氢能与氢燃料电池产业链概述PPT课件

氢
单
成本高
需要经过高温 裂解
水电解制氢
利用核能、风
技术成熟、产氢杂质少、电力 资源丰富、制氢过程碳排放量
低、环境友好
能耗高，有能量损失、 成本较高、减排效果 受电力来源结构影响
能、水能、太 阳能等可再生 能源，水电解 制氢将清洁无
排放
生物质气化制 氢、光解水制
氢
环境友好、原料丰富
.
尚未实用化、转化率 还处于科研阶
传 统 用 途
氢 能 源
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二、氢燃料电池产业链
• 氢能利用的核心媒介是氢燃料电池。
• 氢+氧
燃料电池
水+电流+热量
• 化学总反应式 ：2H2 +O2 =2H2O + 电 + 热
• 氢燃料电池产业链包括：制氢、储运氢、加氢站、 氢燃料电池系统、各项应用。
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氢能源 （制氢、 储运）
氢燃料电池产业链构成
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加氢设备
• 加氢站的主要设备：泄气柱、压缩机、储氢罐、 加气机、管道、控制系统、氮气吹扫装置及安全 监控装置。
• 核心设备：压缩机、储氢罐、加气机。 • 目前我国从事核心设备研发的企业较少，加氢核
心设备主要依赖进口，自主产品发展不成熟，导 致了我国加氢站建设成本很高。 • 目前我国加氢站建设技术已经很成熟，最大问题 是建设成本很高，关键是土地成本和核心零部件 成本较高。
有机物储氢 有机物储氢
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（三）加氢站
• 氢燃料电池的应用和商业化离不开加氢站基础设施的建设。 • 氢气加注是通过将不同来源的氢气经过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过
加气机为氢燃料电池汽车加注氢气。
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气源
氢燃料电池 汽车
加氢站流程图
调压（计量）装置 加气系统
.
干燥系统
氢气压缩系统
储 高压区 气 中压区 系 统 低压区
电堆
膜电极 端板 双极板 密封圈
加氢站
燃料电池系统
气体扩散层
应用
系统辅件
空压机
增湿器
氢循环系 统
DC/DC
.
碳布/碳网 催化剂
质子交换膜
客车 轿车 叉车 机车 固定式电源 便携式电源
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（一）制氢
• 氢是二次能源，都是通过一次能源转化而 来。
• 目前常用的制氢方法：化石燃料制氢、工 业尾气副产氢回收、热分解制氢、电解水 制氢。
• 储运氢技术主要包括：气态储运、低温液 态储运、固体储运、有机液态储运。
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各种储运技术的质量储氢密度和优缺点
储存方法
高压气态储 氢
低温液态储 氢
固体储氢
有机液体储 氢
单位质量 储氢密度
（%）
1.0~5.7
优点
技术成熟、充放 氢速度快、成本
低
缺陷
体积储氢密 度低
技术突破
提高体积储 氢密度
~5.7
制氢方式
优点
缺点
备注
化石燃料制氢
技术成熟、成本低、适合大规 模制氢
排放量高、气体杂质 多需提纯
我国现阶段氢 气主要来源
含尾气、副产 氢回收
成本低、来源广泛、提纯技术 成熟、回收过程碳排放量低、 环境友好、适合大规模制氢
我国氯碱工业、 提纯工艺相对复杂 焦炉煤气副产
氢资源丰富
化学热分解制 转化率高、原料易得、工艺简
.源自文库
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制氢方式
化石燃料制氢
含氢尾气副产氢回收
高温分解制氢
电解水制氢
其他制氢方式
煤 气 化 制 氢
天 然 气 制 氢
石 油 制 氢
氯 碱 副 产 氢
焦 炉 气
合 成 氨 驰 放 气
甲 醇 裂 解
氨 分 解
风水核 能能能
太 阳 能
海 洋 能
地 热
生 物光 质解 气水 化
纯化
氢气
.
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各种制氢方式的优缺点
氢气纯度 (%)
99.99 ≥99.99
99.9
99.999
苏州国能圣源 碱性水电解制氢
5~500
4.4
扬州中电
碱性水电解制氢
20~1000
4.5
99.9 99.999
.
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（二）储运氢
• 氢气是世界上已知的密度最小的气体，在 常温常压下，氢气的密度只有空气的1/14， 即在0 ℃时，一个标准大气压下，氢气的密 度为0.0899 g/L。
体积储氢密度高、 液态氢纯度高
液化过程耗 能大、易挥 发、成本高
降低能耗、 成本、挥发
1.0~4.5
体积储氢密度高、 安全、操作条件 以实现不需要高 压容器、具备纯 化功能，可得到
高纯度氢
质量储氢密 度低，成本 高、吸放氢 有温度要求
提高质量储 氢密度、降 低成本和吸
放氢温度
5.0~7.2
储氢密度高、 成本高、操 储存、运输、维 作条件苛刻、 护保养安全方便、 有发生副反 可多次循环使用 应的可能
氢能及氢燃料电池产业链概述
2018年3月20日
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目录
• 一、氢能产业链 • 二、氢燃料电池产业链 • （一）制氢 • （二）储运氢 • （三）加氢站 • （四）氢燃料电池 • （五）氢燃料电池汽车 • 三、总结
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一、氢能产业链
• 氢能，H2，资源丰富，来源多样，可储存，可再生，热值 高，清洁无污染，是唯一的同时满足资源、环境、可持续 发展要求的新能源，很可能成为二十一世纪的终极能源 （氢的同位素：氕、1H，氘、2H，氚、3H）。
低、成本高
段
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电解水制氢相关企业及性能
企业
工艺设备
中船718所
碱性水电解制氢
天津市大陆制氢 碱性水电解制氢
苏州竞立
碱性水电解制氢
淳华氢能
固体聚合物水电 解制氢
制氢能力
电耗
（Nm3/hH2） （kwh/Nm3 H2）
1~600
≤4.60
0.1~1000
≤4.4
2~1000
≤5
10~50
4.8~5.0
张家港福瑞氢能 中国航天科技集团101所
北京浩运金能 厦门钨业 宁波申江 湖南科力远 安泰科技 江苏申建氢能
武汉氢阳 杭州聚力氢能
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主营业务
车用储氢 车用储氢 车用储氢 车用储氢 车用储氢 车用储氢 运输及站用储氢罐 气罐、气罐车
储氢罐
液氢生产、低温槽车 液氢生产
储氢合金 储氢合金 储氢合金粉 储氢材料 储氢材料 储氢材料
.
降低成本、 操作条件
备注
目前车用储 氢主要采用
的方法 液氢主要用 于航空航天 领域，民用
很少
未来重要发 展方向
可以利用传 统石油基础 设施进行运 输和加注，
很有前景12
储运氢相关企业
储运氢方法
气态储氢
液态储氢 固态储氢
有机液态体储氢
企业
北京科泰克 京城股份/天海 沈阳斯林达 中材 中国中氢 中集氢能 安瑞科 博源（湖北）实业 浙江巨化
• 氢能产业链包括：制氢、储运、加氢、氢气应用。制氢是 基础，储运和加氢是氢气应用的核心保障。
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氢能产业链构成
制氢
化石燃料制氢
含氢尾气、副产氢回收制 氢
电解水制氢
化学热分解制氢 光解水制氢 生物质制氢
储运
气体存储运输 液氢存储运输
固态存储运输 有机物存储运输
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应用
合成氨
精炼油
精甲醇
其他工业 交通运输 热电联供 储能-发电 工业燃料