Inovacija, popularizacija i primjena tehnologije proizvodnje vodikove energije -- studija slučaja Ally Hi-Tech
Izvorni link:https://mp.weixin.qq.com/s/--dP1UU_LS4zg3ELdHr-Sw
Napomena urednika: Ovo je članak koji je izvorno objavio službeni račun Wechata: China Thinktank
Dana 23. ožujka Nacionalna komisija za razvoj i reforme i Nacionalna uprava za energetiku Kine zajednički su izdali srednjoročni i dugoročni plan za razvoj industrije vodikove energije (2021.-2035.) (u daljnjem tekstu plan), koji je definirao energetsku atribut vodika i predložio da je vodikova energija sastavni dio budućeg nacionalnog energetskog sustava i ključni smjer novih strateških industrija.Vozilo s gorivim ćelijama je vodeće polje primjene vodikove energije i proboj industrijskog razvoja u Kini.
Godine 2021., potaknuto nacionalnom politikom demonstracija i primjene vozila s gorivnim ćelijama, pet urbanih aglomeracija Pekinga, Tianjina, Hebeija, Šangaja, Guangdonga, Hebeija i Henana je sukcesivno pokrenuto, započela je velika demonstracija i primjena 10 000 vozila s gorivnim ćelijama. biti pokrenut, a razvoj industrije vodikove energije vođen demonstracijom i primjenom vozila s gorivnim ćelijama stavljen je u praksu.
U isto vrijeme, također su napravljeni pomaci u primjeni i istraživanju energije vodika u područjima koja nisu transportna kao što su čelik, kemijska industrija i građevinarstvo.U budućnosti će raznolike i višescenarne primjene vodikove energije donijeti veliku potražnju za vodikom.Prema predviđanju China Hydrogen Energy Alliance, do 2030. kineska potražnja za vodikom dosegnut će 35 milijuna tona, a energija vodika činit će najmanje 5% kineskog terminalnog energetskog sustava;Do 2050. potražnja za vodikom bit će blizu 60 milijuna tona, vodikova energija činit će više od 10% kineskog terminalnog energetskog sustava, a godišnja vrijednost proizvodnje industrijskog lanca dosegnut će 12 trilijuna juana.
Iz perspektive industrijskog razvoja, kineska industrija vodikove energije još uvijek je u ranoj fazi razvoja.U procesu primjene, demonstracije i promocije vodikove energije, nedovoljna opskrba i visoka cijena vodika za energiju uvijek su bili težak problem koji je ograničavao razvoj kineske industrije vodikove energije.Kao ključna veza opskrbe vodikom, problemi visoke cijene franko tvornice i visokih troškova skladištenja i transporta vodika za vozila i dalje su istaknuti.
Stoga Kina hitno mora ubrzati inovaciju, popularizaciju i primjenu jeftine tehnologije proizvodnje vodika, poboljšati ekonomičnost demonstracijske primjene smanjenjem troškova opskrbe vodikovom energijom, podržati veliku demonstracijsku primjenu vozila na gorive ćelije i zatim pokrenuti razvoj cijele industrije vodikove energije.
Visoka cijena vodika je istaknuti problem u razvoju kineske industrije vodikove energije
Kina je velika zemlja koja proizvodi vodik.Proizvodnja vodika raspoređena je u petrokemijskoj, kemijskoj, koksnoj i drugim industrijama.Većina proizvedenog vodika koristi se kao međuprodukt za rafiniranje nafte, sintetski amonijak, metanol i drugi kemijski proizvodi.Prema statistici China Hydrogen Energy Alliance, trenutna proizvodnja vodika u Kini je oko 33 milijuna tona, uglavnom iz ugljena, prirodnog plina i druge fosilne energije i industrijskog nusproizvoda pročišćavanja plina.Među njima, proizvodnja vodika iz ugljena je 21,34 milijuna tona, što čini 63,5%.Slijede industrijski nusproizvodi vodika i proizvodnja vodika iz prirodnog plina, s proizvodnjom od 7,08 milijuna tona odnosno 4,6 milijuna tona.Proizvodnja vodika elektrolizom vode je relativno mala, oko 500 000 tona.
Iako je industrijski proces proizvodnje vodika zreo, industrijski lanac dovršen i stjecanje relativno povoljno, opskrba energetskim vodikom i dalje se suočava s velikim izazovima.Veći troškovi sirovina i troškovi transporta proizvodnje vodika dovode do veće cijene terminalne opskrbe vodikom.Kako bi se ostvarila velika popularizacija i primjena tehnologije vodikove energije, ključno je probiti usko grlo visokih troškova nabave vodika i troškova transporta.Među postojećim metodama proizvodnje vodika, trošak proizvodnje vodika iz ugljena je nizak, ali je razina emisije ugljika visoka.Trošak potrošnje energije za proizvodnju vodika elektrolizom vode u velikim industrijama je visok.
Čak i uz nisku električnu energiju, trošak proizvodnje vodika iznosi više od 20 juana/kg.Niska cijena i niska razina emisije ugljika u proizvodnji vodika iz napuštanja obnovljivih izvora energije važan je smjer za dobivanje vodika u budućnosti.Trenutačno tehnologija postupno sazrijeva, ali mjesto nabave je relativno udaljeno, troškovi transporta su vrlo visoki, a ne postoji scenarij promocije i primjene.Iz perspektive sastava troškova vodika, 30 ~ 45% cijene energetskog vodika čine troškovi transporta i punjenja vodikom.Postojeća tehnologija transporta vodika temeljena na visokotlačnom plinovitom vodiku ima manji volumen transporta jednog vozila, nisku ekonomsku vrijednost transporta na velike udaljenosti, a tehnologije skladištenja i transporta u čvrstom stanju i tekućeg vodika nisu zrele.Outsourcing plinskog vodika u stanicama za opskrbu gorivom još uvijek je glavni način.
U trenutnoj specifikaciji upravljanja vodik je još uvijek naveden kao upravljanje opasnim kemikalijama.Industrijska proizvodnja vodika velikih razmjera mora ući u park kemijske industrije.Velika proizvodnja vodika ne odgovara potražnji za vodikom za decentralizirana vozila, što rezultira visokim cijenama vodika.Hitno je potrebna visoko integrirana tehnologija proizvodnje vodika i punjenja gorivom kako bi se postigao napredak.Razina cijena proizvodnje prirodnog plina vodika je razumna, što može ostvariti veliku i stabilnu opskrbu.Stoga, u područjima s relativno bogatim prirodnim plinom, integrirana proizvodnja vodika i postaja za punjenje gorivom temeljena na prirodnom plinu izvediva je opcija opskrbe vodikom i realan put za promicanje stanica za punjenje vodikom kako bi se smanjili troškovi i riješio težak problem punjenja goriva u nekim zemljama. područja.Trenutačno u svijetu postoji oko 237 integriranih stanica za proizvodnju vodika montiranih na klizne nosače, što čini oko 1/3 ukupnog broja inozemnih stanica za punjenje vodikom.Među njima, Japan, Europa, Sjeverna Amerika i druge regije široko usvajaju način rada integrirane proizvodnje vodika i stanice za punjenje goriva u stanici.Što se tiče domaće situacije, Foshan, Weifang, Datong, Zhangjiakou i druga mjesta počela su istraživati pilot izgradnju i rad integrirane proizvodnje vodika i stanica za punjenje goriva.Može se predvidjeti da će nakon proboja politika i propisa o upravljanju vodikom i proizvodnji vodika, integrirana proizvodnja vodika i postaja za opskrbu gorivom biti realan izbor za komercijalni rad stanice za opskrbu vodikom.
Iskustvo u inovacijama, popularizaciji i primjeni tehnologije proizvodnje vodika tvrtke Ally Hi-Tech
Kao vodeće poduzeće u području proizvodnje vodika u Kini, Ally Hi-Tech se od svog osnutka više od 20 godina usredotočuje na istraživanje i razvoj novih energetskih rješenja i naprednih tehnologija za proizvodnju vodika.U područjima male tehnologije proizvodnje vodika prirodnog plina, tehnologije proizvodnje vodika katalitičkom oksidacijom metanola, tehnologije proizvodnje vodika elektrolizom vode na visokoj temperaturi, tehnologije proizvodnje vodika razgradnjom amonijaka, tehnologije sintetskog amonijaka male količine, pretvarača velikog monomera metanola, integrirane proizvodnje vodika i hidrogenacijski sustav, tehnologija usmjerenog pročišćavanja vodika u vozilu, mnogi su pomaci napravljeni u vrhunskim tehničkim poljima kao što su gore navedena.
Nastaviti promicati tehnološke inovacije u proizvodnji vodika.
Ally Hi-Tech uvijek uzima proizvodnju vodika kao srž svog poslovanja i nastavlja provoditi tehnološke inovacije u proizvodnji vodika kao što su pretvorba metanola, reformiranje prirodnog plina i PSA usmjereno pročišćavanje vodika.Među njima, jedan set opreme za proizvodnju vodika za pretvorbu metanola koju je neovisno razvila i dizajnirala tvrtka ima kapacitet proizvodnje vodika od 20000 Nm³/h.Maksimalni tlak doseže 3,3Mpa, dostižući međunarodnu naprednu razinu, s prednostima niske potrošnje energije, sigurnosti i pouzdanosti, jednostavnog procesa, bez nadzora i tako dalje;Tvrtka je napravila iskorak u tehnologiji proizvodnje vodika reformingom prirodnog plina (SMR metoda).
Usvojena je tehnologija reformiranja izmjene topline, a kapacitet proizvodnje vodika jednog kompleta opreme je do 30000 Nm³/h.Maksimalni tlak može doseći 3,0 MPa, troškovi ulaganja su uvelike smanjeni, a potrošnja energije prirodnog plina smanjena je za 33%;Što se tiče tehnologije usmjerenog pročišćavanja vodika adsorpcije promjenjivog tlaka (PSA), tvrtka je razvila niz cjelovitih setova tehnologija za pročišćavanje vodika, a kapacitet proizvodnje vodika jednog kompleta opreme je 100 000 Nm³/h.Maksimalni tlak je 5,0 MPa.Ima karakteristike visokog stupnja automatizacije, jednostavnog rada, dobrog okoliša i dugog vijeka trajanja.Ima široku primjenu u području industrijskog odvajanja plina.
Slika 1: H2 proizvodna oprema koju je postavio Ally Hi-Tech
Pozornost posvećena razvoju i promociji vodikovih energetskih serija proizvoda.
Dok provodi inovacije tehnologije proizvodnje vodika i razvoj proizvoda, Ally Hi-Tech posvećuje pozornost širenju razvoja proizvoda u području nizvodnih vodikovih gorivih ćelija, aktivno promiče istraživanje i razvoj i primjenu katalizatora, adsorbenata, kontrolnih ventila, modularnih malih vodika proizvodne opreme i dugotrajnog sustava napajanja gorivim ćelijama, te snažno promiče tehnologiju i opremu integrirane proizvodnje vodika i hidrogenacijske stanice.Što se tiče promocije proizvoda, stručna kvalifikacija inženjerskog dizajna Ally Hi-Tech je sveobuhvatna.Predan je pružanju proizvoda i usluga rješenja za vodikovu energiju na jednom mjestu, a primjena na tržištu proizvoda brzo se promovira.
Napravljeni su pomaci u primjeni opreme za proizvodnju vodika.
Trenutačno je Ally Hi-Tech izradio više od 620 kompleta opreme za proizvodnju i pročišćavanje vodika.Među njima, Ally Hi-Tech je promovirao više od 300 kompleta opreme za proizvodnju vodika iz metanola, više od 100 kompleta opreme za proizvodnju vodika iz prirodnog plina i više od 130 kompleta opreme za veliki PSA projekt, te je proveo niz projekata proizvodnje vodika od nacionalne teme.
Ally Hi-Tech je surađivao s poznatim tvrtkama u zemlji i inozemstvu, kao što su Sinopec, PetroChina, Zhongtai Chemical, Plug Power Inc. America, Air Liquid France, Linde Njemačka, Praxair America, Iwatani Japan, BP i tako dalje.To je jedan od cjelovitih pružatelja usluga opreme s najvećom opskrbom u području male i srednje opreme za proizvodnju vodika u svijetu.Trenutačno se oprema za proizvodnju vodika Ally Hi-Tech izvozi u 16 zemalja i regija kao što su Sjedinjene Države, Japan, Južna Koreja, Indija, Malezija, Filipini, Pakistan, Mianmar, Tajland i Južna Afrika.Godine 2019. integrirana oprema za proizvodnju vodika iz prirodnog plina treće generacije tvrtke Ally Hi-Tech izvezena je u American Plug Power Inc., koja je dizajnirana i proizvedena u potpunosti u skladu s američkim standardima, stvarajući presedan za kinesku opremu za proizvodnju vodika iz prirodnog plina. izvoziti u Sjedinjene Države.
Slika 2. Integrirana oprema za proizvodnju vodika i hidrogenaciju koju Ally Hi-Tech izvozi u Sjedinjene Države
Izgradnja prve serije integrirane stanice za proizvodnju vodika i hidrogenizaciju.
S obzirom na praktične probleme nestabilnih izvora i visokih cijena vodika za energiju, Ally High-Tech je predan promicanju primjene visoko integrirane tehnologije proizvodnje vodika i korištenju postojećeg zrelog sustava opskrbe metanolom, mreže cjevovoda prirodnog plina, CNG-a i LNG punionice za rekonstrukciju i proširenje integrirane postaje za proizvodnju vodika i opskrbu gorivom.U rujnu 2021. prva domaća integrirana stanica za proizvodnju vodika i hidrogenaciju prirodnog plina prema općem ugovoru s tvrtkom Ally Hi-Tech puštena je u rad u stanici za hidrogenaciju Foshan gas Nanzhuang.
Stanica je projektirana s jednim setom jedinice za proizvodnju vodika za reformiranje prirodnog plina od 1000 kg / dan i jednom setom jedinice za proizvodnju vodika elektrolizom vode od 100 kg / dan, s vanjskim kapacitetom hidrogenacije od 1000 kg / dan.To je tipična integrirana hidrogenacijska stanica "proizvodnja vodika + kompresija + skladištenje + punjenje".Preuzima vodstvo u primjeni ekološki prihvatljivog katalizatora široke promjene temperature i usmjerene tehnologije supročišćavanja u industriji, koja poboljšava učinkovitost proizvodnje vodika za 3% i učinkovito smanjuje potrošnju energije za proizvodnju vodika.Stanica ima visoku integraciju, malu površinu i visoko integriranu opremu za proizvodnju vodika.
Proizvodnja vodika u postaji smanjuje transportne veze vodika i troškove skladištenja i transporta vodika, što izravno smanjuje troškove potrošnje vodika.Stanica ima rezervirano vanjsko sučelje, koje može napuniti dugačke prikolice za cijevi i služiti kao matična stanica za osiguravanje izvora vodika za okolne hidrogenacijske stanice, tvoreći regionalnu podroditeljsku integriranu stanicu za hidrogenaciju.Osim toga, ova integrirana stanica za proizvodnju vodika i hidrogenaciju također se može rekonstruirati i proširiti na temelju postojećeg sustava distribucije metanola, plinovodne mreže i drugih objekata, kao i benzinskih postaja i CNG & LNG punionica, što je lako promovirati i implementirati.
Slika 3. Stanica za integriranu proizvodnju vodika i hidrogenaciju u Nanzhuangu, Foshanu, Guangdongu
Aktivno vodi industrijske inovacije, promociju i primjenu te međunarodne razmjene i suradnju.
Kao ključno visokotehnološko poduzeće nacionalnog programa Torch, demonstracijsko poduzeće novog gospodarstva u provinciji Sečuan i specijalizirano i posebno novo poduzeće u provinciji Sečuan, Ally Hi-Tech aktivno predvodi inovacije u industriji i promiče međunarodne razmjene i suradnju.Od 2005. Ally Hi-Tech je sukcesivno pružao tehnologiju i opremu za proizvodnju vodika u glavnim nacionalnim projektima gorivnih ćelija 863 - Shanghai Anting stanica za gorivo za vodik, stanica za punjenje vodikom na Olimpijskim igrama u Pekingu i stanica za punjenje vodikom na svjetskoj izložbi Shanghai World Expo, te je osigurao sve projekte stanica za proizvodnju vodika kineskog svemirskog lansirnog centra s visokim standardima.
Kao član nacionalnog Odbora za standardizaciju energije vodika, Ally Hi-Tech je aktivno sudjelovao u izgradnji sustava standarda za energiju vodika u zemlji i inozemstvu, vodio je izradu nacrta jednog nacionalnog standarda za energiju vodika i sudjelovao u formuliranju sedam nacionalnih standarda. i jedan međunarodni standard.U isto vrijeme, Ally Hi-Tech je aktivno promovirao međunarodnu razmjenu i suradnju, osnovao Chengchuan Technology Co., Ltd. u Japanu, razvio novu generaciju tehnologije proizvodnje vodika, SOFC kogeneracijsku tehnologiju i srodne proizvode, te ostvario suradnju s tvrtkama u Sjedinjenim Američkim Državama, Njemačkoj i Japanu u području nove tehnologije proizvodnje vodika elektrolizom vode i tehnologije sintetskog amonijaka u malim razmjerima.S 45 patenata iz Kine, Sjedinjenih Država i Europske unije, Ally Hi-Tech tipično je poduzeće temeljeno na tehnologiji i izvozno orijentirano.
Prijedlog politike
Prema gornjoj analizi, na temelju inovacije tehnologije proizvodnje vodika, Ally Hi-Tech je napravio pomak u razvoju opreme za proizvodnju vodika, promociji i primjeni opreme za proizvodnju vodika, izgradnji i radu integrirane proizvodnje vodika i stanice za punjenje goriva , što je od velike važnosti za kinesku neovisnu tehnološku inovaciju vodikove energije i smanjenje troškova energetske potrošnje vodika.Kako bi se osigurala i poboljšala opskrba vodikovom energijom, ubrzala izgradnja sigurne, stabilne i učinkovite mreže za opskrbu vodikovom energijom i izgradio čist, niskougljični i jeftin diverzificirani proizvodni sustav vodika, Kina mora ojačati inovacije tehnologije proizvodnje vodika i razvoj proizvoda, probijanje ograničenja politika i propisa i poticanje nove opreme i modela s tržišnim potencijalom da se prvi isprobaju.Daljnjim poboljšanjem potpornih politika i optimizacijom industrijskog okruženja, pomoći ćemo kineskoj industriji vodikove energije da se razvije uz visoku kvalitetu i snažno podržati zelenu transformaciju energije.
Poboljšati sustav politika industrije vodikove energije.
Trenutačno su izdani "strateško pozicioniranje i politike podrške industriji vodikove energije", ali nije specificiran konkretan smjer razvoja industrije vodikove energije.Kako bi razbila institucionalne prepreke i uska grla politike industrijskog razvoja, Kina treba ojačati inovacije politike, formulirati savršene norme upravljanja vodikovom energijom, razjasniti procese upravljanja i upravljačke institucije pripreme, skladištenja, transporta i punjenja te implementirati odgovornosti odgovorna služba sigurnosnog nadzora.Pridržavajte se modela demonstracijske primjene koja pokreće industrijski razvoj i sveobuhvatno promičite raznoliki demonstracijski razvoj vodikove energije u transportu, skladištenju energije, distribuiranoj energiji i tako dalje.
Izgradite sustav opskrbe vodikovom energijom u skladu s lokalnim uvjetima.
Lokalne vlasti trebaju sveobuhvatno razmotriti kapacitet opskrbe vodikovom energijom, industrijsku osnovu i tržišni prostor u regiji, na temelju prednosti postojećih i potencijalnih resursa, odabrati odgovarajuće metode proizvodnje vodika u skladu s lokalnim uvjetima, provesti izgradnju jamstvenog kapaciteta opskrbe vodikovom energijom , dati prednost korištenju industrijskog nusproizvoda vodika i usredotočiti se na razvoj proizvodnje vodika iz obnovljivih izvora energije.Potaknite kvalificirane regije na suradnju kroz više kanala kako bi izgradili siguran, stabilan i ekonomičan lokalni sustav opskrbe vodikovom energijom s niskim udjelom ugljika kako bi se zadovoljila potražnja opskrbe velikim izvorima vodika.
Povećati tehnološke inovacije opreme za proizvodnju vodika.
Usredotočite se na promicanje istraživanja i razvoja, proizvodnje i industrijske primjene ključne opreme za pročišćavanje vodika i proizvodnju vodika i izgradite visokokvalitetni razvojni tehnološki sustav za proizvode opreme za vodikovu energiju oslanjajući se na povoljna poduzeća u industrijskom lancu.Podržati vodeća poduzeća u području proizvodnje vodika da preuzmu vodstvo, osmisliti inovacijske platforme kao što su centar za industrijske inovacije, centar za inženjerska istraživanja, centar za tehnološke inovacije i centar za proizvodne inovacije, uhvatiti se u koštac s ključnim problemima opreme za proizvodnju vodika, podržati "specijalizirane i posebne nove "malim i srednjim poduzećima da sudjeluju u istraživanju i razvoju zajedničkih tehnologija opreme za proizvodnju vodika i njeguju niz pojedinačnih poduzeća šampiona sa snažnom nezavisnom sposobnošću temeljne tehnologije.
Ojačati potporu politike za integriranu proizvodnju vodika i hidrogenacijske stanice.
Plan ističe da za istraživanje novih modela kao što su vodikove stanice koje integriraju proizvodnju vodika, skladištenje i hidrogenaciju u stanici, moramo iz korijena probiti politička ograničenja izgradnje integriranih stanica.Uvesti nacionalni energetski zakon što je prije moguće kako bi se odredila energetska svojstva vodika s gornje razine.Probiti ograničenja izgradnje integriranih stanica, promicati integriranu proizvodnju vodika i hidrogenacijske stanice te provesti pilot demonstraciju izgradnje i rada integriranih stanica u gospodarski razvijenim područjima s bogatim izvorima prirodnog plina.Osigurati financijske subvencije za izgradnju i rad integriranih stanica koje ispunjavaju zahtjeve cjenovne ekonomije i standarde emisije ugljika, podržati relevantna vodeća poduzeća da se prijave za nacionalna "specijalizirana i posebna nova" poduzeća i poboljšati sigurnosne tehničke specifikacije i standarde integriranog vodika proizvodne i hidrogenacijske stanice.
Aktivno provoditi demonstraciju i promociju novih poslovnih modela.
Poticati inovacije poslovnog modela u obliku integrirane proizvodnje vodika u postajama, sveobuhvatnih energetskih stanica za opskrbu naftom, vodikom i električnom energijom te koordiniranog rada "vodika, vozila i postaja".U područjima s velikim brojem vozila na gorivne ćelije i velikim pritiskom na opskrbu vodikom, istražit ćemo integrirane stanice za proizvodnju vodika i hidrogenizaciju iz prirodnog plina te poticati područja s razumnim cijenama prirodnog plina i demonstracijskim radom vozila na gorivne ćelije.U područjima s obilnim resursima vjetra i hidroelektrana i scenarijima primjene energije vodika, izgradite integriranu proizvodnju vodika i hidrogenacijske stanice s obnovljivom energijom, postupno proširite razmjere demonstracija, formirajte replicirano i popularizirano iskustvo i ubrzajte smanjenje ugljika i troškova energije vodika.
(Autor: tim za istraživanje buduće industrije Beijing Yiwei Zhiyuan Information Consulting Center)
Vrijeme objave: 29. rujna 2022
