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4月28日由氫啟未來網(wǎng)主辦的氫能大咖分享匯——西部氫能發(fā)展研討會順利召開，來自貴州氫能效率能源科技有限公司聯(lián)席CEO杜奕樊先生為大家?guī)韴?bào)告《德國氫氣管網(wǎng)+固定式質(zhì)子交換膜燃料電池介紹&對中國實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的啟示》。
以下為杜奕樊先生演講大致內(nèi)容：
現(xiàn)如今太陽能和風(fēng)能被大眾認(rèn)知為對抗全球氣候變化的主要途徑，但由于其存在局限性，所以發(fā)展氫能是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型不可忽視的重要手段。
德國的供暖需求波動(dòng)范圍大，有數(shù)據(jù)顯示德國運(yùn)用的抽水蓄能和電池蓄能容量是0.04TW，彌合季節(jié)性供需差距需要擴(kuò)大800倍儲存能力，這也是不現(xiàn)實(shí)的。而德國的輸氣管網(wǎng)容量已經(jīng)達(dá)到260TWh，使用輸氣管網(wǎng)儲能讓彌補(bǔ)這一缺口成為現(xiàn)實(shí)，這就是為什么輸氣管網(wǎng)對于未來保障可再生能源驅(qū)動(dòng)能源轉(zhuǎn)型與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)如此重要。輸氣管網(wǎng)是大規(guī)模儲存能源最具有經(jīng)濟(jì)性的形式之一，在德國大約95%的管道也是輸氣管網(wǎng)的主要組成部分，并適用于純氫氣。
氫氣可以被使用于所有的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，搭載了燃料電池系統(tǒng)的交通工具、工業(yè)生產(chǎn)以及使用環(huán)境友好設(shè)計(jì)理念的燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)。如果在燃料電池系統(tǒng)中使用氫氣，不僅不產(chǎn)生二氧化碳的排放，也不會產(chǎn)生氮氧化物及其他排放。
氫氣不僅在使用上占優(yōu)，未來在成本上也會變得更加低廉，使用電解裝置將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫氣，再使用氫氣生產(chǎn)綠色甲烷，很顯然氫氣本身更為便宜、效率更高，這也適用于熱化學(xué)氣化技術(shù)制氫的過程。如果有生物質(zhì)、污泥等固體原料，制氫也仍然比制甲烷便宜，同樣在化學(xué)工業(yè)中，也有大量可利用副產(chǎn)物的氫氣，只有在使用生物質(zhì)氣體制氫時(shí)，氫的成本才會略高于甲烷，但在整個(gè)制氫產(chǎn)業(yè)中占很小比重。
另一方面，氫能的發(fā)展也有一些障礙需要跨越。德國已在對不同的塑料管道進(jìn)行測試，塑料管道通常被用于市區(qū)的輸氣網(wǎng)，現(xiàn)階段經(jīng)過檢驗(yàn)，它們和氫氣也具有較好的適配性。天然氣和氫氣都沒有氣味，如果出現(xiàn)泄露，將無法通過氣味進(jìn)行探測，這就是為什么在20世紀(jì)天然氣中加入氣味劑，發(fā)生泄漏時(shí)也能夠及時(shí)地感知。然而天然氣氣味劑不適配于氫氣，目前正在對4、5種氣味劑進(jìn)行試驗(yàn)，并且未來將會被批準(zhǔn)上市。此外，德國正在推進(jìn)氫氣對傳統(tǒng)天然氣的取代并規(guī)劃建設(shè)輸氣管網(wǎng)中樞，在全德建設(shè)純氫氣管道，旨在通過該純氫氣管網(wǎng)連接德國的所有區(qū)域，連接不同的產(chǎn)氫與用氫方與之相配套的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也正在更新完備中，計(jì)劃在2040年前建設(shè)5900公里的輸氫管網(wǎng)。
那固定式燃料電池系統(tǒng)的作用又是什么呢？固定式燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)主要使用在商業(yè)及家用這兩個(gè)領(lǐng)域，在德國的能源消費(fèi)中市場巨大，占據(jù)了40%的比重。但許多人，尤其是媒體和政府卻沒意識到，熱能在這些能源消費(fèi)中占據(jù)了70%的比重，而電力只占到了能源消費(fèi)中的30%，這也是為什么應(yīng)當(dāng)通過去中心化的固定式燃料電池系統(tǒng)建立基礎(chǔ)設(shè)施，熱能就可以被利用起來而不致浪費(fèi)。與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)也可以通過控制中心打造虛擬電廠，從而助力電網(wǎng)穩(wěn)定，并在缺乏陽光或者風(fēng)力不足時(shí)進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)所產(chǎn)生的熱能也可以為消費(fèi)者所使用。這就是為什么HEE氫能效率團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，它是未來能源基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，如果生產(chǎn)可再生的電力與熱能，以100KW燃料電池系統(tǒng)為示例，每一個(gè)系統(tǒng)每年可減少850噸碳排放。
以上就是關(guān)于德國的一些基本情況。
再來看中國，減少90億噸碳排放的“雙碳”目標(biāo)是一個(gè)非常巨大的挑戰(zhàn)，與德國較為不同的是，供暖需求在工業(yè)領(lǐng)域占了相當(dāng)大的比重。北方地區(qū)供暖需求為220億平方米，同時(shí)在南方地區(qū)也有100億平方米的需求，二氧化碳排放倆僅在北方就有5.5億噸。
另外值得注意的是，中國每年有20億噸的新增建筑面積以及43.57億平方米舊改面積，使得新增供暖面積達(dá)到15億平方米。這也說明了熱電聯(lián)供系統(tǒng)和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的巨大潛力。
中國與歐洲的情況有所不同，在歐洲，城市和基礎(chǔ)設(shè)施不會有過多新的建設(shè)，在已有的體系上建立新的設(shè)施相當(dāng)困難，中國仍有大量新的規(guī)劃區(qū)域及舊改區(qū)域，在國內(nèi)或者國外立場上，這都是一個(gè)很大的機(jī)遇。
杜奕樊建議在城市規(guī)劃的初期就考慮將氫能基礎(chǔ)設(shè)施納入其中，目前HEE氫能效率已在貴陽市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)規(guī)劃了65平方公里的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，包括電解水制氫裝置、生物質(zhì)熱化學(xué)氣化制氫裝置、市區(qū)輸氫網(wǎng)絡(luò)、以及多種途徑的應(yīng)用，通過這種方式，貴陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)可以建立未來氫相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)、吸引產(chǎn)業(yè)聚集。
此外杜奕樊建議燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)可規(guī)劃運(yùn)用于如商業(yè)及酒店的特定范圍示范項(xiàng)目中，以及根據(jù)規(guī)劃的電力系統(tǒng)削峰填谷。優(yōu)勢體現(xiàn)在生產(chǎn)高效可再生電力同時(shí)不會造成排放，通過不斷的技術(shù)探索獲取更多經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，可增加其他的效益，比如同時(shí)供暖和制冷，將能夠產(chǎn)生多種多樣的連接點(diǎn)。
在最后，杜奕樊先生給出了兩點(diǎn)建議，第一是氫能自上而下的規(guī)劃；第二是著重于小型示范項(xiàng)目的打造。Stephan及HEE氫能效率團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信，氫能源將是解決未來能源轉(zhuǎn)型最契合的答案。
HEE氫能效率
在全球環(huán)境問題嚴(yán)峻，能源亟待轉(zhuǎn)型的形勢下，HEE氫能效率主動(dòng)承擔(dān)行業(yè)責(zé)任，積極配合政府號召，致力于以可再生能源打造氫能社會并實(shí)現(xiàn)氫能經(jīng)濟(jì)全球化，推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)在貴州乃至全球范圍內(nèi)的落地，以其自主研發(fā)并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小規(guī)模投產(chǎn)的100KW質(zhì)子交換膜燃料電池作為技術(shù)儲備，助力推進(jìn)國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目形成。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)集約，總效率超過95%并具備黑啟動(dòng)能力。HEE團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信，氫能源將是解決未來能源轉(zhuǎn)型最契合的答案。
