中國儲能網訊:9月7—9日,由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司、浙江省能源局聯合指導,中國化學與物理電源行業(yè)協會聯合232余家機構共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會、中國科學院電工研究所儲能技術組和中國儲能網聯合承辦。
大會以"共創(chuàng)儲能新價值,共建市場新格局"為主題,聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展,針對儲能產業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討,分享可持續(xù)政策機制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、標準、示范項目應用案例、新產品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的913家產業(yè)鏈企業(yè),3317位嘉賓參加了本屆大會,其中154家企業(yè)展示了儲能產品,可謂盛裝出席,涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證等新型儲能全產業(yè)鏈。
大會組委會邀請中國質量認證中心高級工程師劉鵬華做《氫儲能認證和質量服務體系》主題報告。以下為發(fā)言主要內容:
劉鵬華:各位專家、各位老師下午好,我?guī)須鋬δ苷J證和質量服務體系。主要分為四個部分進行介紹,第一部分是儲能與氫,第二部分是氫能產業(yè)分析,CQC認證與質量服務,最后是CQC新能源業(yè)務簡介。
儲能是電力系統(tǒng)重要的靈活性調節(jié)資源,同時具有電源和負荷的雙重屬性。氫儲能是化學儲電的方式之一,通過可再生能源電解水制氫技術,利用棄風、棄光、棄水制氫實現對可再生能源的消納和儲能。相比其他化學儲電技術,其具有“質量能量密度高、長期儲能特性穩(wěn)定”的優(yōu)點。
下面對氫能產業(yè)鏈進行簡單的介紹,從技術領域來講包括制氫、儲氫、運氫、加氫和用氫。在制氫領域中最常見,人們最熟悉的是電解水制氫,電解水制氫發(fā)展方向非常多,目前國內比較成熟的應用領域是堿性電解水,也是規(guī)模最大的,但是也有局限性。目前我國還有世界正在攻關的是質子交換膜制氫技術,主要是應用于氫儲能領域,它具有動態(tài)特性比較好的優(yōu)點,另外還有高溫固體氧化物制氫系統(tǒng),叫SOEC,它的特點是可以進行熱電聯供,對氫的品質要求比較低。最后還在實驗室論證階段的是AEM技術,也就是陰離子交換膜技術。
在儲氫領域目前使用最多的主要是物理儲氫法,物理儲氫里面也分很多種類,我們大家還有站里面經常使用的是高壓儲氫技術,也就是把氫氣通過壓縮機來把它打到比較高的壓力狀態(tài),封存在儲罐當中。除此之外還有一些有特點的儲氫技術,包括碳納米管吸附技術,化學儲氫當中的儲氫合金技術等,這些都是應用比較廣泛的領域。在氫儲能當中還有兩項非常有前瞻性的技術,想跟大家分享一下。第一個是液氫,目前我國的液氫的應用領域主要還停留在軍用領域中,也就是運載火箭的燃料這一層面,至于民用的液氫領域目前還停留在實證階段,這是未來的發(fā)展方向。另外是管道輸氫技術,管道輸氫技術目前也是小范圍的應用,沒有得到大規(guī)模的普及,因為它成本比較高。
第三部分是運氫,運氫部分我們國家允許可以上路的車最高35兆帕,未來我們研究50兆帕的儲罐和80兆帕的儲罐。加氫是離我們相對比較近的領域,今年我們國家已經有超過252座加氫站在運營,到2025年將超過1000座,加氫領域我們比較熟悉的有三種,第一種是35兆帕加氫,第二種是70兆帕加氫,第三種是液氫。
35兆帕加氫主要應用于一些商用車的加氫領域,它的壓力比較低,相對來講技術成熟度是最高的。70兆帕加氫目前主要應用在日本和美國的一些加氫站領域,我們國家還處在實驗驗證階段,沒有大規(guī)模的鋪開。液氫加氫站可以說跟液氫制取和運輸緊密結合的一種技術,目前我們國家還處在實證階段。
下面介紹一下用氫環(huán)節(jié)。相對來說跟我們生活緊密相關的是運輸設備,就是各種各樣的車輛,包括轎車、卡車、叉車、機車,他們的原理是一樣的,就是使用氫-空燃料電池。便捷設備的功率和規(guī)模相對大一點,主要用在充電電源和玩具當中,還有一些小型的無人機這些應用領域。在固定式燃料電池當中通信、醫(yī)療、應急電源站是比較普及的一個應用領域。除此之外現在正在攻關的還有一些固體氧化物燃料系統(tǒng),會給我們某區(qū)域或者家庭實現熱電聯供。日本和美國在這方面的研究目前是最前沿的。
在我們整個氫產業(yè)鏈過程中,氫安全是每個環(huán)節(jié)關注的重中之重。通過提供全過程的質量服務,能夠在全產業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)中最大限度的保證氫安全。
下面從氫產業(yè)鏈的氫能經濟角度講解一下。主要分為兩部分,第一部分是能源側,能源側是指通過可再生能源制氫技術,消納多余電力,通過輸氫或者儲氫環(huán)節(jié)應用到氫能網絡當中,最后通過加氫站或分布式儲能進行應用。裝備側是能源側的基礎保障,目前主要應用的領域是新技術的研發(fā)突破方面,包括制氫技術和燃料電池技術,在這個方面來講,它們的核心問題是材料問題,材料的突破就能導致氫技術的研發(fā)突破,最終使整個產業(yè)鏈的成本降低。
我們認證領域相關的企業(yè)能夠做的,在氫能經濟中承擔三個方面的作用,一是探索氫能發(fā)展瓶頸解決方案,引領行業(yè)先進技術發(fā)展方向;第二是與行業(yè)領軍企業(yè)合作,推動行業(yè)標準化進展,第三是構建氫能行業(yè)質量體系,促進氫能產業(yè)高質量發(fā)展。
我們可以看一下“十四五”清潔能源基地布局圖,可以明顯看出,我國的清潔能源基地主要布局在西北、東北和西南地區(qū),我國用電大戶主要在東部地區(qū),能源消納外送需求是清潔能源基地的重點需求之一??稍偕茉粗茪浼夹g是解決消納問題的解決方案之一。通過液氫運輸、氫氣管道運輸可以解決清潔能源基地的輸送需求。
風光的總發(fā)電量占比超過30%,大電網系統(tǒng)的頻率、電壓、功角穩(wěn)定極限以及建設成本決定了大電網系統(tǒng)消納新能源的極限。分布式+儲能系統(tǒng),將是電力重要解決方式,這里面可以通過分布式風光儲制氫系統(tǒng)和高溫固體氧化物燃料電池熱電聯供系統(tǒng)結合,提供就地消納解決途徑。
今年的3月23日,國家發(fā)改委和國家能源局聯合印發(fā)《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》,明確氫能戰(zhàn)略定位。氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,氫能是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體,氫能產業(yè)是戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點發(fā)展方向。預計到2025年我們將迎來氫能規(guī)?;l(fā)展拐點,預計到2035年將是氫能產業(yè)高速發(fā)展的區(qū)間。2025年可再生能源制氫規(guī)模將超過20萬噸。
再介紹一下可再生能源制氫的項目。水電解制氫項目投資成本很高,如綠色氫能一體化示范項目總投資規(guī)模1.5億,水制氫系統(tǒng)總設備投資約0.48億,投資占比超過30%,制氫系統(tǒng)主要有三部分組成,制氫整流器、水電解槽和純化設備。
能夠使整個制氫系統(tǒng)穩(wěn)定運行的最關鍵設備,就是制氫整流器,它直接影響氫系統(tǒng)的穩(wěn)定,設計存在問題或質量不過關的整流器,嚴重影響整個系統(tǒng)的問題,導致:
1、時刻面臨供電系統(tǒng)不穩(wěn)定拉閘斷電;
2、整流柜高頻噪音和振動;
3、電網內其他設備工作異常(如電機受干擾誤跳車)
4、分離器電位與電解池點位電勢差大于115V導致管路被腐蝕。由于整流器的質量導致電勢差過高,會嚴重影響氫安全。
電解槽和附屬設備是整個制氫環(huán)境中最重要的核心設備,它的能效等級影響氫安全和制氫成本,電解槽的選擇和解決主要存在以下問題:
1、電解槽能效差別較大。
2、風光儲互補離網式制氫對電解槽動態(tài)響應有比較高的要求,壽命影響較大;
3、電解槽投資占比高,如何保證供貨周期并確保電解槽建造質量是業(yè)主的關心點。
下面介紹一下行業(yè)標準,我們可以看到對于制氫領域來講,現在的標準總體來講年份都比較久遠,在儲運氫環(huán)節(jié)當中標準體系存在很多不完善的地方,最核心的是氫安全的檢測,檢測領域整個體系出現大段空白,現在目前沒有一個氫安全檢測的國標出臺。標準不完善,標準適用年代久,檢測標準整體缺失,是氫能行業(yè)標準體系中的三大問題。
基于以上痛點,CQC聚焦氫能上游制氫領域,為設備生產企業(yè)和業(yè)主提供重點設備認證和質量技術服務。
我們設計了氫能產品標識。第一個提出的是制氫整流器產品認證,認證范圍包括制氫整流器的安全與性能,我們依據的國標是3859.1和34120,在此基礎上推出了我們制氫整流器認證規(guī)則。我們認證的模式包括送樣檢測和現場實驗相結合的方式,結合工廠檢查以及獲證后的監(jiān)督核查來進行認證。
我們在制氫整流器的基礎上又開發(fā)了水電解制氫系統(tǒng)的節(jié)能認證,檢測范圍包括氫氣產量、直流、交流能耗以及最后的綜合能效,依據的標準是國標32311的標準,在此基礎之上為了提高我們采信的權威性,以及減少設備供應商的采信成本,我們使用了節(jié)能認證的標志和氫能產品的雙標識。
我們開發(fā)了水電解制氫系統(tǒng)節(jié)能認證規(guī)則,因為水電解制氫系統(tǒng)的規(guī)模較大,所以我們主要采用現場實驗和工廠檢查和獲證后的監(jiān)督檢查三方面來確保認證有效性。
對于業(yè)主關心的領域,我們開發(fā)了重點設備質量技術服務。主要包括技術方案審查、氫能監(jiān)造服務以及交付進度跟蹤三方面。在技術方案審查領域,基于第三方角度對制氫項目中關鍵設備的技術方案進行審查,依據行業(yè)相關標準對設備技術方案中的重要零部件、涉氫材料、技術方案等進行核查,確保重點設備與項目整體相匹配、設備設計方案可靠,滿足行業(yè)標準及技術協議要求。
在設備的PID圖、電氣、控制的專業(yè)圖紙出具以后,從第三方的視角出發(fā),參與到項目的HAZOP分析、LOPA保護層分析中,幫助設備廠家和業(yè)主完善技術安全設計,減少風險。
在監(jiān)造領域,我們對制造環(huán)境進行督促、檢查和跟蹤,確保設備制造過程中安全技術方案執(zhí)行。對重要零部件、重要材料有條件時進行隨機抽檢,幫助裝備制造企業(yè)保證設備生產質量,同時密切跟蹤生產計劃,保證交付周期,對于延期的風險給予及時預警。
對于無法進行出廠測試的大型裝備,主要指的是電解槽,協助廠家和業(yè)主對外觀、零部件安裝情況,以及發(fā)貨清單、設備銘牌材料進行檢查記錄。
加氫領域中CQC緊扣市場熱點和自身服務能力,聚焦與氫能在交通領域應用,推廣加氫站領域技術服務,促進加氫站設計、運營安全合規(guī)。
我們推出加氫站驗收評價服務,從設計、安全、性能、運維四各方面,對加氫站整體進行評價,評價的依據綜合參考加氫領域中的目前已有的各項國標,綜合制訂了我們加氫站驗收技術規(guī)范,評價的模式是設計評審、現場檢查、運維評審、監(jiān)督檢查四方面。
2021年11月,CQC團隊為北京冬奧會保供的四座加氫站,承擔了他們的安全檢查和安全復查工作,為冬奧會的順利開展提供了保障工作。城管委對我們的工作非常滿意,我們也順勢承擔了2022-2023年北京市范圍內10座加氫站的安全檢查工作。這是我們在加氫站檢查過程中得到的一些部分問題,可以供大家參考。主要有以下幾方面,一方面是布局問題,另一方面是設備本身的質量問題,還有一部分是設計環(huán)節(jié)的時候,未按照國家標準設計,這幾方面的問題比較多。
最后簡單介紹一下CQC的新能源業(yè)務。我們在太陽能、風能、儲能、氫能和生物質能五大方面,在產品認證、技術服務、標準研發(fā)、科技創(chuàng)新四個環(huán)節(jié)中建立了新能源全領域、全產業(yè)鏈、全過程的質量服務體系。目前覆蓋了新能源原輔材料及零部件、設備整機到電站的全產業(yè)鏈、全地域氣候、國際化檢測認證體系。服務1100家新能源企業(yè),下面的圖是部分服務的客戶,目前已經發(fā)了7000張證書,光伏發(fā)電產品在領跑者認證得到采信。我們開通了新能源項目全流程質量監(jiān)控服務,目前服務超過15GW時的項目,有1000個項目的經驗,質量服務包括全過程質量監(jiān)造、出質保檢驗、事故分析與鑒定,技術盡職調查、技改計算與評估等。
謝謝大家!