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Eduard HOPFAUF:大规模水电解技术
中国汽车报网 ·   ·  2020-09-17

  9月14-16日,由中国汽车工程学会与国际氢能燃料电池协会(筹)共同主办的第五届国际氢能与燃料电池汽车大会(FCVC)于上海汽车会展中心召开。蒂森克虏伯伍德氯工程产品设计主管Eduard HOPFAUF发表主题演讲,以下为文字实录:

  大家好,我介绍一下我们公司,之前讲过PEM,现在给大家看一下最大型电解水的设施,首先介绍一下我们集团,大家不太知道我们公司跟大家介绍一下,我们是一个德国的跨国企业,我们是生产钢还有一些和工程生产相关的技术和产品的这样的公司,我们的2017、2018年427亿欧元,我们有两百年历史,从钢生产起家的,我们在德国的总部的一个公司,现在79的国家有两千多个不同的办事处,我们现在是15万9千员工,给大家做进一步介绍。

  今天主要代表工业解决方案这个部门,我们看到在比如说化学工厂这边,我们会有一些相应的业务,我们注册了一个最大型的一个化工厂这是建设端的,我们在全世界我们有很多相应的过滤器还有相应的化学肥料,还有发电厂等等,今天跟大家讲的就是氢能源,这个大家都认为是未来的氢能,未来的清洁能源的替代,我们在这边给大家介绍一下我们特别的一个公司,主要是我们其中一家子公司,主要负责氢能源相应的业务。

  在这边主要是能帮助我们做电解水这块,做的最具有效率,我们现在是世界上做电解水做的最好的一家集团,现在有超过相应的二十万的电解单元的生产,最大的生产公司之一,这边包括很多相应的碱法制电解水还有氯制氢还有氯化钠等等,现在给大家举几个例子以及真实案例,主要看一下我们全世界兆瓦级别的装置容量已经完成了,所有的工厂大的这些工厂其实都是将氢作为副产品进行生产,其实氢在这个过程当中在未来是一个非常重要能源的载体,我们有最新的产品,可以帮助我们去生产氢气作为可再生能源,能给我们带来真正的无排放的一个能源的替换,这可以帮助我们更好的去减少相应的能源转换这方面的损失。

  现在我们来给大家看一下碱水制氢的过程,我们希望有一个更持续的未来,能更充分发挥风电、太阳能的潜力,并且我们需要真正的多用途的能源的载体就是氢气,氢是我们真正的无排放的清洁能源,水就是会被分成是氢气和氧气,被用成清洁能源,我们是全世界的水电解的专家,能给大家带来非常高效的一个能源和生产,今天我们创建了一个相应的数百兆的氢气的工厂,其中装置模块实现是高性能,经过验证大的电解实验超过80%,电解层安装这个过程当中节省了空间,所有的氢气这样生产的工序都经过优化,可以产生我们的一些相应的氢气,并且是预装的模块,模块化的设计可以进入到我们城市的燃气系统当中,可以长时间进行储存,都可以作为化学品储存原料,甲醛、甲烷或者合成的天然气,电解方面建立六百多年相关的技术,都证明我们在电解方面的专业,现在我们建设的工厂已经有600兆瓦的生产能力,并且我们在氢的进一步应用方面也有很多成功的案例,作为世界的一个在工厂以及化工方面的专家,以及几千家工厂,我们有非常多的方案可以实现各种各样下游的解决方案,我们建设现在的一些相应的制氢工厂,同时还可以用其他的设备生产其他的相关副产品,塑料等等这方面的一个清洁,也可以是我们的优势,更好的未来都依赖于这些点点滴滴。

  我们再回到氢气,其实我们的世界人口将在2030年增加到85亿,我们需要更多的食物更多的能源,更加稳定的气候和干净的空气,我们知道氢气是解决这些挑战最主要的解决方案。

  这边给大家提供我们的想法,到底在这个过程当中对氢气未来有什么样的驱动因素呢?首先再生能源包括电解水,其实能让氢气成为一个非常重要的转型的能源,我们在几个国家还有包括一些工业协会都已经宣布了他们的氢占率,另外整个电解水产能,增加了55倍,另外我们能源需求,2050年将看到再生能源占到所有能源80%的需求,另外2030年也有这样相应减排的目标,我们需要进行大量的减排,这是我们现在整个市场,我们是基于这样一些相应的比如说热成形还有其他的技术,现在都是我们说不同的一些相应的生产的过程,其实我们主要是比如说55%是农业,同时还有化工行业的参与,到底现在我们说最主要的一些驱动因素到底是什么,来影响这样一个领域呢,就是我们说整个可再生能源快速的发展,以及这方面的挑战,现在正在动荡我们整个相应的能源端的一个供给,希望储存稳定、供应做到稳定才可以解决这个问题,现在从生产到天然气等等相应的设施建设非常重要,我们说的氨可以非常轻松远距离进行运输,另外我们需要减排,钢铁行业当中用氢进行生产这也是我们最主要的母行业,另外二氧化碳可以大大降低。

  我们这些方法也是绿色电子可以帮助我们生产绿氢,最后可以分解氢、氨、甲烷等等。

  接下来给大家介绍一下供应链,氢的电解也是对我们整个形成系统性的产品多成一个非常重要的推动力,基于这样一个生产体系,一方面我们在各个行业使用二氧化碳,同时我们也可以建立一些绿色的化学品生产过程,比如说对于我们的运输行业,还有对于生产化肥所使用的氯胺,还有对化学产品氨行业,还有交通行业。

  下面给大家举例子,基础设施的使用,下面比较一下英国和荷兰两个国家的使用,天然气生产的占用量大概相较于传统电力要翻七倍之多,并且在整个市场角度来看,给大家详细介绍一下我们整个方案具体的情况。

  我们模组容量大概200兆瓦,每小时生产的氢的量大概是十万平方米,并且运行速度非常快,对电量涌动也是有非常快的相应,同时也可以形成非常高的供应链的控制,同时可以实现全球的服务,在整个生命周期都可以实现非常高效的运行,这边的大家看到这个模组大家已经见过的。

  我们整个模组以及我们整个模组的特点,电解质的特点,堆站的效率达到了82%以上,并且氢的纯度达到9.999%同时在整个三十年生命周期当中可及率达到98%,只有大概2-10%的填积率,同时在现场可以提供非常性价比的简约性,也有可升级的控制系统,也有一个性能评估系统,同时还有非常好的一些用于监控在运行过程当中连接性也非常高。

  下面还是其他的一些细节,包括我们之前提到非常灵活的运行的性能,德国我们整个行业当中已经运行了,可以实现动态的运行,水电解已经被印证了,我们可以用在一些场景当中,我们测试也非常快速的一个加速能力也得到了证明,并且在整个运行过程当中成本也得到大量优化,在整个大概不到三十秒时间可以实现负载的变化,从10%达到100%,如果这个能源的价格下降,反而负载会上升,通过这个方式可以根据价格变动调整负载容量,电解性负载根据能源价格在调整。

  下面我们来总结一下刚才给大家说的电解方面作为市场的领头羊,我们可以每年大概整个供应链可以提供1G兆瓦,并且每年可以达到这样的装载量,同时我们有优化的设计,并且有优化的氢和氧的处理装置,这就是我们整个公司关于水电解业务方面的介绍,非常感谢大家聆听,有任何问题可以随时提问。

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