符合中国特色的甲醇重整制氢燃料电池系统-63页-WN5.pdf

符合中国国情的甲醇重整氢燃料电池系统上海博氢新能源科技有限公司沈建跃 博士群内每日免费分享5份+最新资料 群内每日免费分享5份+最新资料 300T网盘资源+4040万份行业报告为您的创业、职场、商业、投资、亲子、网赚、艺术、健身、心理、个人成长 全面赋能！添加微信，备注“入群”立刻免费领取 立刻免费领取 200套知识地图+最新研报收钱文案、增长黑客、产品运营、品牌企划、营销战略、办公软件、会计财务、广告设计、摄影修图、视频剪辑、直播带货、电商运营、投资理财、汽车房产、餐饮烹饪、职场经验、演讲口才、风水命理、心理思维、恋爱情趣、美妆护肤、健身瘦身、格斗搏击、漫画手绘、声乐训练、自媒体打造、效率软件工具、游戏影音扫码先加好友，以备不时之需扫码先加好友，以备不时之需行业报告/思维导图/电子书/资讯情报行业报告/思维导图/电子书/资讯情报致终身学习者社群致终身学习者社群关注公众号获取更多资料关注公众号获取更多资料背景 2018年5月11日，李克强总理在日本首相安倍晋三陪同下，参观了丰田的氢燃料电池车“Mirai“。丰田短短几年实现“混动-插电式混动-电动-氢燃料电池”的发展路径，成为氢燃料电池行业领跑者。李克强总理的此次走访在产业内外掀起了一波关于氢燃料电池汽车发展的热议。早在2005年，胡锦涛已经访问全球著名燃料电池公司Ballard，了解燃料电池技术。中国现代化发展面临的两大现实难题环境污染能源安全能源安全据国家统计局数据显示：2019年1-7月中国原油进口量超2.85亿吨。石油进口对外依存度将高达72%，远超国际公认警戒线。相关机构预测，到2030年，我国对外能源依存度将超过80%。环境污染美国健康效应研究所近日发布的2019全球空气状况报告（基于2017年数据）显示：2017年全球因长期暴露于室外和室内空气污染而死于中风、心脏病、肺癌、糖尿病和慢性肺病的人数达到近500万；而在中国，该数字是120万。2019全球空气状况报告数据显示，2017年在中国，空气污染使人均预期寿命缩短23个月，其中，室外、室内空气污染分别减少人均预期寿命15个月和8个月。在非传染性疾病中，空气污染对肺癌发病的贡献率是26%，对心脏病、中风的贡献率分别是17%、12%。人类能源的发展轨迹对效率的追求木炭火/木材人类文明的诞生3-8%蒸汽机第一次工业革命10-15%内燃机第二次工业革命25-40%天然气管道清洁能源35-55%煤炭石油天然气氢能时代燃料电池40-65%氢能多碳无碳日本氢能源发展现状日本是一个化石资源匮乏的国家。日本环海的特点使日本的太阳能、风能、海洋能资源丰富。日本将这些自然能源转换成氢能储存，成为发展氢能源力度最大的国家。中国氢能源行业发展现状及愿景截至目前，北京、上海、江苏如皋等多地、安徽六安、广东广州佛山、山东济南等多地、浙江台州宁波、湖北武汉、山西大同、河北张家口、陕西西安等地都出台了相关的氢能发展规划。中国制造2025年提出实现燃料电池汽车的运行规模进一步扩大，到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善。氢燃料电池推广中遇到的问题H2是分子量最小的气体，非常活跃，储存存在安全问题（氢脆）氢气压缩非常困难储存条件苛刻运输成本很高（如图一车氢罐，只能满足40-50台乘用车的加氢要求。）氢燃料电池推广中遇到的问题加氢站推广中的几大难题：核心设备依赖进口 建设成本高昂 审批复杂 选址要求苛刻甲醇-安全、可行的能源载体美国诺贝尔获得者George Ola博士甲醇经济：甲醇是最理想的二次能源常温下是液体便于储存和运输生产工艺成熟配套链完善1234甲醇能源-符合中国特色的能源2341中国煤炭资源丰富，仅以煤制甲醇便可保证我国百年能源安全。未来甲醇还可通过生物质、农作物秸秆等制成。截至2018年，全球甲醇产能约14400万吨/年，中国甲醇产能达8600万吨/年，占世界产量60%以上。中国仍在不断加大甲醇产业建设，预计未来新增产能2000万吨。生产技术成熟，且成本低于汽、柴油。早在18年前，甲醇汽车就被列为了国家重点科技项目，并在多个城市推动试点。2014年，工信部将甲醇汽车试点扩展至中国“四省一市”：山西省、陕西省、上海市、贵州省、甘肃省。2015年，工业和信息化部办公厅印发了车用甲醇燃料加注站建设规范和车用甲醇燃料作业安全规范的通知。2017年，甲醇汽车试点已经全部得到国家工信部专家组验收，未来将进一步扩大试点范围。甲醇能源-符合中国特色的能源甲醇能源-符合中国特色的能源2019年3月19日，国家工信部、发展改革委、科技部、公安部、生态环境部、交通运输部、卫生健康委、市场监管总局8个部门联合发布在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见。着力突破甲醇高效能量转化机制、低排放控制、长寿命低成本耐腐蚀材料等共性关键技术。深入开展甲醇汽车尾气的健康影响等研究。鼓励和支持企业研发甲醇混合动力汽车、甲醇增程式电动汽车、甲醇燃料电池汽车产品。推进和加快甲醇燃料生产及加注体系的建设。甲醇能源-符合中国特色的能源2020年4月23日，国家财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委发布关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知财建202086号。调整补贴方式，开展燃料电池汽车示范应用将当前对燃料电池汽车的购置补贴，调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域，重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范，中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励（有关通知另行发布）。争取通过4年左右时间，建立氢能和燃料电池汽车产业链，关键核心技术取得突破，形成布局合理、协同发展的良好局面。能源安全性高从燃料物化特性考虑几种燃料的相对危险性以七级划分(1=低，7=高)甲醇-安全、可行的能源载体美国能源部发表-能源安全比较危 险汽油柴油甲醇LPG漏 泄3125蒸 发3124释放到大气5634释放在密闭室2543自动点火6543火花点火21-3火焰传播2153暴 燃5612由火焰辐射6715健康影响7564总 共41342836数量表示性能优越性不同能源动力系统优劣势分析表动力能量密度能效碳排放PM2.5安全性初始成本 运营成本寿命环境适应性 推广社会成本柴油/汽油内燃机汽车锂电池汽车 氢燃料电池汽车甲醇氢燃料电池汽车 甲醇重整制氢燃料电池物流车 加注甲醇方法多样：甲醇站、加油站部分改造、槽罐车等 同等体积下，能量为高压氢罐的两倍 加氢站少，加氢困难 加氢站建设费用和运输费用高昂甲醇重整氢燃料电池和高压氢燃料电池车对比高压氢燃料电池物流车“与高压储氢燃料电池比较，甲醇重整制氢燃料电池更加经济、可行”甲醇作为能源的使用途径123直接燃烧内燃机甲醇重整制氢燃料电池CH3OH高效环保NeCar 31997年Necar3 内置甲醇重整器，WGS（水汽变换）+PrOX PReferential Oxidation（优先氧化）装置，几乎占据后座和整个尾箱。甲醇重整氢燃料电池NeCar 52000年的Necar5 已经可以将甲醇重整器60kW，CO去除装置，锂电池等整套系统放置于A级奔驰汽车的地板之下，并完成了横跨美洲大陆之举（5200km）。甲醇重整氢燃料电池影响NeCar5 推广的原因：甲醇重整氢燃料电池成本问题体积问题技术问题20142016加拿大博能公司成立博源燃料电池(上海)成立世界第一台氢燃料电池自行车苏州氢洁电源成立世界首台拉箱式氢燃料电池电源中国第一个光伏氢储能电站世界首台甲醇氢燃料电池中巴常州博能新能源成立、上海博氢成立世界首台甲醇氢燃料电池物流车（使用成本：0.9元/kwh）1998200020042009201020142015201620172018获工信部公告-甲醇氢燃料电池物流车落户浙江慈溪建设中国最大甲醇重整氢燃料电池生产基地进入新能源汽车推广应用推荐车型目录、免征车辆购置税的新能源汽车车型目录（使用成本：100元/kwh）（使用成本：10元/kwh）公司情况-中国首家把甲醇重整制氢技术产业化的公司2019甲醇重整制氢燃料电池原理CH4OH2O甲醇及水的混合蒸汽DC+DC-H2与CO2混合气体及微量CO和水蒸气未反应完气体H2,CO2热量热量尾气H2O+CO2CH4O+H2O CO2+3H2+1%CO直接输出直流电，可给电动车电池充电，或车辆运行时提供电力甲醇水溶液气化室 高 温燃 料 电 池重整室氧化室在此系统中，氢气即产即用，无高温高压，安全可靠约160C约220C甲醇：60%水：40%吸热过程放热过程放热过程甲醇制氢的技术方式比较甲醇容器 CH4OH2H2H2,CO2,COH2混合气高压氢和甲醇重整技术路线设备结构对比增湿器H2O2散热器Delta T=75 35=40 DegC 温差小，体积大氢气循环泵增湿器高压力 空气压缩机0.7-2.2 bar g氢气罐+减压阀甲醇箱增湿器CO2+H2O2散热器Delta T=170 35=135 DegC 温差大，体积小增湿器低压力鼓风机 0.2-0.4bar g重整器氢气循环泵氧化室降低70%降低60%H2H2甲醇重整制氢燃料电池系统功率：5KW重量：65KG480mm280mm780mm285mm525mm233mm功率：300W重量：12KG膜电极双极板密封件电堆质子膜扩散层催化剂重整器制氢系统氧气供应热管理DC/DC泵，阀冷却介质热交换器催化氧化鼓风机，过滤系统系统控制FMS甲醇汽化BMS联合开发Palcan自主生产外购件甲醇重整制氢燃料电池系统甲醇进液 能源转换效率最高产品优势-转换效率高汽油机柴油机甲醇重整制氢燃料电池25-32%28-38%40-46%CO2排放量与各种燃料比最低要让现在的电力平均排放水平达到甲醇的水平，需要将煤炭火力发电的比例降低到45%以下！产品优势-与其它燃料比，碳排放低(煤电比例70%)CO2排放量比氢更低产品优势-车载储氢与车载制氢的比较kgCO2/kWh车载储氢H2 Gas车载制氢On-Road在路上0.000.56Off-Road离路Production生产0.590.22Liquification液化0.390.00Distribution Leaks配管泄露0.000.00Compression压缩0.120.00Total Off Road总离路1.090.22Total On+Off Road总路上+离路1.090.78 利用来自于阳光、CO2、H2O可再生能源制取的甲醇，则可实现真正的高效零二氧化碳排放（二氧化碳循环利用）产品优势-可实现真正的零排放（图片等内容来源于李灿院士PPT）产品优势-可实现真正的零排放 中科院大连化物所国家实验室已经完成太阳燃料合成工业化技术路线前期中试，2018年7月在兰州启动太阳燃料千吨级甲醇工业化示范。该项目计划建设年产 1000 吨甲醇装置，待装置稳定运行后，将二氧化碳加氢制甲醇规模扩大为 3000 吨/年。是国内首次真正意义上实现利用太阳能等清洁能源生产甲醇的工程。2020年1月17日产品优势-运行成本优势以东风T7物流车为例，每百公里使用成本最低。柴汽油：2.87元/kWh18 升/百公里135元/百公里甲醇氢燃料电池：0.9元/kWh 47kWh/百公里 42.3元/百公里纯电动：加权平均价：1.1元/kWh 47kWh/百公里51.7元/百公里高压储氢燃料电池：52元/公斤4公斤/百公里 约200元/百公里国内加氢站全部在示范阶段，价格无对外公开。参照日本已在运行的加氢站加氢费用。公共充电桩电价大约是每度电1.01.5元,加上0.8元/度服务费,最后价格约为22.3元/度。民电：0.65元/度（只限用于从自家电表接线，物业安装充电桩按工业电价收费，价格为0.81.5元/度）2019年12月我国甲醇价格平均价格：2000元/吨。现状 公司方案 解决电动车续航问题 减掉现有纯电动大巴一半的锂电池控制器 锂电池540V,600Ah324 kWh,3600 kg约800 kg，330kwh储量约1800kg，约162kwh储量燃料电池 甲醇箱 492 kWh,2600 kg 省下 50%的电池，车体减重 1 吨电量从 3 2 4 k W h 增加到 4 9 2 k W h，增加50%续航能力电机 控制器 电机 产品优势-续航优势锂电池540V,600Ah324 kWh,3600 kg由于我们使用“高温燃料电池”，电堆发电时热交换器的排热温度在140C左右，该热能可以被充分利用给锂电池加热，并给车内加热。产品优势-热效率优势“低温运行解决锂电池-20C无法充放电的问题”甲醇重整制氢燃料电池发电系统提供热能热功率在20-30kW之间DC+DC-H2(75%)热能高 温 燃 料 电 池电 堆（Stack）产品应用市场移动充电备用电源分布式发电军民融合发电便携式电源交通领域（动力电池/增程）应用市场-移动充电应用案例：“移动充电车”车辆参数总尺寸(mm)4205*1685*2400总重量(kg)2475整备重量(kg)2150最高车速(km/h)80甲醇桶容量(L)150L续航里程(km)500电池参数燃料电池功率(kW)10kW燃料电池额定电压(V)358燃料电池发电量(kWh)150（根据甲醇桶容量可以扩展）锂电池容量(kWh)27应用市场-备用电源亚太款国内款项目项目参数参数输出功率输出功率2.510KW输出电压输出电压48DCV工作温度工作温度2050电堆类型电堆类型HT-PEMFC冷却方式冷却方式风冷产品认证产品认证CTTL认证燃料类型燃料类型甲醇水溶液水箱容量水箱容量100L*2外形尺寸外形尺寸900*900*2200mm产品重量产品重量425500kg通信方式通信方式RS485/SNMP监控方式监控方式无线远程监控应用案例：“备用基站电源”应用市场-分布式、海岛发电系统应用案例：“海岛发电系统”外形尺寸（mm）长：1350 宽：650 高：1070（燃料箱除外）质量（kg）230（燃料箱除外）输出功率（kW）5输出电压220VAC燃料（容积比）60%甲醇/40%水燃料箱容量（L）200单次加注发电量（kWh）约2200可持续运行时间长期特性能源输出稳定，不受天气、日照等情况制约；零排放无污染；能效高；低噪音；基建方便、操作安全；运行成本低！应用市场-军民融合应用案例：“1MWh、30KW静默移动发电车（与中氢合作）车辆型号依维柯NJ6495DC（首台功能验证机）尺寸规格长X宽X高=5400X2000X2700（外尺寸）项目组成主要模块1.依维柯整车 2.燃料电池模块 3.甲醇箱 4.锂电池箱体 5.控制器 6.逆变器7.其他安装附件工作环境户外、车载、静止发电工作环境温度-25+50相对湿度10%90%海拔高度4000M大气压力62KPa101KPa。（近似于海拔0m5000m）垂直倾斜度25度系统总重量3.0吨车载总重量5.5吨应用案例-军民融合通讯基站（备通讯基站（备用电源）用电源）移动、电信、联通基站 2016/9/24，受邀展示于首届经济建设和国防建设融合发展论坛，获得第一届军民融合技术装备博览会嘉奖2018/10/8，受中央军委发展部邀请展示于第四届军民融合发展高技术装备成果展军民融合-军用移动发电系统混合动力 纯 电 动通讯基站（备通讯基站（备用电源）用电源）移动、电信、联通基站 公司技术已经获得火箭军认可 相应军标正在制定应用市场-便携式发电应用案例：“300W便携式发电系统”300W额定功率、紧凑的结构设计以及出色的环境适应性使其适合作为单兵作站电源、野外露营电源、小型无人机电源、军事边防等电力、动力源。技术参数 性能功率范围 W300350DC 输出电压范围 V24DC/48DC/220 AC 系统效率（%）33(peak)工作特性燃料类型60%vol 甲醇/40%vol 水燃料消耗量300W KWh/L1.015系统运行功耗W77环境温度 C-2050通信方式485/LAN连接特性燃料接口 mm6尾气口 mm60 物理特性长宽高 mmmmmm 525233285体积L34重量 Kg 12应用市场-交通领域混合动力 纯 电 动混合动力 纯 电 动可应用于物流车、大巴车、乘用车、船舶等交通领域市场。交通领域-商用车市场应用案例：“30KW甲醇重整制氢燃料电池物流车（与东风合作）”2016.05 中国总理李克强参访东风十堰车厂2016.05.24 东风董事长竺延风详细调研与公司合作的甲醇氢燃料电池物流车交通领域-商用车市场“30KW甲醇重整制氢燃料电池物流车（与东风合作）”鉴于甲醇重整制氢燃料电池汽车为中国首台，公司协助中机中心与汽车产品技术委员会共同制定甲醇重整制氢燃料电池汽车公告产品技术要求报告和标准。交通领域-商用车市场“30KW甲醇重整制氢燃料电池物流车（与东风合作）”已获得工信部新能源汽车产品公告（2017/12/29）已进入新能源汽车推广应用推荐车型目录（2018年第3批）已进入免征车辆购置税的新能源汽车车型目录（第十七批）已开始批量生产2018/10/25，全球首批基于甲醇重整氢燃料电池轻型卡车在昆山国际车展举行正式投入商业运营发布仪式，原机械工业部部长何光远、甲醇经济作者，诺贝尔碳氢化学会主席G.K Surya Prakash、全球甲醇行业协会总裁Greg Dolan、中国道路运输协会装备委燃气汽车专家李竹林与上海博氢新能源科技有限公司董事长沈建跃一同为新车的发布剪彩。http:/ 该车已在苏州-内蒙行驶，受内蒙政府高度重视 在提供高效经济环保的车载移动能源，加装燃料电池系统后续航能力800km+充分利用燃料电池热能，满足内蒙地域气温低，幅员辽阔对新能源汽车的特殊需求。交通领域应用案例“10kW甲醇重整制氢燃料电池MPV车载使用”开发高功率高密度模块开发（20KW）针对市场：乘用车及热电联供等.采用微反技术，在提高模块功率密度的同时提高能量转化效率、延长使用寿命交通领域-乘用车市场“高功率燃料电池系统模块研发-20kW”重整器+电堆电控系统甲醇燃料箱 80LDCDC交通领域-船舶、集卡“高功率燃料电池系统模块研发-6080kW”针对市场：船舶、施工临电、轨道交通建设期用电、发电站及集卡和热电联供等.移动、电信、联通基站 目标目标实施“燃料电池模块生产基地建设”建设一期5万套的燃料电池模块生产基地，达产后总产值达到25亿元人民币。针对市场：电动物流车、移动充电车、通讯备用电源、军民融合项目、分布式电源 以第一个生产基地为模板，在全国5个不同大区（广东、东北、西北、华中、西南）进行燃料电池模块生产基地的模式复制建设，预计总产值达到百亿元人民币。针对市场：进入传统柴油机和汽油机市场2020年8月31日生产基地航拍图央视报道 2019年7月9日，中国央视财经新闻对沈建跃博士和博氢新能源进行了报道采访。甲醇重整制氢燃料电池迎来新风口。领导视察 2019年6月，中科院大连化物李灿院士等人前往博氢苏州研发中心进行调研，并邀请公司参与中科院项目。领导视察 2019年5月，中国电动汽车百人会理事长陈清泰、常务副秘书长刘小诗等人前往博氢公司苏州研发中心进行甲醇重整制氢燃料电池技术的交流与考察。2018年11月，原机械工业部部长何光远考察博氢公司甲醇重整制氢燃料电池技术与应用成果。领导视察 2018年7月，国家发改委能源局原局长徐锭明前往博氢公司苏州研发中心进行甲醇重整制氢燃料电池技术的座谈考察。2018年7月，甲醇汽车试点专家组前往博氢苏州研发中心对甲醇重整制氢燃料电池技术进行详细了解与考察。公司情况-创始人简介 1982 年毕业于上海化工学院（现华东理工大学）1992年获得魁北克省拉瓦尔大学化学工程博士学位 1993 年日本国立化工研究所博士后 2001年 出任加拿大国家研究院燃料电池发展计划全国咨询委员。2004年 荣获美国Fuel Cell Management杂志评选“燃料电池世界30人”2005年 代表加拿大出任国际ISO委员会氢能标准委员 2006年被加拿大主流媒体评为100位最有影响的加拿大华人 2009年 国务院侨办授予百名华侨华人杰出创业奖。2011年 被聘为加拿大自然科学基金评委。2014年 被发改委投资协会聘为顾问专家。2018年 被中国能源报评为“2018十大新能源年度人物”称号。1998年，创办博能能源公司，开展氢能发电机的研发和生产。2002年，博能公司在加拿大股票市场(CDNX)上市 2009年后，分别在中国成立苏州氢洁电源科技有限公司、常州博能新能源有限公司、上海博氢新能源科技有限公司、浙江博氢新能源科技有限公司等，开展氢能发电机的研发、生产、制造和推广。沈建跃 博 士 个人著作：大变革：甲醇能源时代出版社：新华出版社该书是国内首部系统介绍甲醇重整制氢燃料电池的专著。创始人：公司情况-创始人简介 2018/12/12，沈建跃博士被中国能源报、中国能源经济研究院评选为“2018十大新能源年度人物”牵头整理浙江对外宣传的技术资料清单牵头整理浙江对外宣传的技术资料清单公司情况-管理与技术团队陈刚 博士市场总监复旦大学博士 欧洲新能源领域资深专家，德国氢能标准委员会及H2-Mobility组织会员 现负责公司市场开发和开拓潜在应用市场余皎 博士 研发总监天津大学博士 原潍柴动力首席科学家 资深系统集成和开发、汽车工程专家 现负责整体研发工作管理和车用系统研发张治国生产总监哈尔滨工业大学硕士 曾任欧姆尼克公司总经理，十年以上新能源领域生产运营管理经验，拥有个人专利69项 现负责公司生产线设备开发及建设管理涂善东 教授 技术顾问华东理工大学副校长 院士、长江学者、杰出青年，获国家科技进步一等奖，国家发明二等奖 化学机械系统领域专家 提供电堆设计研究支持Jeremy Tomlinson技术顾问 军事应用及航空航天应用系统设计领域专家 曾设计了全球首台燃料电池摩托车 提供系统整合开发支持张子瑜 博士研发副总美国路易斯安那州立大学 博士 十年以上研究开发经验，资深化学工艺领域专家 现负责催化剂及原材料研发、电化学性能研发已获专利：国内发明专利：11项国内实用新型专利：60项已授权专利：国外发明专利：美国发明专利2项软件著作权：2项已受理发明专利：26项公司情况-专利取得谢 谢！群内每日免费分享5份+最新资料 群内每日免费分享5份+最新资料 300T网盘资源+4040万份行业报告为您的创业、职场、商业、投资、亲子、网赚、艺术、健身、心理、个人成长 全面赋能！添加微信，备注“入群”立刻免费领取 立刻免费领取 200套知识地图+最新研报收钱文案、增长黑客、产品运营、品牌企划、营销战略、办公软件、会计财务、广告设计、摄影修图、视频剪辑、直播带货、电商运营、投资理财、汽车房产、餐饮烹饪、职场经验、演讲口才、风水命理、心理思维、恋爱情趣、美妆护肤、健身瘦身、格斗搏击、漫画手绘、声乐训练、自媒体打造、效率软件工具、游戏影音扫码先加好友，以备不时之需扫码先加好友，以备不时之需行业报告/思维导图/电子书/资讯情报行业报告/思维导图/电子书/资讯情报致终身学习者社群致终身学习者社群关注公众号获取更多资料关注公众号获取更多资料