PEM电解槽所用的钛聚合物极板，通过增加其他材料的使用，降低了钛金属的用量，可以直接模压成型，极大的提高了极板的性价比。这是电解槽的一些参数和照片（PPT）。公司团队除了做电解槽关键部件和材料开发之外，也参与了多个氢电耦合类项目的设计，包括（1）2009年德国北威州的氢能小镇供能系统，（2）从2018年开始，与国内的两家央企在上海所做的氢电耦合的动态储能项目。（3）德国的普法尔茨州所做的850KW的氢电耦合项目。氢电耦合关键就是通过可再生能源产生电力，然后一部分电力直接给工业园使用，另外一部分电力就电解制氢，把氢气进行存储，最后氢气再通过加氢站，还有其他方式给到用能的设施。这是09年在德国北威州氢能小镇项目的一个照片，它主要是包括了700千瓦的风机，50KW的燃料电池系统，30m3/小时的碱性电解槽，470kg的储氢系统，下面这些照片展示了地下室的燃料电池系统，控制系统，压缩系统，储氢系统。所以公司团队也可以提供氢电耦合系统的核心控制软件，这是在系统设计过程中会考虑的一些要素。好，我今天就简单的把H2—CHEM，3WTurbo团队、产品、研发的方向以及特点向各位嘉宾做一个简单的汇报。那么接下来如果大家有更细的技术相关的问题，可以直接和我或者跟刘山峰刘总本人进行沟通，这是他的联系方式。好，谢谢大家。请关注微信公众号：碳中和资料库第108页共143页27、杨成玉：碱性水电解制氢设备之大型化、集成化应用与实践嘉宾简介：杨成玉，考克利尔竞立（苏州）氢能科技有限公司技术部经理。大家好！我是来自考克利尔竞立的杨成玉，很高兴能有机会来到美丽的佛山为大家分享我的一个汇报。我的题目是“碱性水电解制氢设备大型化和集成化的应用与实践”，主要分六个部分跟大家介绍一下，前面是项目的一些介绍，后面是我们公司的一些简介。我们化石的枯竭，到最终不为我们使用，我们无法采撷，其实离我们不远了，现在已经2021年，估计到2070年我们的化石能源将会逐渐消耗殆尽，我们下一代会用什么能源呢？其实这个问题我们一直也在思考，包括很多我接触的一些业内人士也在思考，到底未来我们用什么样的能源，在这里我们公司有我们的解读。从二十世纪50年代美国地质学家M.K.Hubbert这个专家提出了一个石油峰值理论，这个峰值理论到现在依然影响着我们。我们看到石油每年都在开采，氢的占比到现在为止也是很少，只是占了3%—4%，未来30、40年氢的占比会逐步扩大。随着氢能源的进一步发展，我们考克利尔竞立是碱性电解制氢，我们是想把它做大，集成化的程度更高一点，怎么样把它做大？这是我们日思夜想的一个事情。这张图片是宝丰能源现场的一个照片，下面是我们刚刚在10月份推出的国内，也可以说是国际上第一台套的1300方的电解槽，我们举行了一个下线仪式，这是和华能集团一起做的，我们对此也做了比较大的宣传。由于时间关系，我就不那么详细的展开。介绍一下这个1300标方的设备。这张图片是当时我们双方的领导合影的一个情况（见PPT图），在11月26日我们在苏州进行了一个电解槽成功下线的仪式。请关注微信公众号：碳中和资料库第109页共143页因为我是做技术的，所以从技术的角度我来分析一下这个设备。第一个是全球首套，产能1300标方，其实最大可以达到1500标方的一个碱性电解槽，能够满足20%—115%的调频的调频制氢。同时我们是第一个用于绿色水电项目的千立方级的碱性水电质，以前都是没有用在水方面的。还有我们是电流密度最高达到6000安倍每平方米的商业化的设备，是国际上首套实现6000安倍的，我们其实已经达到6080安倍商业化的碱性电解槽，这个项目我们用的是国产PLC做主控系统，我们总是希望国产的PLC有应用场景，这个项目特意选用国产PLC作为主控。还有一个我们体积产能比是最小的一个电解制氢设备，产氢的量从1300标方的设备，相比国内其他公司来讲特意做了一个调研，体积缩小能够超过1/3，这个都是经过实际的考证得到的一个真实的数据。同时我们是行业首创，按照国家标准来讲直流电耗是在4.13千瓦时每立方米，明显优于国家的一级标准，国家的标准也是我们公司参与制定的能耗标准。在快速启动的情况下，一分钟可以达到满负荷运行，电流、电压、交直流的转化率可以高达98.5%，目前也实现了IOT电解槽控制设备的互联，终端智能、远程监控这些我们都能做到，而且达到了5个A的纯度要求，我们做到了一键启动、无人职守，远程监控和中央集控。另外我们也采用了非石棉材质的隔膜，采用非接触式的电解方式，提升了电解效率，确保电流密度能够达到6085—6086安倍，能够保持它的长久运行。我们简单看一下电解槽的一个展示，这个电解槽工作压力是1.7MPa，稳定的电压是480V，额定电流是在13100A，最大电流是15065A，接电方式一正一负的结构个，小时数是238，运行是在正负5度。之所以我敢于把这个东西分享也是想大家共同做这个事情的时候，如果说我们能有这么一个借鉴，我们开了这个先河，实际上这个数据是我们实际去做的，如果有同行能做的比我们更好，我是非常欢迎的，所以敢于把这个数据分布出来。这是之前的一个氢纯化的时间和氧纯化的设计，这是一个气液里的装置，就不详细介绍了。这是电解槽和气液分离器、氢纯化和氧纯化放在一起的设计。左边是氧纯化、右边是氢纯化，这个视角看是这样子的。这是一个防火墙，因为氢纯化和氧纯化之间的防火墙标准是必须要有的。请关注微信公众号：碳中和资料库第110页共143页我们看一下宝丰能源制氢设备2对1的方案。正向分为三期，前期10套1000方的设备，我们拿到了7台。二期15套1000方的设施，我们拿到了10台；三期5套，我们全部拿到了，今年7月1日那天正式拿到这个订单。这个也是相关的技术参数和设备布置，我就不详细展开了。我想提一点，这个制氢直流电压是在4.4，额定功率电压是在615V，采用的是2对1的形式，也是1000方的，我们总是想怎么把设备做到的大型化，能更好适应市场的发展，适应客户的发展。这是现场的一个情况，截止到今年7月3日，共接到220台套1000方的宝丰的项目，型号DQ—1000/1.6的设备，分五批交付，基本上已经接近尾声。总之这两台套的制氢系统的设计、安装和调试，我们从这个项目上得到了很好的工程实践经验。这个数据是在宝丰的实际现场测的一个曲线的图。大家看到，前期这个位置，这是刚刚启动的时候它是逐渐锯齿状的攀升，一般这种情况下我们取得的数据不作参考，当它稳定的时候，这条红线，包括这条绿线对应的电流电压相对来说非常稳定，我们设备的稳定性都可以得到很好的见证，这是实测的一个数据。这是2021年8月31日得到的数据，大家可以看到红线虚线框是我们设备运行的一个数据，也是当时取得的数据，基本上是直线，稳定性也非常好。2021年9月1日，这是现场取得的一个数据，分析来看它平均值也是8000安倍左右，电压值也是在574的数值，跟我们的设计是非常吻合的。2021年9月2日的数据，跟9月1日非常接近，也是非常稳定。总之来说，比较几个数据，从8月31日到9月2日的数据，我们的产品在实际验证中得到了更好的展示，说明我们在满负荷情况下运行非常稳定，也能够得到客户的认可。下面这个项目我们说一下，给清华大学做的一个1对4的方案，采用四个电解槽，这是一个设计一个概念图，采用的PLC系统能够多协同进行调控，可以单台开，我台开，可以开一部分，随时可以调控，随时可以停机，当时这个电解槽的温度，各方面的传感器达到142个，所以这对我们的PLC控制来说相对比较复杂。这是一个实景的情况（见PPT图），9月初交付给清华大学，这个项目我是全程参与的。请关注微信公众号：碳中和资料库第111页共143页这是一个制氢部分的界面和纯化部分的界面，在清华实验室实测的一个数据，当时清华的李博士给了我们一个实测的画面。这是我们给一个大型化工集团做的一个项目，也是采用4对1的方案。四套电解槽工艺，一套气液分离设施，时间关系简单给大家过一下，这是当时设计的概念图，大家可以看到四台电解槽对一台气液分离，一套纯化，整流柜、变压器全部都在系统设计的概念里面。这是一个实验布置的布置图，从变压器、整流柜都有，红色就是整个原理图，这只是给大家做一个简单的汇报。这是整个占地面积，大概2000平方。未来真正验证的时候也就是每8台电解槽共用一套气液结构，单台纯化的设备处理能达到8000标方，这是当时的一个PID图，采用的是一正两负的结构，系统压力是1.8MPa。这是一个纯化的PID图（见PPT图）。第五个项目我想给大家介绍一下，这是一个国际大型光伏集团项目，64台套1000标方的设备。这是一个制氢的PID图，这是真正的布局时候的情况，64台套的设备，我们分为8块，这么一小块就是8台套，总共64台套的设备，已经有实验方案在进行中。这是PLC控制，当然我在技术方面的图纸会更多一点，我就不一一展开了。简单介绍一下我们公司，考克利尔竞立公司，从90年代成立到现在已经有近30个年头。重大里程碑，从2008年大规模非并网风电规模化制氢一直到2017年国家工信部国家工业节能技术装备统建目录，一直再到2018年可再生能源大规模制氢的重点专项，包括助力奥运的，其实有很多都有我们的参与。这是一个设备的研发历程，从1992年60标方一直到2021年1300标方，我们主要参与了近6项国家标准的制定。我们年产能可以达到600兆瓦，目前已经突破了。我们产品组成就不再说了。产品类型有传统型、节能型、集装箱和实验型。项目展示，给大家看一下。这是我们在07年的项目，还有08年“973”的项目，2017年在吉林白城也有一个项目，所以基本上行业内的大事我们都参与了，2018年跟壳牌公司合作的一个项目，这是为1200标方冬奥会做的一个设备，这是宝丰能源的项目，还有台积电的项目，总共有5台供给台积电。这是部分客请关注微信公众号：碳中和资料库第112页共143页户的名单（见PPT图）。产品优势，时间关系我就不一一介绍了。基本上采用的是高效率的研发目标，而且是高电流密度的研发思想和路线。感谢大家，我的演讲就到这里，基本上是比较枯燥，图纸比较多一些。28、顾茸蕾：汽车用氢燃料电池空压机的过去、现在和未来顾茸蕾，海德韦尔（太仓）能源科技有限公司董事长兼总经理。感谢组委会的邀请，大家上午好，我是海德韦尔的顾茸蕾。我今天给大家讲一下燃料电池空压机的过去、现在和未来，因为大家这几天在展会上看到，空压机有很多厂商在展出，空压机是氢燃料电池系统中非常重要的一个零部件，现在在用什么样的空压机？接下来会朝什么样的方向发展？我稍微基于我原来的经验做一些分享。这一页我就跳过去了，因为前几位嘉宾大家都已经讲了，氢能肯定是一个发展方向，我们的作用就是怎么样去让它实现。这一页我稍微讲一下，就是介绍一下空压机在整个氢燃料电池系统里面的作用，因为刚才的嘉宾讲的是电堆里面的效率，我们空压机实际上是给电堆提供空气来和氢气进行电化学反应，如果空压机工作的不好，电堆也就工作的不好。燃料电池空压机实际上在整个燃料电池系统里面非常重要，它又是具有非常高的技术难度的一个产品。为什么这么说？大家可以看右边那张图（PPT），实际上跟下边的公式是相等的，现在电驱动的空压机都面临这样一个问题，我们既要做到功率比较大，同时我们又要做到转速比较高，为了保持比较高的压比。但是对于高速电机来讲，功率大和转速高是一个两难的过程，大家可以看到在左边那张图上面有很多电机，要么就是功率很大，但是转速比较低，要么就是转速很高，但是功率比较小。我们的燃料电池空压机实际上从下面的高速系数这样一请关注微信公众号：碳中和资料库第113页共143页个定义来讲的话，比现在大家比较熟悉的新能源的主驱电机的高速系数还要高，这就意味着它在转子的机械强度、模态等方面会有非常大的技术挑战。这一页也是非常重要的，因为对于氢燃料电池汽车来讲，未来的技术发展大家可以看到工信部的技术路线图里面要求从最大功率2020年的60千瓦提升到2025年的120千瓦，进而到2030年达到180千瓦，同时对燃料电池系统的效率也要提升。这两个问题从右边这张图上大家可以看到燃料电池系统横轴120千瓦的一个堆，它的最高效率实际上是发生在大概20千瓦左右的这样的一个工作点。随着电堆的功率增大，电堆的效率本身在下降，但是在电堆效率下降的基础上面，大家可以看到空压机对电堆、或者对燃料电池系统带来的影响不是一个线性的，而是一个指数式的上升。因为随着功率增大，给的空气量增大了，压比也增大了，它的功耗的上升是一个接近于三次方的这样一个关系。大家可以看到在20千瓦的时候，燃料电池系统可以达到最高效率，可以达到百分之六十几，但是到了80千瓦的时候，大概也就是在50%以下了，到了120千瓦的时候只有40%，所以对于燃料电池系统来讲，如果要提升燃料电池系统的功率，尤其是在经常工作的一些中高负荷提升效率的话，怎么样去降低空压机的功耗是一个不可回避的问题。我们看看过去是怎么样的一个情况，因为在2019年之前，国内的一些燃料电池系统基本上也就是在30千瓦、40千瓦这样的一些系统输出，所以当时使用的还是这种容器式的空气压缩机，这种容器式的空气压缩机它的特点是可靠性很好，成本也很低，但是它的缺点是一个它可能需要润滑油去润滑，另外非常大的一个缺点是容器式的空压机它体积大、重量大，随着燃料电池系统功率不断提升，同样的增加一倍的燃料电池系统输出的话，容器式空压机的体积和重量也要相应的增大，对于一些在陆地上应用的固定装置来讲这不是一个问题。但是对于汽车这样一种移动工具来讲，如果体积和重量增大的话，对于整车的布置或者说整车的运行效率都是一个非常大的问题。所以容器式空压机只能在移动工具上面应用于一些小的动力输出，但是对于一些大功率的燃料电池系统的话它就逐渐会变得比较困难。从2019年开始，我们国内有一些制造商给燃料电池系统厂商提供了离心式空压机，离心式空压机的特点就是它比较紧凑，比较小，然后它流量大，压比高，同时它也是采用了无油润滑的空气轴承，所以对于现在主流的一些燃料电池系统，请关注微信公众号：碳中和资料库第114页共143页在系统输出功率大概在60千瓦到100千瓦左右，这种两级压缩的离心式空压机实际上应用得还是非常成功的，但是有一些问题，一个是随着刚才我给大家讲到的，就是说燃料电池系统的功率现在已经是在开发120千瓦，甚至有些厂商在开发130千瓦、150千瓦、200千瓦以上的这些系统的时候，空压机所带来的寄生功耗也在不断增大，对于燃料电池系统效率实际上是一个非常大的影响。另外的话还有一些不确定的因素，刚才郭博士也讲到，现在的很多燃料电池系统还是一种电电混动的形式，在很大的程度上，车辆所面临的一些瞬态工况并没有直接反馈到燃料电池系统的要求上面去，而是通过锂电池来过滤这样的一个作用。随着将来燃料电池系统或者说电堆技术的提升，肯定是尽可能会利用燃料电池系统来产生动力，尽可能降低对锂电池包的一个需求。这个时候的话对于燃料电池系统或者说是对空压机它的使用工况就会变得更加复杂，目前为止我们在市场上看到的一些空压机说是可靠性耐久性已经没有问题了，但是到了将来这样一种应用的时候是不是一定会没有问题，这还是一个需要去进一步完善的一个工作。在过去的几年时间里面我觉得就是说空压机也经过了一个从无到有，然后从不成熟到相对成熟这样一个过程。如果我们回到2019年的时候，很多系统制造商多觉得找到一个能够使用的空压机制造商很困难，对于我们做空压机的人来讲的话，去找一个合格的零部件供应商也很困难，不管是里面的高速电机，空气轴承或者说是控制器。如果到了今年大家来看这个问题的话，实际上在所有的这些核心零部件方面已经有了一个非常大的改善，现在能够做这些核心零部件的供应商越来越多，现在的问题就是从一个有和没有的问题变成了一个好和坏的问题。从今年开始，氢燃料电池汽车的应用逐渐向一些重载、长距离这样的方向运用，燃料电池系统的动力输出大多数制造商都在开发120千瓦甚至以上的一些系统，对于这样的一些系统如何降低空压机的寄生功耗是一个非常重要的问题。而在这里我们认为利用我们过去在涡轮增压方面的经验，把涡轮作为一个能量回收的技术应用在氢燃料电池空压机上面是一个非常合适的技术手段。涡轮大家知道实际上在传统的车上面是一个非常成熟的技术，有各种各样的涡轮增压技术，其中有一些是叫固定截面，有一些是可变截面。在这里的话我为什么要提出这样一个可变截面的概念？因为在现在的燃料电池系统上面，燃料电池系统对于空气路是控制两个，一个是控制空压机的转速，因为转速决定了它要达到某一个请关注微信公众号：碳中和资料库第115页共143页系统所要求的压力。另外一个是控制一个背压，背压实际上是调整流量的大小。这样一个可变截面涡轮，它能够给燃料电池系统起到这样一个控制转速，跟传统的两级压缩的空压机是一样的，达到某一个系统所需要的压力，在涡轮前面的可变截面实际上它可以像一个背压阀一样，在燃料电池不同的工作点上面它可以起到这样一个流量调节的作用。所以用一个空压机实际上是代替了原来的两个零部件，这样的话对于系统来讲没有增加复杂性，同时它又带来了效率提升的好处。这是带有能量回收和现有的两级压缩空压机的一个系统比较。用可变截面来进行背压或者流量调节，这里可能需要增加一个分水器来提高带涡轮的空压机的可靠性和耐久性。因为涡轮我们设计的还是一个气动设计，并不是一个水力设计，如果大量的水进去的话，它可能不是一个涡轮而变成一个水泵了，会影响效率和可靠性。为什么用可变涡轮？因为用可变涡轮并不是刻意去提升涡轮的效率，最优先的控制还是首先去满足系统对刚才讲到的流量和背压的要求。在控制到这样一个背压的情况下面，剩下的压力我们从中去吸取能量。这是我们做的一些分析的例子，大家都可以看到在不同的工作点它实际上有不同程度的效率提升，我们看最大功率的话，从空压机效率来讲可以提升20%以上，从系统效率来讲应该可以提升4%、5%的一个系统效率，这些都是一些例子。刚才讲到只是看最大的额定功率点的话，如果去掉电堆本身的效率、去掉一些附件的消耗，现在做的最好的两级压缩空压机可能也要消耗电堆15%左右的功耗。但是如果用我们涡轮进行能量回收的话，如果匹配好，系统给我们的条件比较舒服的话，可以提高系统7%的效率。这一页对于横轴燃料电池系统功率，在一些小功率的话我们认为用这种两级压缩空压机是比较适合的。对于中高压的话，我们认为是用这种带能量回收的空压机，或者说是用更先进的T-Booster会更加容易满足要求。未来的趋势肯定是两级压缩会碰到一个极限，涡轮会突破极限，进入到一个更高的高度。海德韦尔公司成立不久，我们原来都是在涡轮增压器这个行业里面做了很长时间，我一直在全球最大的涡轮增压器公司里面做研发，团队也是以往跟随我多请关注微信公众号：碳中和资料库第116页共143页年的一个团队，我们能够做刚才所有的这些产品，这是一个总结，由于时间关系我就不重复了。谢谢大家。29、周富强：柔性金属成型（液力成型）对氢能电池金属双极板的优点和特点嘉宾简介：周富强，广东思豪燃料电池金属双极板科技有限公司创始人。今天有幸在这里跟大家分享，我带来一块样版，这是用我们用柔性金属成型做的一个金属双极板，看这个样版。我今天主要讲的是金属柔性成型对金属双极板的优点和特点。它跟机械成型又有什么不同点和特点，而且金属成型不仅是金属双极板，而且同时在航空航天、汽车和其他金属的一个优点和特点。这是目前我们做出来的，我们已经做的有一个是钛板，第二个是不锈钢。钛板目前我们做了国内的试验也用了国外的试验，目前钛板在国外有欧盟的德国的，有美国，也有俄罗斯的。假如以后有的电堆厂要用那个钛板来做的话，我们建议用俄罗斯可能会好一点。不锈钢我们也做了试验，目前各方面性能也比较成熟。目前金属双极板在中国有三种成型工艺，第一种是用机械成型，目前大部分是机械成型，最早是用软膜成型，上面是钢，下面是橡胶。第三种成型就是目前我们思豪的这个柔性成型，用水成型。今天为了把这个讲得清楚一点，怎么用水，水有什么优势。本技术目前处于国内领先地位，现在水压做到400个兆帕，成型精度远远比目前冲压成型更为优越，特别是R角成型畸变降低95%，隐形裂痕减少95%，成品率达到95%以上。比如现在这个板，机械成型和柔性成型就有这个优势和不同。当然，我们下面有一些比较。现在我们的双极板目前按材料分有三种：石墨双极板、金属双极板、复合材料双极板，石墨的特点是量产成本比较高，体积比较大，用于固定的厂房，如果请关注微信公众号：碳中和资料库第117页共143页不移动的话是可以。但是用于汽车，用于移动，它的成本比较高，体积大，生产效率也比较低。复合材料金属双极板生产周期比较长，成本比较高。金属双极板的优势：量产成本很低，体积非常小。现在这个板子加工速度比较快。目前国外的金属双极板主要供应商在国外的有这些，（PPT），在国内也有，有的做的还不错，各种工艺都在慢慢改进。金属双极板主要成型工艺有：冲压、橡胶垫，蚀刻，液体成型的。这是一个简单的对比。我们今天讲的这个液体成型，我们液体成型的液体用的是水，在超高的压力下对金属进行挤压，其中解决的关键问题包括设备、模具，如何封水，密封。超高水压对金属进行挤压的时候，它跟冲压成型不同，第一个是内应力。因为机械成型是金属碰金属，整个表面会有受力不平衡，凹凸模R角对金属板的压印，或者加工精度不够的时候，它的内应力相对于柔性成型的工艺它的内应力大大的增加，特别是隐性的内应利，隐性的裂纹。第二个是我们电堆里面的流道设计，金属双极板流道，流道有U型、S型、R型，很多的形状设计，在这个转角区畸变或者裂痕会比较大，即使你做好了涂层，有时候眼睛看不见，甚至检测也检测不到的时候，在使用过程中，特别是转角处机变的时候看不到的时候，容易出问题。第三个是成品率。假如一个电堆几板片，或者给你下个单100万或者50万片的金属双极板的时候，成品率，柔性成型可以达到95%以上，但是机械成型，它根据你流道的设计有10-40%可能会发生内应力、裂痕这些潜在的问题。在德国有一家企业做金属柔性成型做得非常优越。现在我们思豪跟这个企业，我们做的样板出来的精度基本上是一致。但是在加工速度来说，机械成型加工速度快过柔性水压成型。机械成型是用液压机、冲床，它的效率比较快。我们这个是水压，我们在模具，在产品表面要冲水，起高压再成型，会慢一点。这是机械成型和柔性成型的优点对比。另外是它的特点。我们的柔性成型是所有零部件表面的受力是水，大家学过物理。水在任何一个方向的压强是相等的，而且在产品表面没有压痕，转角处机变裂痕比较小。第二个就是水的压强，受力均匀，金属材料流动就比较顺畅。而且板厚均匀，成品率高。另外一个，模具综合成本比较低。目前机械成型成本有请关注微信公众号：碳中和资料库第118页共143页的已经做到100-300万一套模具，包括冲压成型的模具，切片的模具，包括检测的模具，大概两三百万。但是用柔性模具成本很低，同时寿命比较高。因为是水接触模具和零件，所以寿命比较高，达到百万次。特别是成型异形、复杂的零部件。冲压成型的受力点对点和面对面的关系，是金属和金属，受力不均匀，易产生摩擦和压痕，模具综合成本比较高，寿命一般来讲10万次左右，超过10万次可能要修模，甚至要报废，它很难成型异形和复杂的零部件，冲压成型有拉伸、冲压、挤压。这是我们柔性成型的原理，（PPT）金属双极板放在上面，我们一边是用水，一边是用凸模，我们是用水来成型。冲液-施加压力-成型-成型结束，所以它的表面都是水。这是新能源电池的底腹板，也是一种成型工艺，这条线也是我们在开发和生产的。另外一个，柔性成型刚刚讲板材，第二讲管材。管材包括弯曲的管、多通的管，比如说汽车的排气系统、副车驾、底盘，还有航空航天的，包括鱼类、手榴弹、榴弹炮壳、洲际导弹炮壳，还有空调，还有一些民用的。这是管材内高压成型的原理，也是柔性成型的一部分。这是我们给丰田汉兰达做的使柔性成型的设备和模具，这是在丰田汉兰达的现场。在2020年之前他用的日本川崎设备，因为疫情所以他现在选择我们思豪的技术。这是我们做的模拟分析，做出来的结果和现场的对比。包括金属双极板也好，我们受到客户的信任，我们做模拟分析跟现场的对比。这是日本本田防撞梁，也是柔性成型的是管材内高压成型。我们有丰富的模具设备和技术、经验，这是汽车的水箱。为什么很多汽车要买进口，为什么？因为进口汽车和国内汽车有不同的一个工艺，国外汽车是整体车型。比如说讲宝马，国内汽车是焊接成型，所以有交通碰撞的时候，一体成型它会变形，它不是断裂，所以保护人身的安全。这是我们帮军工做的鱼雷弹壳的情况。为什么鱼类弹壳用我们这个成型工艺来做，其实跟金属双极板有类似的工艺，传统工艺是旋压、管压，表面有很多的内应力。第二个，四边闭合不均匀，射出去会容易漂移，所以中国打鱼雷的话打请关注微信公众号：碳中和资料库第119页共143页一排出去，表面没有内应力，而且闭合比较均匀。这是飞机的门板，我们公司有开模具，有做试验，已经成功了。飞机可能是个很高大上的东西，但是如果有兴趣的，去军工厂现场参观的工艺还是比较落后的。这是飞机门板的模具，这是我们成型的一些工艺，这是客户的一些现场案例，这是铜管。这是设备，这是模具，这是我自己一直从事这个领域几十年。这是我们公司的介绍，胡春华副总理去过我们公司参观。这是我们的技术团队，这是我们的专利，我们有很多专利。这是我们工厂的办公大楼，这是我们工厂的整体规划图。这是我们的工厂车间，希望有机会和大家合作，这是我们拿的荣誉称号。这是我们的一些案例，空气管道，这是燃料电池未来的用料，燃料电池未来是可期的。按国家规定，未来市场很大。这是我们的团队，我们已经完成所有的准备。有兴趣的可以多点交流，欢迎到我们公司参观，谢谢。30、齐志刚：燃料电池金属极板和电堆嘉宾简介：齐志刚，新研氢能源科技有限公司首席技术官/高级工程师。各位领导、各位专家，我是齐志刚，来自于新研氢能源科技有限公司，现在向大家做一个关于燃料电池金属极板电堆和系统的报告。我的报告包括两个部分，第一个是国内外进展情况，第二个部分向大家汇报一下我们公司的情况。电堆是燃料电池的发电模块，大家可能最关注的是跟膜电极有关的内容，像催化剂、膜等等，但其实极板也是非常重要的一个核心部件。对于催化剂或者膜电极里所用的材料，几十年来没有大的变化，我个人认为在短期内不会有革命性的突破。但是国内这几年在技术、工艺，批量制备以及示范运行方面取得了非常请关注微信公众号：碳中和资料库第120页共143页大的进步。极板是电堆里的核心部件，它起着非常重要的功能，比如说它起着分配流体的作用，还要支撑膜电极，支撑整个电堆，还有导电和导热，所以流场设计必须合理，它直接影响到电堆的性能和寿命，而且不能有分子大小的针眼。大家知道电堆中有三种流体，如果有分子大小的针眼都会互串，它还要具有很好的强度，必须是热的良导体和电的良导体。同时我们知道燃料电池尤其是阴极侧环境比较恶劣，它有高电压、高腐蚀性，还有高湿度，所以现在能用来做极板的材料只有两类，一类是石墨，另外一类是金属。大家从右边这个图可以看到，石墨板一般是从石墨粉或者石墨毡开始，通过一系列的工序完成极板的制作。但是对于金属板来讲，流程相对比较简洁，所以金属板更适合于低成本、大批量的制备。这里对金属板和石墨板进行了一个简单的对比。采用0.1毫米的不锈钢，金属板可以冲出0.4毫米深的流场，而不会导致极板的破裂。所以整个双极板，即阴极板与阳极板合在一起整个厚度就是1毫米，采用同样的流场尺寸的话，如果使用石墨的话，石墨板的尺寸就会达到2毫米这么一个厚度，所以说从极板的厚度来讲石墨板一般来是金属板厚度的2倍。同时这个表里也对比了质量、体积以及热容，为什么提到热容呢？因为热容对于冷启动是一个很重要的参数，如果热容高的话启动的时候需要非常大的热量，所以启动起来会比较难。从这个表中大家可以看到若干个参数的对比，金属板最大的缺陷就在没有镀层的情况下抗腐蚀性能是不行的，但是除此之外其它性能指标远远优于石墨板。但是对于镀层来讲，只要有合适的工艺和材料，腐蚀是一个可以解决的问题，但是石墨板的阻气性差、比较脆、抗震性比较差，这些本质的特点难以克服的。所以如果在有良好镀层的情况下，石墨板、金属板的寿命应该不会有巨大的差别。关于寿命报道，这两年，尤其是今年比较多，以前是很难看到关于寿命的报道。首先是2020年6月份瑞典报道了16000个小时的测试，他们进行3万小时的尝试。今年10月份，明天氢能报告了0.9万个小时，然后是新源动力1万个小时，治臻报告了2万小时，丰田跟国内几个企业联合成立的开发公司最近说可以达到3万小时的寿命，所以从这些报道来讲，大家可以知道金属板的寿命其实是可以做到很长的，同时大家可以想想，石墨板虽然做的时间比较长，但是好像请关注微信公众号：碳中和资料库第121页共143页也没有能达到2万小时的寿命。金属板电堆它还有其他的优势，它可以做到更大的功率，可以进行更低的低温冷启动，可以做到大的功率密度，易于批量化生产，成本更具有竞争力，同时系统也会相对来说小一些。金属极板这么好，为什么它的发展滞后于石墨板呢？就是因为金属极板在设计、加工方面有很多的难点，比如说阴极板和阳极板是高度关联的，它俩不能独立设计。还有冷却液流场就是阳极板流场的背面和阴极板流场的背面组合而成的，所以根本就不能单独设计，换句话说对于金属双极板来讲，任何一点的改变阴阳极板必须同时进行调整，所以难度还是非常大的。同时这个极板在加工制造的过程中，几个工序都会导致它的变型。再有一个就是不能有分子针眼的大小，还有一个就是金属板面积越大越难以加工，它不像石墨板采用机器雕刻的方式，跟板面的大小都没有什么关系。金属板的结构一般有三种，这是最常见的一种，两边是共用腔室，然后是导流区，就是把来自于共用腔室的流体有效的导入和导出活性区域，这个活性区域就是与膜电极的催化层相对应的部分，所以你要想增加电堆的功率密度，最好把活性区域的面积占整个板子的面积占比做得越大越好。这是第二种方式，代表企业是现代。这种设计导流区了，所以它的有效面积可以做的非常大，可以做到60%以上，但是流体分布可以看出来明显不均匀，所以可能会对电堆的寿命有一定的影响，但是我们也不是很确定。这是第三种设计方式，代表企业就是丰田一代和治臻，空气流场流动方向跟其他两个流体方向垂直。这种板型的设计最大的问题就是刚才我提到的有效占比怎么做都做不大，因为四边都有共用腔室，像丰田一代，它的有效面积占整个板子的占比只有38%。这是2021年我汇总的一些比较有代表性的事件。电堆占比55%，金属板电堆占比45%，预计今年会持平。2021年3月份治臻举行了年产千万片级金属极板产线投产仪式，成为当下全球最大的金属极板生产基地。9月份氢晨科技荣获全球新能源汽车创新技术奖，国内首家实现了单电堆150kW、单堆系统130kW以上的持续高功率输出。10月下旬氢晨报道说单堆230KW的大功率电堆已经进行性能测试。10月份联合燃料电池系统研发北京有限公司请关注微信公众号：碳中和资料库第122页共143页开发的燃料电池系统功率密度达到了711W/kg。还有10月份，捷氢科技报道电堆额定功率密度达到4.2千瓦每升，峰值功率密度5.1千瓦每升，同时系统的体积功率密度达到1020瓦每升，质量功率密度达到722W/kg。还有10月份，丰田实现了5.65kg的氢气行驶1360公里，平均每公斤的氢气可行驶240公里的世界记录。所以这一年来在燃料电池金属板领域取得的进步还是非常多的。这一个表我汇总了一些公告的情况，从340—349批次，即从1月份到今年的10月份，从车型来看最多的还是客车，因为大家知道燃料电池这个市场还是离不开政府的支持，所以公交车的车型还是最多的。同时从公告的个数来讲基本上是呈上升趋势，同时大家再看看最右边的这个图，就是关于功率，虽然功率在107—125千瓦公告数最高的，68个，但是我个人认为未来燃料电池系统额定功率输出在80千瓦左右应该是主流。下面向大家汇报一下关于我们公司的一些情况。我们公司就是开发、设计、制造和销售燃料电池极板、电堆、系统和测试台。在北京、大连和大同分别设有子公司，北京公司主要是实现从0到1关于极板和电堆的研发，大同是生产基地，就是从不锈钢卷材开始一直到电堆生产完毕，批量生产，大连主要是燃料电池系统的开发以及测试台的制造。公司的业务其实也比较简单，就是围绕着产品、服务和应用，产品就包括生产制造的极板、电堆、燃料电池系统、测试台，还有电压巡检模块。服务，比如进行一些极板的设计、电堆的设计或者产线设计方面的服务，最后的应用就是把燃料电池系统应用在不同的场景和领域中。这是我们公司关于金属极板的开发情况，首先我们有空冷电堆小面积极板的开发，同时也开发出几款面积比较大的，比如说一代、二代，面积在300平方厘米左右，三代到五代在400平方厘米左右，对应不同的单堆功率。这是我们一个40片短堆性能曲线，大家可以看到平均单电压0.65伏的时候，它的电流密度可以达到1.7安每平方厘米，功率密度达到1.1瓦每平方厘米。这是二代极板开发的85和115kw电堆的性能，额定体积功率密度达到是4.4千瓦每升。这是我们开发的燃料电池模块和对应的燃料电池系统，比如说第二个60千瓦模块组装成了90千瓦的系统，它是双堆系统。这是70千瓦和90千瓦单堆系请关注微信公众号：碳中和资料库第123页共143页统的实物照片，我们在楼下有一个展厅，可以看到90千瓦系统的一个模型，欢迎大家去参观指导。这是产线，就是我们大同的生产线。第一步是极板的成型，就是阴阳极板的加工制造，通过冲床，采用0.1毫米不锈钢。第二步是极板的清洗，极板即使表面上看着很干净，其实表面并不是那么干净，所以要进行清洗。第三步是阴阳极板进行焊接，焊接成金属双极板；这一步是对焊接的板子进行一些检测，最后一步就是电堆的组装，总共是这么六个工序。下面我给大家简单汇报一下一些生产过程的视频，这个成型视频有点变型了，极板成型就是这么一个过程（见视频）。下面这个是极板焊接的过程，是通过激光把阴阳极板焊接在一起。这个大家可以看到是一个防腐镀层以及电堆的组装、自动化的组装，下面这个是极板的清洗过程。最后做一个小结，极板是电堆中的核心部件，除了膜电极大家认可的一个非常重要的核心部件以外，其实极板也是一个非常重要的核心部件。极板的流场和品质决定了电堆竞争力，金属极板的功率密度、质量、体积、抗震、冷启动方面的优势非常明显，而且实测证明金属板电堆的寿命并不一定比石墨板电堆寿命短。国内金属板电堆发展迅速，一些性能指标已经达到了国际先进水平，我们公司已经掌握了金属极板的设计、制造技术和工艺，成功开发出多款极板、电堆、系统和测试台，公司可提供设计服务，也可销售实际产品。谢谢大家！31、杨智：金属双极板的规模化生产技术嘉宾简介：杨智，美最时工业技术（上海）有限公司燃料电池工程师。各位领导，各位专家，各位有志于双碳目标和氢能发展的朋友们，大家好！很荣幸今天能给大家做这个报告，和各位讨论一下德国格拉本纳机械技术公司在燃料电池金属双极板规模化生产技术上的一些工作、经验和收获。请关注微信公众号：碳中和资料库第124页共143页这位是格拉本纳机械技术公司的董事总经理FabianKapp。格拉本纳是一家已经经营了4代的家族企业，以能为客户提供解决方案为荣。他们尤其聚焦在未来技术上，比如燃料电池组件的生产系统。格拉本纳成立于1921年。起初，这个家族企业的业务是将钢铁加工为容器和大直径管道；后来根据经济形式的发展，他们成长为服务于广阔市场的专用设备生产商。到今年他们成立已经有一百周年了。对于汽车和其他工业等的核心业务领域，他们提供液压成型和热冲压成型的专用系统。对于管道埋弧焊的核心业务领域，他们提供弯板机，坡口机等专用设备。这些设备适用于各种直径范围，客户涵盖风塔制造商和容器制造商。对于造船的核心业务领域，他们提供将单块钢板焊接成整块甲板的设备。这种设备先给单块钢板自动铣出坡口，接着将一块块钢板排列好，然后用激光焊接设备进行焊接。激光设备最大功率为16kW。在金属双极板业务板块，他们开展相关工作已近20年。经过这些年的研发和生产，他们汇集了所有关于高效和经济的生产系统的知识和经验，形成名为“格拉本纳双极板技术”的一整套解决方案。我们都知道我们必须为了未来采取更可持续的生活方式，其中之一就是更积极地达到气候目标。对于此，我们认为燃料电池技术是一种能够促进能源可持续利用的技术。为保持我们的创新特性，我们通过持续不断的研发和投入来产生各种新的创意。作为家族企业，我们的特征是自身独特的技术和产品，并且只给客户做出我们能做得到的承诺。这是我们对中小型企业的理解。因为我们与金属打交道已经100年了，我们了解其中的关键因素，并且把我们对氢能未来的信仰和我们的专业直接结合起来，产生了我们的设备产品和建厂工程服务。这是我们提供高的质量以满足客户和未来的需求的根基。氢气可以在很多领域中使用。除了通过燃料电池发电，它还能用在炼钢等领域。也就是说，我们考虑的不仅仅是燃料电池，还包括其他应用如电解槽，热交换设备等。我们也明白，将燃料电池应用到乘用车上时机还不成熟，需要做更多的开发请关注微信公众号：碳中和资料库第125页共143页工作以实现大规模应用条件下的经济型。相比之下，经典的内燃机发动机已经发展了100多年，所有的生产技术都是非常成熟的。而在比较燃料电池和内燃机的成本的时候，这点往往是被忽略的。因此，未来燃料电池的开发不仅将对乘用车的应用有深远影响，对中型或重型运输的应用更具重大意义。同时，技术的开发与时俱进，使用金属双极板的燃料电池数量将不断增长，满足重载运输的需求。从这儿我们可以看到氢气作为能量载体的益处，以及利用氢能的相关技术，不仅是氢气的广阔用途，还有运输和储存的可行性。为什么我们专注于金属双极板呢？很简单，首先我们拥有100年的与金属打交道的经验，专业生产液压成型设备。我们可以将我们所有经验应用到处理这类问题中来。而金属材料在燃料电池中的应用也能给我们带来各种好处，比如重量轻，导电导热性好，表面质量高，易成型等。这些特性都是与石墨板比较的。所有这些激起了我们的兴趣，并引导我们开发和持续优化了金属双极板的生产技术。这个过程中我们同时也考察了大量的生产技术，并利用产生的经验来提升我们的生产系统的性能。近20年来，我们持续开发双极板的生产技术。在此过程中，我们也积累了各领域的相关知识从最初开始，我们就把液压成型技术应用到金属双极板的生产中来。格拉本纳作为液压成型技术的先锋，在行业中享誉盛名，我们开发的第一条液压成型产线始于二十世纪八十年代。我们为全世界很多工厂建造了液压成型产线。缘于金属双极板的生产对精度和误差的要求很高，我们预测液压成型技术能在其中有用武之地。根据液压成型工艺的技术特点，成型特定的几何结构只需要半边模具。因此与冲压成型技术比起来，其模具成本是相当低的。与模具相对的另外半边则施以压力最高达4000巴的水-油乳液作用于材料，使材料贴合到那半边模具而实现成型过程。液压成型是可控的过程，意味着压力的升高和成型速度可完全由操作员控制。近些年，我们一直在稳定地扩展我们的产品范围，而不仅仅只局限于液压成型设备。我们开发出了金属双极板生产全工艺所需的相关的设备，同时也形成了请关注微信公众号：碳中和资料库第126页共143页对应的工艺经验。这些设备和经验包括·双极板的裁切·双极板的焊接·相应的设备技术除此之外，我们还将自己视为客户的工程化的合作伙伴，帮助客户解决双极板生产流程中遇到的问题。而且，我们持续不断地进行研发，优化技术，以适应市场的需求。过去的十几年，我们在我们的小试线上生产过80多种来自不同客户的版型设计的超过十万片双极板。我们持续拓展我们的知识领域，参与了总共10个公众资助的项目。这帮助我们更好地了解对双极板成型的需求，开发更好的生产系统。我们也研究了各种燃料电池系统和其他应用，比如热交换器用板材或者电解装置。这里是我们参与的一些项目的列表。在LowCostBip这个项目中，我们用胶粘剂来连接两片极板。这个项目暴露了胶粘技术的一些问题，所以目前对双极板的连接，焊接是最好的选择。这些年来，通过参与这些项目我们获得了很多生产金属双极板的经验和知识。我们也总是寻找方法来改善我们的工艺，拓展更广阔的应用场景。接下来，我将详细介绍一下我们所提供的服务和设备。与客户合作的第一步，我们往往是处理工程化的问题。这包括用来生产的双极板的所有技术细节，以及双极板生产线的规划。下一步，通过我们的应用实验室，我们可对客户的设计进行各种初步的测试和分析，包括进行小批量的生产，以确定双极板和生产设备的优化参数。第三步，也是我们的实际目标，是为客户将生产的双极板提供设备。工程化包括：我们从可生产性的角度分析并优化客户的设计。意思是我们会找出客户设计中指标比较严格，从而可能会导致生产失败的地方，给出修改意见。如果客户不能提供全功能的极板3D模型，我们也能为客户准备CAD模型。这个模型可以用来做进一步的仿真，比如流体分析。当然，除了客户的双极板，我们主要还是提供可扩展和可持续的生产线方案，请关注微信公众号：碳中和资料库第127页共143页包括提供生产线布局建议。在客户决定采购设备之前，我们可以在我们的应用实验室为客户提供测试服务，以帮助客户确定所规划的双极板的是否可顺利进行生产。我们可在这个实验室中代客户制造少量的极板，比如说，每年几千至数万片。在客户开发双极板的过程中，我们也提供极板几何结构可制造性的验证。这是指我们会选择极板上最难成型的区域，用我们的液压成型设备做成一小块测试板，比如50mm50mm大小。通过实际的成型操作，测试材料性能，评估设计是否能制造出来等。我们的设备能加工的最大极板面积为2500平方厘米，最薄能加工50微米的金属材料。我们的售前服务包括：为客户提供最小量的试制，比如1片双极板的试制，小规模的代加工，比如数千上万片每年的供货量。在我们实验室试制或者小批量生产过程中所形成的工艺数据，可以直接下载到客户购买的设备上。通过这种操作可以减少设备安装调试时间。这一页是对液压成型技术加工能力的概述。与其他制造工艺相比，液压成型技术的优势比较明显。比如可成型50微米厚的材料，极板几何结构可做得很细密。生产的可重现性很高，极板的误差都一致。预涂层材料的表面不会被破坏，生产参数可随时调整，产品可逐步成型等。很多人拿冲压成型的速度跟液压成型的速度比，说液压成型速度慢效率低。要知道燃料电池的生产过程不是单一的成型步骤。从全流程来看，液压成型相对慢的速度不是瓶颈。比如在电堆的堆叠工序，甚至不允许速度超过一定的值。另外，如果采用一模多出的方案，还可以明显地提升液压成型的生产速度。液压成型也对后段工序的顺利进行提供便利，尤其是对高质量的双极板焊接工序。稳定可靠的焊接操作需要的不仅仅是正确的工艺参数，误差在微米级的完美成型的单极板更是让焊接工序顺利进行的强有力保证。这是我们加工过的一些版型的例子。大家可以看ProjectMetaBPP，是德国柯德堡和我们合作的，他们要测试他们自己的密封材料、密封技术。ProjectPreCoat，就是一个预涂层材料在燃料电池中应用的可行性。然后ProjectRobiPo是高温燃料电池金属双极板项目。请关注微信公众号：碳中和资料库第128页共143页ProjectLowCostlip，这个挺有意思，最后极板出来是用胶黏剂来粘贴的，但是做完这个项目就发现用胶黏剂来连接金属双极板会有一些问题，所以最后这个技术的选择，至少在欧洲技术的选择倾向于焊接的方式来连接金属双极板，还有电解槽的项目。这是我们全程参与的这么一个开发项目，就是把菲亚特500的小车改成燃料电池驱动的，它原来是内燃机驱动的。燃料电池是一个30千瓦的系统，作为增程器使用，驱动的是锂电池，燃料电池给锂电池驱电，然后锂电池驱动电机。通过这个项目证明了我们专利生产技术在燃料电池上的应用是可行的。裁切这块我们选择不需要冲裁的激光熔切方法，以避免冲裁对成品的影响，降低模具费用，获得更好的，没有毛刺的成品。尤其是对于3D结构和小直径的孔洞的裁切，比如1mm直径的开口。这种需求用传统的冲切很难低成本地实现。激光熔切的工艺速度可达2米/秒。理论上讲，激光熔切可以进行得更快，比如20米/秒，但是相对于速度，无毛刺，高精度是更重要的指标。我们不仅要考虑工艺的速度，也要考虑燃料电池的使用。综合考虑下，我们确定了我们的激光裁切工序的速度。焊接，我们选择了激光扫描焊接技术。这是唯一的可达到合理工艺速度的方案。片中展示的是焊接两片50微米的材料的例子。为得到良好的焊接效果，成型是关键。液压成型带来的高重复精度，可使两片板子对应的流道接触区域最大程度上重合。平整的成型表面保证了接触面最大化，使焊接能顺利进行。而且平整的成型表面也提供了与膜的良好接触。上述焊接技术的优势可通过这张放大了200倍的图片看出来。除了成型对无缺陷的焊接很关键外，工艺参数，固定工装的设计也很重要。作为设备制造商，工程化和原型开发只是我们为客户提供的服务，以帮助客户确认我们产品的质量。我们更关心的是成型、裁切、焊接设备的销售。除了能提供上诉的独立设备之外，我们也可以提供可扩展的整线解决方案。如果需要进行数量巨大的金属双极板生产，我们可提供全自动的生产线，从放卷到焊接完成，并做测试。根据不同客户所设计的双极板，我们会做好设备排列和单步工艺的布局的设计。这里展示的只是其中一种可能的布局，设计产能500万片双极板每年，当然请关注微信公众号：碳中和资料库第129页共143页根据客户的生产管理，比如几班倒，每年工作天数等有关。生产的扩展性我们也考虑到了，从最开始的少量直到产能的完全放开，我们都可以提供经济的方案。也就是说，刚开始可能客户只需要采购一些单独的设备，不带自动化。当产量提升的时候，产线可逐步扩展。通过这些生产双极板的方法和手段，我们可以根据客户需求提供定制的生产线。这是我今天要讲的内容，谢谢大家！32、欧腾蛟：燃料电池系统开发及多场景应用探索嘉宾简介：欧腾蛟，深圳市氢蓝时代动力科技有限公司项目总监。谢谢组委会的邀请，本来我们这个报告原计划是由我们公司副总裁曹博士亲自过来做报告的，但因为紧急情况，所以临时委托我来做这么一个报告。我这个报告的主题是“燃料电池系统的开发以及多场景的一个应用”。关于氢能这个领域的一些基本情况我就不在这里赘述，讲一点就比较有意思的。目前人类使用能源的形式是碳的比例越来越少，而氢的比例是逐渐的增加，所以也有人会认为未来是一个氢能的社会。据国际氢能组织的一个预测，到2050年全球的氢能的贡献会达到60亿吨，25万亿的一个产值，2.5万亿的一个美金的产值，以及18%的一个能源占比。使用氢能在我们国家目前最大的比例是交通领域。从这个数据我们看一下，我们预测2020年到205年全球氢能的一个产量，通过绿色能源电解水制氢会由现在的一个大概5%的这么一个比例，到2050年60%以上的一个占比，这个比例是相当高的。在氢能的主要的消耗量里面预测，是交通运输用氢的比例逐渐的增加，从现在预计大概在0%的左右，到2050年会占到最大的一个使用的比例。我们国家在2019年氢气的产量主要还是集中在北方，经过了前几年的一些技术的一些发展和示范应用，目前在氢能领域的汽车，目前我们国家技术的应用场景逐渐的从客车以及重轻卡逐步向重卡这个方向过渡，这也带来了一些应用的请关注微信公众号：碳中和资料库第130页共143页燃料电池的系统的参数发生变化。从2019年我们看那个时候的主要的产品应用还是40到50千瓦，到今年已经迅速的增加到90到120千瓦，预计到2025年的话主要的产品应用都会在100千瓦以上，150千瓦左右是最主要的一个，所以这也就要求我们系统它的功率也要随之增加。到2025年的预计的话单堆功率应该都是在180千瓦以上。技术的进步也是因为下面的一些指标的进步。我在这里简单的介绍几个指标：第一个是单堆功率，从45到60，到现在逐步的扩展到150到250千瓦。现在的电堆厂商、系统厂商推出的新产品几乎都在150以上的一个功率。而电堆的功率的密度也提升，从早期的2.5千瓦，当然现在2.5千瓦也不算低，现在逐步的在追赶日本的一些领先技术到4千瓦/升的一个技术水平。关键零部件几乎现在一级的子零部件都实现了100%国产化。系统的集成度从300到700瓦每千克，甚至水平更高的超过了700，已经达到750。环境适应性基本上能够实现零下30度的能启动。基础材料方面也在不断的突破，我们也听到了好多报告，包括从催化剂、膜电极等领域的一些国产化。我讲一下系统和电堆的开发的流程，现在系统开发流程还有电堆的开发流程相对来说已经比较成熟，拿我们公司的一个作为案例，系统开发的流程主要是要从电堆开始、到系统控制、到系统的集成，这个过程要经过了好几个阶段的评审，以及一些内部文件、内部的测试检验等，像我们公司今年刚刚这个月就通过了汽车领域比较常用的一个16949的一个质量体系的审核，以后越来越多的燃料电池系统厂商、整车厂商都会去向传统车审核的标准靠拢。这是我们开发系统的一些关键的考虑的点。除了电堆以外，还有一些我们关注的氢气循环泵，还有空压机，还有我们的电子控制器。这是我们做系统开发的正向开发的一个案例，正向开发跟以往的逆向开发不一样，它是根据我们的需求，先定需求，多少功率的需求，然后进行系统的稳态的去计算零维所需要的零部件的一些技术参数，然后再做一维稳态的顺态的模拟。然后再到三维的流程的一个仿真模拟，经过我们这套模拟仿真下来，我们根据我们自己的产品的性能检验可靠性是非常高的。在做完系统的前期的设计以后，我们做系统集成，做强检之前我们要做一些结合法规和整车路普做一些结构的、疲请关注微信公众号：碳中和资料库第131页共143页劳损伤的，还有震动的一些模拟仿真分析，这样有利于我们节省系统开发成本。系统集成完以后我们开发电子控制元件，这个是我们公司要自己开发的，主要是控制阴阳级的一个压力比，以及进出口电堆的一个水温控制，精度要求非常高。这个是我们的一些体系的文件。这个体系包括了安全、法规、功能、性能、环境适应性等。这是我们公司今年年初推出了一个单堆系统功率，率先突破了130千瓦，当然现在的话可能已经有别的企业已经开始突破，但是总体来说这个是一个里程碑。简单介绍一下我们公司，我们公司是深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，我们公司成立于2018年，是一个在氢能与燃料电池行业是一个比较年轻的企业，短短三年发展的时间，目前团队规模达到了近200人，目前是深圳市氢能与燃料电池协会的会长单位。这里也介绍一下我们在今年9月份完成的由国家级基金、中国国企混改基金领头的地方国企人员参与的一个A轮融资。这是我们公司开发的产品，应用于全方位的一些应用场景，从小功率的到目前的一个大功率，但主要的产品是集中在50到130千瓦比较成熟的一个产品。这是我们公司的产品应用于整车的一些实物图（PPT），我们公司有整车公告14款，本月还会增加6款公告。这是我们的主打产品，从50、60、80、130千瓦，包括今年年底到明年年初推出的180千瓦的一个系统，这个系统也会主要运用于我们的一个船舶的应用场景。我们深圳市的第一艘燃料电池的船舶是我们公司承担的。燃料电池除了它技术的进步以外，它最重要的是商业模式的一个探索跟突破。在深圳其实很多人也知道深圳的新能源汽车是发展非常快速，但是它主要是锂电池的一个产业聚集，尤其以比亚迪为龙头的企业，所以在深圳推广氢能困难是比很多其他地方要高的。我们公司在深圳市创新性的推出了两大工程，第一个是叫做“西部国际氢能示范港，也就是依托我们妈湾电厂的余电制氢做加氢站，以及它周边的一些场地车的应用，联合了我们的深圳的国企深能源，以及央企招商港口，我们做四方的一个联合，推广在氢能的一个示范港。东部的话我们打造一个氢能的走廊，也就是龙岗、坪山、盐田这些区域连接到深汕合作区，深汕合作区是深圳的一个飞地经济，也是11区，它中间离深圳请关注微信公众号：碳中和资料库第132页共143页大概直线距离有60公里，实际的高速距离大概在90公里。我们是想打造从深圳到深汕合作区这边的一个物流氢能走廊，这个是我们联合了中广核以及客运的龙头企业来做这件事情。我还介绍一下我们利用现在的电堆以及系统的一个技术积累，把燃料电池也应用于目前的一个制氢储氢发电的示范应用领域。目前这个领域还是一个小众市场，但是我们也有省份，像山东、佛山这边的示范的项目都已经开始进入了一个示范运营了，我们自己也在目前在加紧的布局在深圳以及周边城市的特殊场景的一个应用。最后我们欢迎所有的厂商来跟我们一起洽谈合作。谢谢。33、刘锋：大功率金属板电堆开发及展望嘉宾简介：刘锋，佛山市清极能源科技有限公司电堆开发部总监。谢谢齐博士的介绍，各位专家、各位同仁，早上好！接下来我介绍的是大功率金属板电堆开发的进展与展望，我这边主要还是围绕佛山清极电堆的开发和进展做一个介绍。这是我们第一次在这么大的平台上介绍电堆内部开发的一个情况，所以我起了一个副标题，叫“一见清心，众星环极”“众星环极”是因为我们做电堆开发是要各个专业领域的同事一起共同开发，另外我们也进入到了产业化阶段，是需要各个环节上的供应商一起共同成长。这是我们电堆裸堆的一个照片（见PPT图），接下来我开始正式的介绍。我们佛山清极坚持的是正向开发金属双极板电堆的一个路线，核心技术是超薄金属双极板的流场设计。在去年的时候我们发布了自己第一款HO100金属双极板模块，HO寓意就是燃料的氢氧，另外也是取得于“Harmonious”（和谐）意思，电堆的性能、成本、寿命、易制造各个方面协调发展。我们现在的单堆，去年的时候我们HO系列最大的单堆是测到100千瓦，我们最近测到的数据是130千瓦，从电堆整体分布上还是具有进一步提升的可能性，请关注微信公众号：碳中和资料库第133页共143页我们有实时的动态也会跟大家更新。我们现在也开发了双堆150千瓦，刚才齐博士也问到了同行一些问题，其实开发双堆的目的主要还是来自于整车厂的反馈，从补贴政策来说我们内部核算下来最有经济性的应该是4.5吨冷链车，布局到各个方面单堆太长不太好布，所以我们开发了双方堆系列的电堆模块。我们现在实测电堆的一个裸堆，按照现在补贴政策里提到的0.6V，我们现在是4.1千瓦每升，我们的设计寿命是1万小时以上，按照开发一代、应用一代，预言一代的思路，我们现在是正在开发体积比功率超过5kW/L的金属板电堆。大家也知道燃料电池电堆它是一个多尺度、多学科、多物理场的一个工程技术开发，我们一直坚持的是V型的开发流程，我们系统跟电堆都是V型开发流程，所以从车辆使用需求出发，经过总体设计、流体的仿真、结构仿真，再经过开模打样，也就是金属双极板的开模，然后经过样件测试、样堆测试，最终我们要在整车应用还要经过可靠性的测试，最终做到设计冻结。最后在实现高比功率的同时，我们还要兼顾生产制造的便捷性。这是内部一个照片的打开图，左边是今年主推120的系统，也是基于双堆150千瓦的电堆模块去做的一个开发，就是两个75千瓦的裸堆。做到双堆的话，双堆的歧管也是经过特殊的一些设计。右边是我们的模电极密封垫，还有双极板的一个实物图，我们现在可以向大家介绍一下，阳极双极板是蛇形流道，阴极是平行折线流道，这个也兼顾了齐博士上的阴阳极要一起开发合起来才是一个冷却液的流场。我们电堆的有效面积是351平方厘米，双极板有效面积占比是60%。这里我简单介绍一下电堆的流场设计，我们先是通过单根的流道进行一个仿真分析，得到压力和速度的一些数据，然后完成一个单流道尺寸的仿真。接下来是到全尺寸的板子，我们通过流道仿真分析整个板子上流体分布的一致性，上面这个图就经过水场的仿真，最后得到温度分布一致性。中间是阴极侧的平行折线流道，是一个阴极分布一致性的图。最下面是过桥区，也是一个压降的仿真，尽可能缩小压降。接下来是共用通道，这个决定了你的堆到底能做到多少千瓦，单堆的功率上限是在哪里，我们这个共用通道一开始就进行了仿真分析，分析整个电堆的气体和温度一致性的分布。下面这两张图，是我们最早按照100千瓦片去做的一个电堆的入口跟出口流速分布的云图，这时候电堆的流畅设计部分就完成请关注微信公众号：碳中和资料库第134页共143页了。流场设计完成之后还要进行流道局部强度的一些分析仿真分析，因为毕竟是0.1毫米不锈钢冲压而成的，一些局部的地方强度是比较弱的，要进行设计。另外在冲压之前要进行一些冲压的可行性分析，这里就不展开介绍了。刚才说到经过流场分析以后得到一个单极板的分析，它要焊接成双极板的时候要模拟流道区是否要焊，焊一根、三根、五根、七根，左边这四张图就是我们分析不同的焊线在整个板子的变形分析。中间这两张图就是分析焊线，我们要尽可能缩小焊线，因为焊接的时候必然会带来变型，我们分析了不同的焊接长度板子的变形。最后经过焊接仿真分析，我们要在整个板的变型和最小电阻之间找一个平衡点，最右边是我们在整个板上做了电流密度的仿真。结构设计方面，我举三个做的结构设计的例子。最左边是密封垫，密封垫我们要做一个结构仿真，看它是不是有局部的一些变形比较集中的地方，这样避免将来在整车做到耐久性的时候会不会提前应力松驰，然后导致发生一些寿命的问题，电堆会漏气的。现在电堆功率越做越大，体积大家又很纠结，要做到那么高的体积比功率，所以在最小体积跟强度之间要做一个平衡，最右边就是上整车之前我们的电堆模块也要经过振动冲击的分析。这里提一下现在做的双堆的歧管，左上角是单堆的，现在电堆的功率越来越大，空气的流量那么大的情况下，单堆的歧管也要经过一些设计，避免压降太大。到双堆的时候，除了压降大的问题，我们还要做分配的分析。我刚才没有提，电堆4.1kW/L是基于空气过量系数1.7的情况下，所以对空压机的流量要求也比较小。现在双堆经过仿真分析，最后折算的分配一个是1.72，一个是1.68的过量系数。双堆歧管仿真完了以后还要考虑制造的一些可行性。现在歧管还是比较难加工的，我们把它划分成4个模块，最后组装而成最右边歧管的实物图（见PPT图）。电堆做完设计部分之后要做测试，我们现在做的金属板很关键的因素就是涂层的问题，我们目前是做涂层的外委加工，所以我们只做评估，做涂层的防腐和导电的分析，我们也具备了各个电堆的功率测试台。值得一提的是我们今年刚刚拥有了500V的阻抗测试台，据我了解我们是在在行业内是比较大的做阻抗分析的一个厂家。请关注微信公众号：碳中和资料库第135页共143页时间原因，我简单介绍一下正在开展的两项技术。我们国内很多也在提想在发动机上做阻抗分析，但是在发动机做在线阻抗分析要用自己的堆，我们要先在电堆上做一个阻抗分析，我们现在这个是在65千瓦的整堆上做的，测试范围是10赫兹到1000赫兹。这里有两张图，一个是做湿度敏感性分析的时候做了一个阻抗分析，可以看到在湿度不断降低的情况下，特别是在高频区是有一个明显，低频区也有一些差别，特别是到低湿的情况下高频的数据就比较满足明显，它有一些变大的。在阴极过量系数方面，大家也可以从数据上看，从2.0一直降到1.6，中低频段就展示出来一些差别。我们现在也是在陆续积累这样的数据，所以我这边也是向大家展示我们正在做的一些情况。另外一块就是前期电堆的内部开发关注比较多，这几年一直做电堆内部的开发，现在到了生产环节我们开始引入模块化的设计。刚才EK的同行业介绍了一体化模块，也是我们学习的榜样之一。我们内部将歧管、氢气引射器、端板集成成一体化的歧管，像刚才说的EK和丰田都已经做了，我在展会上也看到了康明斯在系统上做一体化的歧管设计，系统的集成度是非常高。整堆跟系统都是完全自主设计开发，电堆里面是有35个主要零部件。按照国家示范城市群提到的八大零部件，我们目前实现了五大零部件广东省内的企业生产的，绿色部分是我们公司自己设计生产的，蓝色部分是我们在省内的合作伙伴生产的。红色部分是接下来要要跟合作伙伴在接下来几年努力突破，国产化替代，甚至广东省内实现置换。确实做电堆、做系统是一个系统工程，各个地方的零部件都要一起成长，在展会上我发现现在做了一些小的设计，像一些传统的纯电动和燃油车的设计，我还是收获了很多，我希望还没有建立联系的一些合作伙伴也积极联系我们。这里我提一些我自己的思考，现在行业已经从商业化初期进入了一个小规模的示范阶段，从去年下半年到现在大家都在建产线，像齐博士展示的自动化程度那么高的产线也是我们学习和追赶的目标。现在到了产品稳定性、稳定可靠的生产是目前这个行业发展的重点。我们现在在两个方面还是希望与各位同仁一起探讨的，就是在供应链方面，我觉得现在整个供应链不存在完全的卡脖子环节，我们国产材料还是做的很好的。但是在没有卡脖子，但是还是有部分的原料材料跟国外竞品还是存在一定差距的。另外即使现在是有供应商的，但是产品的合请关注微信公众号：碳中和资料库第136页共143页格率，还有NG品要进一步改善的。在质量管理方面，目前部分产品可靠性不高，检测的NG品的数据库不足，我们现在整个行业开始要建自动化产线，自动检测线对NG的识别现在数据库不高，据我了解现在很多业内同行建的产线在自动化程度上并没有真正转起来，主要是受制于NG品库的影响，还是需要人工全检的。这里我介绍一下我们的一些产品图谱，我们现在零部件，像氢气引射循环系统，包括分子器也是自己开发。我们现在引射循环系统是兼容在主推的系统里用。我们现在主推的两款电堆，一个是单堆形式，还有一个双堆的，单堆作为产品是100千瓦的模块，下面这个是双堆的150千瓦，三堆是130千瓦，甚至有更大一些的，根据市场的需求我们也会不断推出。右边是基于HO100做的E80发动机，下面是E100的发动机，最右边是我们基于150双堆的模块做的一个E120的发动机。这是我们现在做的几款跟我们的战略合作伙伴福迪汽车之前做的9t的保温车，这个在户外展厅，欢迎大家参观交流，我们之前也跟我们的合作伙伴中植、金龙也开发了8.5米跟10.5米的客车。产线，我们自己的电堆是刚刚在上个月完成招标，我们预计要建设一条电堆产线，我们电堆产线具备的功能是膜电极的检测线，我们膜电极的检测线具备双面瑕疵检测、尺寸检测、气密检测，我们是一个5工位的气密检测，为了满足节拍的需求。另外就是双极板的检测线，我们现在双极板现在已经冲压成型了，我们现在是要对它进行一个瑕疵检测，还有流场尺寸的检测，包括一个气密检测。在现在整个生产节拍里最卡生产节拍的是密封圈的组装线，我们现在是阴阳极各一条线，每一条线是一个双工位的贴胶圈的线。在电堆装配这一块也是用机械手实现膜电极和双极板的自动装配，整个产能最后下来是单班可以做到2500台，双班做到5000台，预计交货时间是在明年3月底。这是刚刚建成燃料电池发动机生产线，也是引进了AGV的小车，4工位的组装线，还有气密检测，还有电堆下线，右边是电堆下线的一个实景图。我刚才也提到电堆开发是需要各个专业领域的同事一起开发，我也展示了我们电堆的开发团队，是比较年轻的，各位同仁如果有在这个行业一起共同发展的理想，可以考虑加入我们一起做燃料电池电堆和系统的开发，谢谢大家！请关注微信公众号：碳中和资料库第137页共143页34、宣路：三电平离心空压机控制器技术嘉宾简介：宣路，深圳市福瑞电气有限公司销售副总。大家好，今天介绍本来是我们汤忠总工来做介绍，但是因为今天有一个临时重要接待，所以我就客串一下。今天我们来讲这个产品，是一个三电平拓扑结构的燃料电池空压机控制器，大家都很清楚福瑞电气在大功率电器DC-DC做得还可以，其实我们在空压机控制器研发也做了大量的投入，这个产品已经量产两三年时间。今天讲的内容主要是五部分，首先会把现在空压机控制器主功率的架构给大家简单介绍一下，后边我们会把两电平、三电平的拓扑给大家讲一下，最后讨论一下空压机驱动输出的电压变化率，也就是dV/dt对空压机的寿命的影响，这个影响很关键，最后面把我们的产品做一个简单的介绍。首先我们来看一下空压机控制器的主要架构。今天我们看到这个空压机控制器DC-AC前面是直流电源输入，DC-AC输出直接驱动这个电机，这是一个单级变换结构。之前行业内很多还会用双级变换结构，也就是在DC-AC之前还有一个DC-DC。今天主流的单级变换和之前的双级变化有什么特点？实际上就是架构变简单了，少了一个DC-DC，导致它的直流输入范围比较窄，那就是面向商用车设计的空压机就只能用于商用车，乘用车空压机就只能用于乘用车。另外它的轻载的电流的谐波也会高一些，但它少了一个DC-DC，它刹车控制策略、控制相对来说简单，少一个DC-DC成本也低一点。我们再来看空压机控制器的主功率电路拓扑。现在主流的产品拓扑都是两电平，大家看到电压是一个是低一个是高，是一个两电平的一个结构。它的特点是什么？结构比较简单。大家看这张图，两电平一共是6只管子，比较简单。控制和保护也比较简单，但是它的谐波会比较高，dV/dt比较大，电磁干扰也比较大，轴电流对空气轴承的影响比较大。这后边我会讲dV/dt轴电流为什么会对寿命有影响，但是它好处是什么？成本低，因为它只有6只管子，成本比较低，架构比较简单。这是国内大家常见控制器的一个主要拓扑。福瑞用的是一个三电平，这是一个两电平，除了福瑞，大家现在见到的空压机控制器大部分都是这个架构，请关注微信公众号：碳中和资料库第138页共143页两电平，它的特点就是成本低。我们看三电平功率拓扑，三电平拓扑有两种，一个是I型一个是T型。和上一张两电平拓扑图比，大家就看到复杂多了，其实它一共是12个管子，电子器件的数量大大增加了一倍。它的特点是什么？大家看看电压的图，它是三电平，它在低跟高之间中间还有一个电压，中间电平的引入，使电压的上升和下降斜率就会相对的缓了很多。它的特点是什么？和两电平比，这个架构已经复杂了很多，它这个控制和保护也会复杂很多。但是它的优点是，它的谐波和两电平比低了很多，dV/dt也很小，电磁干扰也小，轴电流对空气轴承影响也小，但是成本高上去了。所以福瑞电气采用的是三电平的路线，成本会高。但这一点大家放心，虽然我们成本高，但是售价是跟两电平一样的，我们会通过系统设计来平衡功率器件成本的上升，使得整体成本保持跟两电平拓扑的竞争力。但是给大家带来的好处就是说，什么谐波低，dV/dt小，电子干扰，什么轴成寿命影响，这个我们后面再讲，这其实是给大家带来了一个直接的好处。我们再来看dV/dt，我们讲了很多dV/dt，以做控制器的视角来看，对空压机寿命影响主要一个是空气轴承，一个是电机，高速电机。轴承这边有两个因素，一个是起停寿命，起停寿命的确保，使通过控制器加快0~起飞转速~0的时间，减少空气轴承的干磨的时间，来优化起停寿命，这和空压机控制器直接相关。第二个就是运行寿命。运行寿命要考虑流过空气轴承气隙的轴电流大小，轴电流导致的电火花对这个空气轴承的镀层会有积累的腐蚀，这个是由空压机控制器来控制，一会后边讲我们会来控制它，所以为什么三电平有优势，我们是说在这个方面，我们在轴电流的控制会比两电平有优势。在高速电机这边寿命相关的关键要素我们认为也是两点，一个是定子绕组绝缘寿命，如果控制器的dV/dt越大，局部电场它就会在的电压剧烈下局部升高，这时候就会有空气电离和辉光放电的作用，这就是我们常说的dV/dt对绝缘的电晕腐蚀。所以说dV/dt一定要控制住，要小，因为只有小才能会减少绝缘老化，这个是由控制器来解决。另外一个就是高频机械振动，这是您电机设计的结构。所以说我们控制器我们会从两点来解决，一个是空气轴承的运行寿命，由我们控制器来减小电机轴电流；一个是由电机控制器来降低绝缘老化，这都是我三电平这种拓扑带来突出优请关注微信公众号：碳中和资料库第139页共143页势。所以这也是为什么福瑞电机控制器比两电平的产品大家用起来会发现会好，其实这就是三电平的原因，从拓扑方案上决定了它就是有优势的。我们来看轴电流，刚才讲的轴电流是对空气轴承的寿命是有影响的，大家右边这图就是它在冲刷空气轴承涂层。轴电流一共又分了两种电流，一种是循环电流，一种是共模电流。循环电流后面还有一张图。轴电流它主要是产生了火花，火花之后，通过对空气轴承镀层会有一个腐蚀，影响了寿命，所以说轴电流一定要控制住。我们下一张图我们会看到轴电流。大家看着轴电流下边，它轴电流绕过空气轴承的瞬间它会产生电火花腐蚀，所以说电子绕阻会感生流过定子-空气轴承气隙-转子的电流，这个电流就是循环电流，那么dV/dt越大，它的循环电流就越大，然后耦合路径的分布电容越大它也越大，所以说电流一大，它产生电火花，一定是对你空气轴承的镀层有腐蚀，一定是影响你的寿命，所以说循环电流我们要控制dV/dt。共模电流这边，实际上大家看到就是说里边有些电容，实际上在定子、转子、外壳之间它都会分布一些电容，你这个空压机结构定了之后，你的分布电容也是定的，那么这时候跟你的dV/dt有关系了，你的电流是你的分布电容乘以dV/dt，所以dV/dt越小你的共模电流就越小，共模电流产生的电火花就越小，这时候你的寿命就越长，所以说这就是说为什么说我们一直说dV/dt是很关键的一个因素，三电平比两电平有明显的优势。我们来看到业内大家用的控制器一般dV/dt在6000伏每微秒，福瑞的产品实测在95000转的时候是162伏每微秒，也就是6000伏和162伏的一个差距。福瑞的三电平的控制器在dV/dt这个领域是明显的领先于行业的一个常规的水平。所以说这一点就是为对你的空气轴承的寿命，对电机的寿命是有一个巨大的帮助的。这就是我们前面铺垫了这么多循环电流、轴电流就是这么一个关键要素，是因为三电平拓扑的dV/dt控制得好，是由它的拓扑特性决定的。另外，我把福瑞电气的产品讲一下。目前我们空压机控制器这个产品已经从15千瓦到45千瓦都覆盖了，业内可能现在能提供45千瓦，电流在100安培以上，可能只有福瑞一家。效率我们已经超过了98%，这一点业内应该所有的空压机厂商用过福瑞的空压机控制器的，我们的效率是有优势的。另外控制精度超过了3%。另外我们现在是3000赫兹，1对极电机做到最高转速18万转每分钟。请关注微信公众号：碳中和资料库第140页共143页总体的结论就是说福瑞的三电平拓扑决定了它的dV/dt很小，决定了它和两电平对比，对电机和空气轴承的寿命有很好的确保。我后面再讲一下我们的一些产品。福瑞是做这种直流源和电子负载，是用于实验中的。我们一些特点主要是碳化硅器件，可以多个产品来并联，满足了20伏-800伏，我们可以用在什么呢？电堆的测试和活化使用，也可以用到燃电动力系统，系统上测试我们用恒压模式，可以将先开始给BOP供电然后再启动。用福瑞DC-DC和空压机控制器产品的用户，对我们产生信任之后发现福瑞的生产线全是自己的产品，实验室全是自己的产品，后来也都开始用福瑞的直流源跟负载，这个做得非常好。包括我们现在跟清华大学合作，在北京的环宇金辉建立了一个测试室服务中心，那边有专门的台架，提供电堆的测试服务和系统测试服务，因为它是在制氢厂里用氢气源。我们刚刚完成了给一个国内一线品牌的500小时的耐久试验，效果非常好，做了500小时，24小时不停机的。用的全是福瑞的直流源跟负载。将来大家有机会想做这种长时间的耐久，还是在这种制氢厂里，因为它的安全法规各方面都很好，氢气源是管道直通非常好。负载的架构其实我就不多讲了，这个也是业内常用的，只是我们跟业内比，我们是碳化硅器件，效率高。电磁干扰控制的好，这是我们一些优点，我这个不多讲。后边我把我们的产品稍微讲一下。福瑞电气目前虽然是以DC-DC在业内知名，但是我们的产品其实三大类。燃料电池DC-DC、空压机控制器和直流电子负载。2017年我们推出了V1.0平台DC-DC，是150毫米厚的，大家可以在我们展台上看到。我们当时推出的是550安培的产品，这个平台现在我们已经升级到600安培。对于V2.0的平台DC-DC，我们当时考虑到未来的大电流需求增加，我们做了一个850安培的，但是后来电堆没有增加到这么大，所以到2020年6月我们出了一个750安培的V3.0平台DC-DC，但是现在我们对V2.0又增加到了1000安培。DC-DC我们大概就是V1.0、V2.0、V3.0可以满足550安培及600安培、750安培、和1000安培的DC-DC的需求，然后我们后边V3.2、V3.3、V3.4、V3.5，全是走的集成化路线。福瑞电气从前年开始做DC-DC产品介绍都主要讲的是集成，请关注微信公众号：碳中和资料库第141页共143页就是高压系统集成，我们用我们的大功率DC-DC集成空压机控制器，集成降压的DC-DC等等，今年已经有大几百套的出货，一些主流的系统现在都在用福瑞电气的高压系统集成。之所以福瑞电气能做高压系统集成，主要是说DC-DC也在做，空压机控制器也在做，每个领域都做得非常好，所以说有这个基础来做大功率的这种集成。空压机控制器刚才讲了很多，其实我们也是两代产品。一代是15千瓦-35千瓦的，我们新推出的就是25-45千瓦，满足后边的200千瓦以电堆的需求。负载这边我们800伏500万的，然后升级到800伏800万，然后现在做到1000-1000。最后简单的再做一下介绍，福瑞电气就在深圳，也欢迎大家有机会到福瑞电气去参观指导，多多合作，我就不耽误大家时间了，谢谢大家。35、陈艺：Howden产品在氢能领域的应用嘉宾简介：陈艺，豪顿华工程有限公司氢能总负责人。今天很高兴来到氢听剧场。三天的展会，今天是最后一天。能够留到最后的一定是真爱，是对氢能的真爱。今天我们聊一下豪顿压缩机在氢能领域的应用。豪顿集团（HowdenGroup）属于KPS，是一家总部在英国格拉斯哥，专门提供气体增压产品，具有160年历史的跨国集团。豪顿集团在27个国家有分支机构，员工4000人。豪顿在中国的公司为豪顿华工程有限公司（以下简称豪顿华），于1994年成立。豪顿华目前年产值30亿RMB，近1300名员工。豪顿华除了制造加氢站里的隔膜压缩机之外，还有活塞式压缩机，螺杆式压缩机，单级离心鼓风机，离心风机等产品。豪顿威海工厂到目前已经完成2期，第三期于2022年投产。届时压缩机产能将较目前的500台再翻翻，可以满足包括中国在内以及中国周边国家和地区对于豪顿压缩机产品的需求。豪顿华目前在中国的加氢站市场中提供隔膜压缩机。隔膜压缩机技术来自法请关注微信公众号：碳中和资料库第143页共143页谢谢各位。如果对豪顿的产品感兴趣的朋友，可以到豪顿的网站或者直接与我联系。