制氫及氫能綜合利用

PEM制氫技術(shù)及氫能綜合利用普頓（北京）制氫科技有限公司Pudun(Beijing)HydrogenTechnologyCo.,LTD01公司介紹02技術(shù)介紹03PEM制氫應(yīng)用04 加氫站目錄Catalog05 氫儲(chǔ)能與傳統(tǒng)化工相結(jié)合1公司介紹ALKALINEELECTROLYSERS堿性水電解設(shè)備創(chuàng)立于1927年P(guān)EMELECTROLYSERS并購于2017年HYDROGENFUELING加氫機(jī)設(shè)備并購于2015年就純氫氣方面的業(yè)務(wù)來說，Nel公司為全世界規(guī)模最大。公司雇員200余人，擁有世界級(jí)別的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，主要分布在丹麥、挪威和美國提供給工業(yè)用戶、能源行業(yè)用戶和交通應(yīng)有方面的用戶以氫氣相關(guān)技術(shù)、解決方案自從1927年至今已在80多個(gè)國家提供了總計(jì)3500套設(shè)備和技術(shù)方案世界第一的氫氣水電解設(shè)備和加氫機(jī)設(shè)備供應(yīng)商，交貨記錄冠軍1955GE研發(fā)PEM技術(shù)(Grubb&Neidrach)1985向軍工和航天銷售技術(shù)1996PROTON開發(fā)商業(yè)產(chǎn)品Proton公司在氫氣制備技術(shù)和氫能源應(yīng)用方面國際領(lǐng)先。是美國軍方、宇航系統(tǒng)、燃料汽車和可再生能源工業(yè)，穩(wěn)定信賴的供應(yīng)商；是“美國氫協(xié)會(huì)特殊會(huì)員”；同時(shí)成為“加利福尼亞燃料電池協(xié)會(huì)”的合作伙伴。采用PEM技術(shù)，開發(fā)的S系列、H系列、C系列和M系列制氫設(shè)備，無需添加堿液，設(shè)備集成，自動(dòng)控制，氫氣純度>99.9995%。設(shè)備通過了cTUVus、CE、ANAB、TüV和ISO9001：2008認(rèn)證。專業(yè)制造—核心產(chǎn)品PEM電解槽專業(yè)制造專業(yè)隊(duì)伍方案提供現(xiàn)場培訓(xùn)及時(shí)維護(hù)備件供應(yīng)質(zhì)子交換膜電解槽專利墻2技術(shù)介紹質(zhì)子交換膜(ProtonExchangeMembrane)固體聚合物電解質(zhì)陽極原料水熱量陰極質(zhì)子水直流電源替代過時(shí)的堿性電解水制氫技術(shù)2H?O+Electricity2H?+O?100%無排放，無碳工藝質(zhì)子交換膜（PEM）水電解制氫技術(shù)H+通過質(zhì)子交換膜生成H2H2Ions+

(Protons)O2+水水(H20)H2+水蒸氣反應(yīng)步驟水電解和氧氣析出：水(2H2O)在正極上產(chǎn)生水解反應(yīng)，在電場和催化劑作用下，分裂成質(zhì)子(4H+)，電子(4e-)和氣態(tài)氧(O2)。質(zhì)子交換：4H+質(zhì)子被吸入含有Teflon?的PEM固體質(zhì)子交換膜內(nèi)，在電勢(shì)差的影響下直接通過固體質(zhì)子交換膜到達(dá)負(fù)極。電子傳導(dǎo)：4e-電子通過外部電路傳導(dǎo)。反應(yīng)步驟氫氣析出：在負(fù)極上產(chǎn)生4H++4e-反應(yīng)，析出氫氣(2H2)。PEM固體質(zhì)子交換膜將水分子H2O分裂成H+和O2。同時(shí)起到分離氣體的作用。固體質(zhì)子交換膜引導(dǎo)H+離子（質(zhì)子）直接通過其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的以特氟隆（Teflon?）為支撐的含磺酸基的化合物（Sulfonieacid)。在電勢(shì)差（Electromotivefield)的作用下，把質(zhì)子從一個(gè)磺酸基組傳至下一組，直至負(fù)極與電子結(jié)合成氫。壓力的形成：在一固定的腔體內(nèi)，隨著產(chǎn)氫量的增加，壓力逐漸增加，直至達(dá)到預(yù)定壓力。PEM質(zhì)子交換膜在得到一定的支撐時(shí)，能抵受數(shù)百Bar的壓力。制氫設(shè)備工藝流程195519702003201020142019250Nm3/h

隨著制氫設(shè)備出力的增加，單位標(biāo)準(zhǔn)立方米設(shè)備投資大幅下降。電解槽零部件：29→22→760,000小時(shí)連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)電壓衰退<4uV/cell*hr無限的開/關(guān)周期，有限的電池堆棧衰退快速響應(yīng)(毫秒級(jí))信號(hào)追蹤容許可變功率的輸入PROTON氫氣發(fā)生器H系列C系列S系列G系列M系列(兆瓦級(jí))氧氣和冷卻液控制氫氣干燥機(jī)(如果需要)控制面板電源模塊中壓變壓器氫氣控制電解槽中壓配電柜功率：2MW產(chǎn)氫量：400Nm3/h兆瓦級(jí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)撬裝式功率：1.25/2.5MW產(chǎn)氫量：250/500Nm3/h制氫裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖撬裝式功率：1.25/2.5MW產(chǎn)氫量：250/500Nm3/h撬裝式功率：1.25/2.5MW產(chǎn)氫量：250/500Nm3/h功率：20MW產(chǎn)氫量：4000Nm3/h占地面積：250m2冷啟動(dòng)時(shí)間：5min爬坡時(shí)間：＜10s爬坡率：＞15%/s直流電耗：4.5kWh/Nm3交流電耗：5.08kWh/Nm3熱備用響應(yīng)時(shí)間：5msNel的優(yōu)勢(shì)3PEM制氫應(yīng)用浙江臺(tái)州電廠2008H22010H2華能北京熱電廠2011年H6中鋁寧夏銀星電廠2016C10國家能源黃金埠電廠鋁電子產(chǎn)業(yè)綜合項(xiàng)目江蘇能華微電子科技發(fā)展有限公司2012H22014H6清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室MOTA南通綜合能源-美國愛達(dá)荷州（2005年）風(fēng)電場直接為制氫站提供電源H2的產(chǎn)量取決于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量能量控制PEM電解槽每2周可向一個(gè)氣體供應(yīng)商交付3700Nm3氫氣綜合能源–密歇根大學(xué)，美國愛達(dá)荷州風(fēng)力發(fā)電廠直接為制氫站供電氫氣產(chǎn)量取決于風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)電量現(xiàn)場將N2和H2合成NH3德國菲斯曼（MicrobEnergy）30Nm3/hProtonPEM制氫系統(tǒng)外加一個(gè)甲烷化的過程4H2+4CO2

→CH4+H2O用過剩的電能生產(chǎn)H2和沼氣發(fā)電廠產(chǎn)生的CO2來生產(chǎn)CH4甲烷直接充入氣體官網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)碳中和的過程迪拜項(xiàng)目49越南項(xiàng)目50沙特阿拉伯項(xiàng)目3x6Nm3/h,澳大利亞項(xiàng)目印度項(xiàng)目卡塔爾多哈項(xiàng)目Deming,新墨西哥州項(xiàng)目2900+氫氣發(fā)生器運(yùn)行于世界各地c)d)Semiconductors–MOCVDUSAAnnealingSSTubesUkrainePowerPlantSaudiArabiaPowertoWindUSASinteredMetalPartsUSAChemicalsRubberIndia4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用兆瓦級(jí)客戶名單客戶名稱國家數(shù)量型號(hào)壓力等級(jí)(barg)訂單時(shí)間廣東國鴻氫能科技有限公司中國3M200302016廣東國鴻氫能科技有限公司中國1M200302017SunLinetransitbusesfuelingstation美國1M40030/2002017G?sgenOff-theriverplanttrucksfuelingstation瑞士1MC40030/3702019TaxifuelingstationPortedeSt.Cloud,Paris法國1MC500302020BusesfuelingstationforUniversityofIllinois美國1MC200302020IberdrolaPuertollano,Spanish（總項(xiàng)目200MW，一期供貨20MW制氫設(shè)備）西班牙1M40003020204加氫站4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用H2Station?位于丹麥的世界上最大的加氫設(shè)備生產(chǎn)廠。每年可生產(chǎn)300臺(tái)加氫機(jī)，可滿足20萬臺(tái)燃料電池車的加注需求。4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用世界最小同時(shí)也是最可靠的加氫站H2Station?加氫站-工作站單元

主要特點(diǎn)在35MPa時(shí)候，最大產(chǎn)能：120kg/h在70MPa時(shí)候，最大產(chǎn)能：

35——55kg/h進(jìn)氣壓力范圍：

2——70MPa尺寸：

L（長）：3.3m

W（寬）:：2.2m

H（高）：3.6m加氫島：

多種加氫島備選加注標(biāo)準(zhǔn)：

70MPaSAEJ2601-1

v20164PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用

H2Station?

加氫站---氫氣儲(chǔ)存單元主要特點(diǎn)儲(chǔ)存容量（歐盟）：每組106KG最大儲(chǔ)存壓力：50-100MPa通常儲(chǔ)存壓力：43-95MPa閥門和安全：雙關(guān)雙泄放閥、噴焰保護(hù)尺寸:L（長）:4.4mW（寬）:2.0mH:Up（高）to4.0m放置:：最遠(yuǎn)可離工作站單元30米體積小，便于置入現(xiàn)有站點(diǎn)如后期加氫站擴(kuò)大規(guī)模，可靈活增添儲(chǔ)存量4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用緊湊的加氫島為它融入現(xiàn)有站點(diǎn)提供便利H2Station?-加氫站-----加氫島技術(shù)特點(diǎn)加氫島類別：轎車70兆帕；重汽35兆帕；叉車類35兆帕計(jì)量：科里奧利物質(zhì)流量計(jì)吸盤設(shè)計(jì)：符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SAEJ2600和SAEJ2799(IR)尺寸：

L長:0.52mW寬:0.52mH高:2.5m放置：最遠(yuǎn)離工作站單元50米；可以和加油機(jī)比鄰方便在2側(cè)配置所有配件很少的工程量閥門和安全：剪切閥，獨(dú)立PLC（可編程式邏輯控制器）來控制加氣過程4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用ACTransit–加利福尼亞，愛莫利維爾(350barfueling)4H2Station?.在德國北部的漢堡。與殼牌公司合作。H2Station?設(shè)有Nel公司的CAR-100制氫設(shè)備。.儲(chǔ)氫以平衡電網(wǎng)負(fù)荷。50米的氫氣管道直通加氫島。

第一個(gè)在德國取得符合SAE

J2601-2014規(guī)范的CEP許可。

在2014年12月投入使用。儲(chǔ)氫以平衡電網(wǎng)H2Station?加氫站設(shè)有Nel的CAR-100氫氣水電解裝置加氫島4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用AalborgHolstebroEsbjergAarhusVejleCopenhagenKoldingKors?rH2Station?加氫站CopenhagenHydrogenNetwork

A/SDanishHydrogenFuel

A/S50%10%

世界第一個(gè)覆蓋全國的加氫站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中目前10個(gè)站，后續(xù)會(huì)增加全國50%人口開車15公里就有加氫站和當(dāng)?shù)赜?、能源、氣體公司合作建立合資公司Nel負(fù)責(zé)供應(yīng)加氫站和運(yùn)維。

在丹麥，100%的綠色氫氣供應(yīng)6個(gè)站有現(xiàn)場制氫裝置4個(gè)站由Nel的中央制氫供應(yīng)2014年風(fēng)電站全國能源42%，目標(biāo)2035年全國為綠能Nel氫氣水電解設(shè)備可再生能源的占比:2014:42%2035:100%丹麥：世界第一個(gè)建成覆蓋全國加氫站的國家（2015年）4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用ASKO的物流平臺(tái)位于挪威的Trondheim,

現(xiàn)場有可再生能源供應(yīng)水電解設(shè)備

倉庫頂設(shè)有光伏電站

集裝箱化的C-150氫氣水電解設(shè)備

加氫站用于給卡車、轎車和叉車注氫

于2017年第4季度安裝35MPa35MPa70MPaElectrolyser水電解制氫設(shè)備Hydrogenstorage氫氣儲(chǔ)存

工作站單元

Dispensers加氫島H2Station?-TruckfuelinginNorway(2017)加氫站-卡車加氫（2017）挪威最大的雜貨批發(fā)商擁有600臺(tái)卡車的ASKO公司4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用為SunLine公司提供的氫氣生產(chǎn)和加注ElectrolyserandH2Station?forworld’slargestonsitehydrogenfuelingstationinCalifornia為世界上最大的加氫站提供水電解裝置和加氫站

從SunLine公司收到8百30萬美元訂單，世界上最大的加氫站包括土建和相關(guān)證照取得的交鑰匙工程質(zhì)子膜水電解制取氫氣---900公斤/天2臺(tái)35兆帕的加氫島（包含輔助的儲(chǔ)氫和氣體壓縮設(shè)備）（明天為25臺(tái)燃料電池大巴服務(wù)）2xHydrogenstorage2套儲(chǔ)氫裝置2xStationmodule2套工作站單元2xDispenser2個(gè)加氫島35MPaElectrolyser質(zhì)子膜水電解裝置4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用為NikolaMotors提供的制氫和加注設(shè)備Nikola公司提供2套制氫和加氫站設(shè)備，每套能力1000公斤/天，訂單金額總計(jì)3百80萬美元。戰(zhàn)略合作延伸到后續(xù)建立16個(gè)制氫和加氫站，每個(gè)站點(diǎn)能力為3萬2千公斤/天。目的是在2019年-2021年間，支持Nicola公司在全美國部署其氫燃料電池卡車的計(jì)劃2xHydrogenstorage2個(gè)氫氣儲(chǔ)存設(shè)備2xStationmodule2個(gè)工作站單元2xDispenser2個(gè)加氫島2xElectrolyser2個(gè)氫氣水電解裝置氫儲(chǔ)能與傳統(tǒng)化工相結(jié)合NEL_180920_02_MPEG4.mp45氫儲(chǔ)能與傳統(tǒng)化工相結(jié)合4PEM現(xiàn)場制氫應(yīng)用地方大氣污染物、二氧化碳排放指標(biāo)飽和；用煤量指標(biāo)飽和。石油/煤化工的制氫環(huán)節(jié)是一大排放源，也是一大煤（或其他化石）原料消耗源。傳統(tǒng)煤制1kg氫氣要耗煤20kg，排放10kg二氧化碳、0.02kg二氧化硫，1噸油品加氫精煉要加50kg氫氣，合成1噸甲醇需要耗125kg氫氣。合成1噸NH3需要耗178kg氫氣。綠色化工的氫需求中國氫氣用途比例

合成氨40%，合成甲醇30%，煉油加氫25%，其他5%制氫技術(shù)碳排放量（kg/kg制氫）是否排放二氧化硫是否排放氮氧化物煤制氫11是是天然氣制氫5.5是是甲醇制氫7.3是是電解水制氫0否否尾氣回收0否否不同制氫方式排放對(duì)比污染物排放量（噸/年）年產(chǎn)60萬噸甲醇項(xiàng)目（需煤制氫量5.6萬噸）年產(chǎn)50萬噸合成氨項(xiàng)目（需煤制氫量15萬噸）SO212801160NOX583620COD129130NH3-N3129合成甲醇與合成氨項(xiàng)目污染物排放量解決方案“以電解水方式替代傳統(tǒng)化石能源制氫，是一種石油/煤化工產(chǎn)業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、綠色環(huán)保的技術(shù)升級(jí)手段。”

——國家發(fā)改委能源研究所《石化/化工產(chǎn)業(yè)清潔制氫發(fā)展報(bào)告》燃料煤原料煤鍋爐水煤漿空分氣化液氮電解水H2/COCO2變換合成氨凈化蒸汽N