2019年03月综合能原系统与氢能燃料电池中国能建广东院一、氢能与燃料电池简介百万千瓦火电百万千瓦核电百万伏特高压百万千瓦海上风电新能源研究与开发综合能源利用智能电网应用低碳环保与超清洁能源改造智慧城市研究与建设咨询规划勘察设计工程总承包投资运营广东院已从传统设计院发展为服务能源和基础设施建设的国际工程公司国家综合甲级资质（电力、核工业、网信、智慧城市、海洋等21个行业）国内唯一获得海洋工程勘察全部三个专业甲级资质的电力设计企业国内唯一同时具有工程勘察综合类甲级和海洋工程勘察甲级的企业国内唯一入选中国海洋工程咨询协会年度“十佳单位”称号的电力企业2017年国家科技进步特等奖、第十四届全国质量奖、全国五一劳动奖状、中央企业先进集体一、氢能与燃料电池简介一、氢能与燃料电池简介土耳其波黑印度◎都利2×600MW火电厂项目◎瓦罗拉2×300MW火电厂项目◎波特瑞2×300MW火电厂项目◎罗莎一期和二期4×300MW火电厂项目◎摩沙贝尔2×660MW燃煤电厂项目印度尼西亚◎万丹1×670MW超临界燃煤电厂项目越南■越南永昂一期2×600MW电厂项目■沿海一期2×622MW燃煤电厂项目■永新一期2×600MW燃煤电厂项目■太平二期2×600MW燃煤电厂项目◎冒溪2x220MW燃煤电厂项目老挝◎老挝国家电力规划项目◎大湄公河次区域电网投资策略研究项目总承包◎勘察设计和咨询非洲◎赤道几内亚姆比尼燃气电厂项目◎刚果35-110kV电网规划项目◎刚果布恩扎项目◎埃塞俄比亚GIBEⅢ-ADDISABABA输变电项目◎坦桑尼亚输气管道工程项目◎安哥拉SK输变电建设项目勘察设计监理项目◎南苏丹Malakal-Bor项目香港◎向香港增送核电规划方案研究项目◎香港中华电力有限公司电厂咨询项目巴基斯坦◎巴基斯坦HUBCOII2×660MW燃煤电厂◎巴基斯坦瓜达尔电厂项目马达加斯加◎马达加斯加苏拉拉铁矿自备电厂非洲伊朗亚洲印度孟加拉老挝越南印度尼西亚俄罗斯朝鲜马达加斯加意大利波黑欧洲土耳其香港巴基斯坦安哥拉几内亚刚果埃塞俄比亚苏丹孟加拉◎达卡IV输变电项目◎Meghnaghat联合循环电厂项目◎Bibiyana燃气轮机电厂项目■Shahjibazar联合循环电厂项目伊朗◎NorthPars2000MWGTCC电站项目◎NorthPars柴油自备电厂项目◎Unit燃机项目马来西亚◎马来西亚3B项目朝鲜平壤2×300MW燃煤电厂项目马来西亚■土耳其KONYAILGIN1×500MWCFB超临界燃煤电厂总承包项目■Tuzla7号机组1×450MW燃煤电厂项目国际业务吉尔吉斯斯坦埃及吉尔吉斯斯坦■水泥生产线项目埃及■20MW光伏项目氢能与燃料电池产业链一一、氢能与燃料电池简介氢能“原”=能量+原料一、氢能与燃料电池简介燃料电池基本原理一、氢能与燃料电池简介燃料电池基本原理二、核电站主要类型一、氢能与燃料电池简介宏观能源综合能源系统与燃料电池二二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展能源耦合环节二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展燃料电池二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展市电控制系统负载断电备用电源铝燃料电池3二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展市电控制系统负载断电备用电源铝燃料电池3二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展三、氢能燃料电池产业链分析燃料电池甲醇天然气氢气液体燃料三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-分布式发电三、氢能燃料电池产业链分析固体氧化物燃料电池技术优势利用现有能源网络；不使用贵金属；报废后无需回收；全固态；大规模生产后成本可以与燃气轮机持平。市场切入点可以使用氢气/工艺副产气、也可以使用CNG/LNG/LPG/合成气、汽油/柴油/煤油、甲醇/乙醇等碳基燃料；与现有能源网络兼容，直接切入市场难点，解决市场痛点；本质性热电联产应用场景-SOFC三、氢能燃料电池产业链分析IGFC的核心是SOFC或者MCFC应用场景-IGFC三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-IGFC三、氢能燃料电池产业链分析产品特点：发电成本低排放清洁体积小建设周期快（2-3个月）效率高（60-65%电转化效率）发电效率=(1.2+0.1)/2=65%应用场景-SOFC三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-SOFC二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展直接碳燃料电池(Directcarbonfuelcell，DCFC)是采用固体碳为燃料，通过其直接电化学氧化反应来输出电能。电能输出空气出口CO2碳燃料入口_+阳极阴极电解质-阳极：C的氧化阴极：O2的还原空气入口图1-2DCFC基本工作原理示意图具体的电极反应因DCFC使用的电解质不同而不同。理想的电池反应为：C+O2=CO2二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展1、燃料电池储能+发电经济性分析燃料电池谷电制氢，高峰时放电。谷底电制氢成本=12.54元/公斤=1.01元/立方，即变动成本0.67元/度电。燃料电池装置成本摊提=1.12元/度电。电解及储氢装置成本摊提=0.17~0.34元/度电。电力成本小计=1.96~2.13元/度电。同比例余热利用后实际电力成本=0.98~1.065元/度电。目前广州市大工业峰平谷电价为：1.0335,0.6380,0.3338元/度。平均电价为0.6355元/度+基本电费。2、燃料电池发电经济性分析每度电氢燃料消耗量0.667立方米=0.667元/度电（氢气1元/立方计算？），即变动成本0.667元/度电。燃料电池装置成本摊提=0.6~1.12元/度电。电力成本小计=1.267~1.787元/度电。同比例余热利用后实际电力成本0.8935~1.267元/度电。备注1：需与政府争取谷电制氢半价政策。经测算，按照目前造价及技术水平，暂无法盈利。经反算，当厂家设备（含安装）价格降至1.2万元/kW，设备满足综合效率40%，寿命26500小时以上时，可实现盈利。三、氢能燃料电池产业链分析氢储运—加氢站合建站1、油氢合建站2、电氢合建站3、气氢合建站海上风电与氢能燃料电池三二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展日本氢能与海上风电二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展美国氢能与海上风电二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电A二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电B二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电C二、核电站主要类型二、国内外发展趋势与工程技术进展欧洲氢能与海上风电C二、国内外发展趋势与工程技术进展国家政策三、氢能燃料电池与海上风电技术结合Electrolyzer-Waterpurification-Regulators-Gasdryer-ShutdownSwitch-etc.HydrogenStorageOffshorewindH2Gas+-VWaterSupplyH2TruckingH2PipelineO2GasPeakShavingICE/FuelCellPowerConditioner-GridInterconnector-MaxPowerTracker-AC/DCconverter-PowerSupplySwitch-etc.ControlSystemsLocalH2Use海上风电制氢三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢-离岸在岸三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢-离岸在岸三、氢能燃料电池与海上风电技术结合岸上制氢三、氢能燃料电池与海上风电技术结合离岸制氢A三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢技术碱水电解(Alkali)纯水电解（SPE）高温蒸汽电解（SOEC）电解质/隔膜30%KOH/石绵膜纯水+质子交换膜固体氧化物（YSZ等）电流密度1~2A/cm21~10A/cm20.4~1.0A/cm2工作效率4.5~5.5度电/Nm3H2~4.0度电/Nm3H2~3.0度电/Nm3H2工作温度≤90oC≤80oC600~800oC产氢纯度≥99.8%≥99.99%≥99.99%设备体积1~1/3———操作特征洗脱雾沫夹带碱液长时间稳定运行可维护性一般方便高温特殊设计环保性一般好好产业化程度充分产业化特殊应用，商业化起步尚待开展单机规模1000Nm3H2/h200Nm3H2/h70Nm3H2/h（可能）成本1000/（Nm3H2/h）~2000/kW装机碱性电解的2~3倍碱性电解的3~4倍三、氢能燃料电池与海上风电技术结合制氢技术三、氢能燃料电池产业链分析SOEC制氢储能+海水淡化三、氢能燃料电池与海上风电技术结合SOEC-SOFC氢能后续产业链延伸四三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲烷化三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲烷化三、氢能燃料电池产业链分析甲烷化流程图应用场景-甲烷化三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲醇化三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲醇化三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-甲醇化预处理Pretreatment胺吸收法AmineabsorptionFromShell膜分离法MembranetechnologyFromMTRPurification三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-天然气加氢三、氢能燃料电池产业链分析ASMEB31.12-2014hydrogenpipingandpipelinesASMEB31.8-2014GasTransmissionandDistributionPiping应用场景-天然气加氢ASME31.1POWERPIPINGASME31.3PORCESSPIPING三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-天然气加氢三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-应急产业三、氢能燃料电池产业链分析1、提供饮用水2、低温燃料电池防红外3、降低单兵负重4、工作安静应用场景-军工三、氢能燃料电池产业链分析应用场景-军工三、氢能燃料电池产业链分析油品升级->加氢应用场景-石油炼化加氢三、氢能燃料电池产业链分析（2）膜分离器（3）回收减排流程（1）膜美国MTR1.02μm国产0.78μm德国GKSS1.09μm应用场景-石油炼化加氢2014年6月13日~7月18日投运36天增收氢气1800余吨实现效益2500多万元中石化大连石化（2014年）膜分离+PSA回收氢气（膜处理量~8万Nm3/h）三、氢能燃料电池产业链分析膜分离浅冷分离汽油吸收变压吸附深冷分离低投资☆☆☆☆☆☆☆☆☆高收率☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆产品浓度☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆低能耗☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆易操作☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆易耦合☆☆☆☆☆☆☆☆N2O2CH4C2C3C4C5渗透慢玻璃态有机膜，扩散控制尺寸筛分优先透过小分子渗透快橡胶态有机膜，溶解控制溶解性差异分离优先透过大分子应用场景-石油炼化加氢三、氢能燃料电池产业链分析谢谢Thanks！王小博18028886900微信同号地址：中国广东省广州市科学城天丰路1号邮编：510663电话：020-32118888传真：020-32119999Add:No.1,TIANFENGRoad,ScienceTown,Guangzhou,Guangdong510663,ChinaTel：+862032118888Fax：+862032119999www.gedi.ceec.net.cn