山东赛克赛斯黄方:用弃风、弃光、弃水、弃核制氢储能
2018年 11 月 6-8日,第一届中国(佛山)国际绿色技术及产品推介会暨第二届中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品推介会(CHFC2018)将在佛山南海千灯湖举办。“氢听剧场”作为推介会极具特色的活动之一,将于11月6-7日在国内馆C1-11召开,旨在为氢能与燃料电池领域的前沿理念、核心技术、创新产品提供绝佳的“秀”舞台。能见App全程直播本次大会。
山东赛克赛斯氢能源有限公司市场总监黄方出席本次大会,在“燃料电池应用专题”环节,作题为“PEM纯水电解制氢技术”的主旨演讲。
以下为发言实录:
黄方:尊敬的各位来宾,大家下午好!
首先我介绍一下我们公司,山东赛克赛斯氢能源有限公司,估计在座很多都听过我们公司,我们专门做PEM纯水电解制氢技术。
开始之前我问大家一个问题,有没有人知道现在可用的工业副产氢的年产量?我参加很多展会和论坛,很多专家都在讲氢能发展利用工业副产氢,我查了一下,2015年的时候可用余量大概有38万吨,可以供190万辆燃料汽车使用,每年大概有198万吨的富余产量可以作为备用。前两天我看了一个别克汽车的广告,广告语是“千万要有你”,指的是从1998年到2018年这20年间他们拥有1000万个用户,卖出了1000万辆车。
我想到一个问题,单单一个别克品牌就做了一千万量,如果氢燃料汽车发展起来的话,它的产量肯定还要更大,那么多余的氢从哪里来?我们做电解制氢,我们想到的就是用可再生能源做制氢储能。如果未来三到五年之内氢燃料车发展起来的话,每年38万吨的富余氢,我来自于山东济南,据我了解山东济南现在车辆保有量大概110万辆,每年以10万辆产量在增加,后期氢燃料汽车发展对于氢能产业发展,我们只能寻求其他途径来解决。
下面我主要介绍PME技术以及我们的发展状况。山东赛克赛斯氢能源公司是属于山东赛克赛斯集团,前身是1989年由山东省化工研究院几位专家申请了一个SPE国家项目,在2007年的被我们集团收购,成立了山东赛克赛斯氢能源公司。
这是我们的核心技术,利用美国杜光膜N17做出来的纯水电解的膜电极。上面的催化剂涂层是我们自有技术做的涂层,把它压到了N17膜上,然后形成膜电极。由于它的厚度在0.175到0.178毫米之间,我们又称为零间距的电解槽。这是一个动态的PEM技术演示,就是通过质子交换,通过电子的结合,产生氢气,我们做的是氢气和氧气分离的技术。
电解槽的种类,从最开始研制的时候这么小的电解槽,到现在每年加大投入和研发,在前年我们产生了两类电解槽。去年我们展出了10立方米/小时的电解槽,我们最新做出了260立方米/小时的电解槽。我们又把它称为能源级的电堆,我们重点推广方向就是可再生能源制氢这一块。昨天有几位专家问我,你们这个产品的应用场景到底是什么?我告诉他,我们的应用场景就是结合弃风、弃光、弃水、弃核,我们制氢储能,这是我们最终的应用场景。后面会介绍我们的技术特点,我们能够适应可再生能源制氢的可行性。
我们结合各种情况的电解槽做出来的产品,包括小型的用于轻分析医学的制氢机,也可用于电子行业中大型的制氢机,以及后期电站式的能源式的制氢设备,这是我们去年做出来展出的10立方米/小时的设备,这两款产品已经成熟运用在很多领域,比如6立方米的制氢机应该应用在很多电厂,包括伊拉克、伊朗都有。10立方米/小时的设备应用在电子半导体行业,在华南地区和华东地区都有客户。
我们的制氢机有什么优势?
安全。我们的设备启动需要5分钟,5分钟之后就可以产出纯氢。我们一键式操作,后期需要加压,然后运输、储存。
我们采用先进的控制技术让它操作起来更方便,也更灵敏。里面加有各种各样的探测器,实验过程中我们如果拿一瓶氢气放到设备里面,这个机器就会自动停止产氢,有各种安全系统确保它安全可靠。产氢量可以0—100%的智能化调控,在没有电的情况下我可以停止制氢,特别是在风电,因为风电不稳定,这一块我们有很强的优势,同时我们的用电量来讲是根据它的产气量来定的,我们基本是一个立方米4到5度电的电量。也就是说,没有这么大功率情况下,比如260立方米的机器只产生2个立方米的气量,我也只靠2个立方的电。
对环境无污染,对人体无害。我们做的是纯水电解,传统技术来讲需要加电解质,因为纯水不导电,需要加电解质,但我们采用质子交换技术,所以我们对水质要求越高越好。现在半导体行业这个领域用的水还是比较容易获取的,从用水量来讲水的成本基本可以忽略不计。
太阳能制氢应用主要有这么几个领域,我们最终想应用到氢能源领域,然后作为能源的转化和储备。李克强总理到日本去访问的时候,提出针对氢产业的规划。我们和济南市政府合作,要在济南做一个氢能赛克赛斯产业园,我们对产业园区也做了规划。
赛克赛斯氢能产业园的目标主要分为这样几块,我们根据世界氢能组织的建设目标制定我们自己的目标。因为我们有纯水制氢技术,我们认为这几大目标都是可以实现的。第一个是促进大规模可再生能源的整合和发电。我们和四川能源局等机构探讨怎么样利用弃水弃电,他们告诉我说,有500亿千瓦时的弃电想用来制氢储能。另外我们正在规划设计一个12MW的制氢示范项目。还有西北宁夏有一些光伏发电、风力发电弃电的制氢项目。我们依托于纯水电解技术产生氢气进行储能。其实所谓的储能,对于“氢能”这个词,我个人认为,氢气是一种物质,通过电能把氢气转化为一种物质,然后再转为氢气或者其他能源形式使用,所以称为“氢能”我觉得并不严谨。还有一个设想,把氢气产生出来以后与天然气结合。根据现在的技术标准,在天然气中的掺量可以添加20%左右。如果利用现有管道进行氢气运输,可以大大降低氢气的使用成本。我们和一些团队合作,他们做二氧化碳捕捉的,利用二氧化碳循环利用,和氢气结合,产生一些醇类物质,做一些氢能方面的利用,这也是一个方向。
还有跨部门和地区的能源分销。今天有讲液氢的,也有讲用高压储存的,我们也是多种方式结合,把可再生能源转化成氢气,然后形成氢能产业。
这是充分利用电能和氢能,由多种能源组成的社会结构。前几天发布的新闻上,新华社也好,中央电视台也好,都明确表示氢能要作为我国节能结构的一个重要组成部分,也就是说国家对氢能的发展也是有一定规划的。还有交通脱碳化,主要运用在氢能源车上。
纯水电解制氢设备指标。这是我们日本的客户测了以后反复给我们的,日本人都是非常严谨的,他们的标准提出很高的要求,也让我们的产品更进一步得到提升。中国国内有一个团队在做二氧化碳捕捉技术结构,现在在世界上应该排在第三位,现在由于他们的成本比较高,他们还在寻求一个放大的机会,这一块也是氢气利用很关键的一部分。还有帮助建筑热量能源脱碳化。在出气的时候采用天然气作为气源,然后进行供能和供热的装置,去年松下到了我们公司,买了我们的制氢机,想利用太阳能发电,然后储氢,然后再运用到他的系统上。因为对于日本来讲是一个能源匮乏的国家,他的天然气是没有产量的,天然气使用对他来讲也是非常大的成本,所以他们想利用氢气进行转换。今天新闻上报道的是松下发布了全氢能源的产品,这对我们来讲也是一个很大的进步。这套设备在日本松下和东芝都有出售,因为我们国家和日本还是有一定差异,因为日本是一个岛国,处于地震带上,上一次海啸和地震过程中它的电网受冲击非常厉害,电网一旦受冲击以后居民用电就会首先影响,所以这种分布式电源对他们来讲很有实际意义。在国外来讲推广这个也是有可能性的,但是必须在一些特定环境下。我们也和一些军队合作,做供氧供氢统还有为工业提供清洁的原料。我说别克从98年做到2018年做了一千万辆,只是一个品牌,燃料汽车来讲这么多品牌在做,什么时候爆发,什么时候达到这个数量级真的不敢猜测。除此以外,分布式电源也要运用到氢气,所以仅仅是工业副氢来讲量还是不够的。
赛克赛斯氢能产业基地是以可再生能源为主,通过各种制氢、运输方式,达到全产业链的氢能社会,让社氢能真正成为我国能源的一个补充体系。
PEM制氢技术的发展方向。第一是纯水电解用质子膜的研发及生产。小试我们已经做过了,这个产品也开始在慢慢扩大化。第二是非贵金属催化剂的研发及生产。贵金属催化剂也占据了很重的一个费用,所以导致我们的成本很高。第三是高导电性、低流阻及抗腐蚀性双极板、集电器的研发和生产。第四是面向宽功率应用制氢电源及制氢系统集成。第五是电耗的问题,根据国内一些专家的标准,我们要降到4度电以下,这也是我们后期研发的方向。
我们很高兴和各位能够进行交流,我们也欢迎各位专家与领导到我们的工厂,我们在山东济南,希望多一点给予我们指导,让我们为氢能产业的发展贡献一份力量。
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