登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
各位同志大家上午好。下面我来介绍一下甲醇燃料电池在船舶领域的应用。
首先我们来看应用背景,航运是全球经济的一个晴雨表,超过80%以上的国际货物都是通过水运来完成的。我国也是一个水运大国,近些年船舶航运呈现一个高速发展的态势。但是船舶领域的排放监管是远远落机动车的,中国直到2016年才开始颁布第一部排放法规,目前执行的标准跟咱们原来的重卡的国一标准是相当的,而车已经到了国五国六的水平。由于它监管比较落后,所以船舶领域用的油品质量是非常的恶劣的。举个例子,一艘大型轮船它排放的污染物的量跟百万量级汽车的排放量是相当的;整个船舶行业排放的 NOx量也是占据了全球的15%。目前在碳中和碳达峰的背景之下,船舶领域朝向绿色转型也是势不可挡。国际海事组织是计划在2100年,就是本世纪末要达到碳中和,而我国是力争在2030年碳达峰,2060年碳中和,所以在此大趋势之下船舶领域将迎来了一个转型升级的机遇期。
船舶领域实现绿色低碳它的途径主要通过两个方面,一方面燃料本身或者说能量载体本身是绿色的,另一方面就是你能量转换装置要高效,低排放。现在我们列的这些能量载体,包括电、氢气、氨、甲醇、柴油,还有天然气,实际上都可以通过可再生能源来制得。但是这些燃料里面哪些是更适合船舶领域,以及采用何种能量转换装置是需要我们探讨的一个话题。
下面我们就燃料和能量转换装置两个方面来分析,为什么甲醇燃料电池在船舶领域应用未来前景广阔。
首先船舶它跟车不一样,一般都是重载长距离的,因此它对能量需求是非常巨大的。一辆车你可能只需要几十度电到一百度电,但船舶一般至少都是几兆瓦时。所以首先我们去对比一下这些燃料的能量密度就可以看出各自的适用范围。目前柴油在液体燃料里面的能量密度是比较高的,甲醇和液化天然气大概只是柴油一半左右,液氨液氢大约又是甲醇的一半,电池的体积能力密度就更低了。综合来看的话,甲醇天然气可能未来更适合于长途运输,而液氨、氢、还有电池适合于短途运输。
其实能量密度只是一个方面,如果我们去综合对比整体体积重量,还有你的资本运营支出以及安全、续航能力、基础设施的便利性来看的话,甲醇是一个比较好的选择。所以目前航运界也是有越来越多的公司将甲醇视为未来船舶的绿色燃料,航运巨头马士基订购了12艘甲醇内燃机船来推进公司的碳中和战略。
大家就会说了甲醇是不是有毒?因为之前我们听过山西的假酒事件,但实际上甲醇它是燃料,并不是饮料,甲醇的毒性是远远低于汽油、柴油,这个点从图中的半致死浓度和半最大效应浓度便可看出。然后我们再来看它的安全性,甲醇汽化潜热比较大,易燃易爆性是比汽油低的。美国的环境保护机构曾经做过一个预测,如果我们现在所有的汽车的燃料由汽油换成甲醇,由燃料引起的火灾事故能降低90%。
也有人会问甲醇泄漏之后会不会对水域造成影响?其实甲醇它是可以生物降解的,在有氧的环境下,不管是在土壤中还是在开放水域中,很快就会降解,基本上不会对环境造成长期的影响。国外也对甲醇泄露做过一些仿真分析,结论是甲醇泄露到开放水域中,它是不需要你去做清除的,而且对渔业、旅游业的造成的损失几乎都是零。
前面我们讲的是从燃料的角度分析甲醇为什么是未来船舶绿色燃料的一个重要方向。下面我们看一下能量转换装置,分析为什么甲醇燃料电池它的优势巨大?我们刚刚提到这些燃料我们都可以通过可再生能源来制取,你如果是用内燃机的话,使用绿色燃料是可以做到零碳的排放,但是你没法避免NOx排放。因而燃料电池是未来的一个发展方向。
下面介绍一下燃料电池,可能大家都比较清楚,简要的说一下,燃料电池它是兼具一次二次电池和内燃机的优势,它工作原理跟一次二次电池是相同的,将化学能直接转化电能,所以高效、低噪、低污染。而使用方式又跟内燃机是相似,加了甲醇就可以发电,使用便捷。
甲醇燃料电池我们从技术路线上来说它大概分三类,一是直接甲醇燃料电池,甲醇直接进入电堆发电,它的成本较高,比功率低,适合于千瓦之下的携型电源。二是甲醇重整低温PEM燃料电池,由于低温PEM对一氧化碳的耐受度是比较低的,运行时需要把一氧化碳的浓度降低到10个PPM以下,由此而导致的问题就是需要额外增加一个分离净化单元,这样的话就造成整体系统体积比较大,效率也比较低。而我们目前做的是高温甲醇燃料电池,它工作温度在150到180摄氏度,比低温PEM 高将近100度。工作温度提升带来诸多好处,一是温度升高带来反应速率的提升,二是说耐毒物能力的提升,一氧化碳的耐受度可从原来10个PPM提升到了3万个PPM,这样就不需要去分离净化,重整气直接进入电堆发电。从而使得系统的体积大幅下降,应用领域大幅扩宽,可以用到动力电源、热电联供等多个领域。
这里介绍甲醇燃料电池优势,从能量密度角度给大家看下直观图示,以燃料热值来说,一吨的柴油相当于2.2吨的甲醇,相当于6.5吨高压氢(含储罐),如果是用锂电池的话是大概得45吨。液体燃料储运方便、能量密度高,优势明显。
我们再来看它的排放,甲醇燃油电池是没有NOx、SOx和PM排放,全生命周期碳排放可减排40%,这是说的用化石甲醇,如果是以后我们用可再生甲醇是可以做到零碳排放的。
下面我来看燃料电池的效率,燃料电池的效率可较内燃机倍增。内燃机效率30%到40%,实际上它只有在额定的功率下才能达到,如果在低负荷区运行,它效率是远远低于百分之30%的,可能只有百分之十几。而燃料电池刚好相反,它在低负荷区效率是比较高的,而且在绝大部分负荷下都是高效的。由于效率倍增,加之甲醇燃料成本较低,甲醇的平均价格大概是2.5元/kg。因而使用甲醇燃料电池,它的运行成本或者说燃料成本只是柴油机的一半;以一个万吨级的货船为例,如果换用甲醇燃料电池的话,一年节省的燃料费用有百万之多。
第三部分介绍下我们的工作基础,我们技术是源于中科院大化所孙公权团队,团队在甲醇上电池领域耕耘了20余年,获得过省部级以上奖励9项,其中国家奖3项。正因为有着20年的经验的积累,我们具备从关键材料、核心部件、系统集成到过程控制全链条的生产研发能力。在这关键材料这块,我们突破了高温电解质膜制备,我们是国内最先实现高温质子交换膜批量制备,打破了国外的垄断。基于这个膜做的高温膜电极,性能水平也处在国际领先。当然在双极板、电堆、燃料处理器等单元组件、核心部件方面也做了大量工作。藉此开发了从百瓦级到几十千瓦级的系列的工程样机。行业发展,标准先行,我们团队牵头制定了多项甲醇燃料电池标准,引领带动整个甲醇燃料电池行业的发展。
今年11月8日我们第一艘甲醇燃料电池船在仙湖下水了,可以说是开启了绿色航运的新方向。这是昨天我们在仙湖夜航的照片,大家有机会的话可以去仙湖看看。我们这艘船加注200公斤甲醇可以净输出400度电;单次燃料加入,可以在10公里每小时的航速下行驶20个小时,整套动力系统比能量大于600瓦时每公斤的。当然了如果燃料携带更多,这个比能量是可以超过1000瓦时每公斤的。
最后我们看一下发展规划,刚才我们提到技术源自中科院化物所,中科嘉鸿承接化物所高温甲醇燃料电池技术进行产品开发。整个公司目标市场分了4大板块:分散电站、热电联供、车用电源、船用电源。船用电源是我们公司的一个重要的战略方向,我们希望能助力船舶领域的碳中和目标实现,因为甲醇它不单是一个液态的储氢材料,还是碳中性燃料。甲醇和氧气反应生成了二氧化碳和水,二氧化碳和氢气又可以合成出甲醇,这样的话就形成了一个闭环,这就是我们所说的甲醇经济或者叫液态阳光计划。
我们公司在船舶领域的主要是两个方面,一是动力电源,这一块目前由于甲醇燃料电池功率等级的限制,主要还是集中在千吨级以下的内河、内湖以及近海船舶。二是辅助电源,可以给万吨级船舶供电,或是热电联供。动力电源部分规划有10、30、60千瓦的模块,辅助电源有5、20千瓦模块。
好的,感谢大家聆听,有兴趣的话可以会后交流,谢谢大家。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,近日,全球首台、行业首创的甲醇汽车起重机在山西太重集团正式投入使用。该甲醇汽车起重机拥有多项令人瞩目的技术参数。其最长主臂达44.5米,最大起重力矩为1372千牛米,最大额定起重量为25吨,具备强大的起重能力。同时,它还配备了“智慧大脑”,采用了自主化集成式智能化整车控制
北极星氢能网获悉,2023年12月19日,远程新能源商用车与西安叁陆玖物流签署200台醇氢电动轻卡订单,并成功举办首批车辆交付仪式。本次交付的远程星智H8M醇氢电动轻卡,是以甲醇作为燃料,搭配国内一线品牌电池以及240L超大醇箱,可实现1100+公里超长续航,尤其适用于严寒等极端工况下。此外,甲醇相较
北极星氢能网获悉,12月15日,天津滨海新区公交集团与远程新能源商用车集团旗下吉利星际客车品牌举行交付仪式,正式将全球首批100部醇氢电动公交车交付新区。据悉,这批车辆使用甲醇作为增程动力燃料,能够实现二氧化碳“近零”排放,续航里程也能达到500公里,比传统纯电公交车提高了近一倍。滨海新区
近日,在2023中国海洋装备博览会上,中科嘉鸿自主研发的首艘甲醇燃料电池电动示范渔辅船吸引了众人关注驻足,其新技术解决方案得到了众人一致好评。针对目前渔民渔辅船使用情况痛点,中科嘉鸿提出了甲醇燃料电池新能源长续航渔船方案,该方案在不改变渔民使用情况下满足渔民日常养殖、运输、作业等需求
北极星氢能网获悉,近日,海南工信厅印发海南省2023-2025年鼓励新能源汽车推广应用若干措施及政策解读。文件提出:2023、2024、2025年注册登记的车辆补贴标准分别按车辆对应领域补贴的100%、90%和80%执行。支持开展氢燃料电池汽车、甲醇汽车等新技术试点示范应用,按照示范规模、社会效益及经济效益予
今天对于马士基而言,是载入史册的一天。全球首艘甲醇动力集装箱船舶命名仪式在马士基总部哥本哈根举办,欧盟委员会主席乌苏拉·冯德莱恩(UrsulavonderLeyen)出席仪式并作为教母将船舶命名为“劳拉马士基”(LauraMrsk)。马士基董事会主席罗伯特·马士基·乌格拉(RobertM.Uggla)和马士基首席执行官
北极星氢能网获悉,8月29日,招商轮船发布公告,拟以1.075亿美元净船价,在大连船厂建造1艘甲醇双燃料VLCC油轮。招商轮船表示,为适应全球和中国碳中和及绿色航运发展趋势,未来以合理成本逐步、少量更新老龄VLCC油轮仍有必要,董事会同意公司以1.075亿美元净船价,在大连船厂建造1艘甲醇双燃料VLCC油
北极星氢能网获悉,8月28日,招商局能源运输股份有限公司(简称“招商轮船”)发布第七届董事会第二次会议决议公告。招商轮船表示,为适应全球和中国碳中和及绿色航运发展趋势,未来以合理成本逐步、少量更新老龄VLCC油轮仍有必要,董事会同意公司以1.075亿美元净船价,在大连船厂建造1艘甲醇双燃料VLC
北极星氢能网获悉,8月17日上午,全国首艘甲醇双燃料集装箱船在苏美达船舶旗下扬州新大洋造船有限公司顺利下水。据悉这艘船是支线甲醇双燃料集装箱船,型长148米、型宽27.2米、型深14.3米,设计航速14节。该船由德国知名设计公司设计,采用最新研发的全球首台5S50ME甲醇双燃料主机,使用绿色甲醇作为燃
北极星氢能网获悉,深圳市航能氢醇能源创新研究院即将变更法定代表人,根据深圳社会组织管理局公示,深圳航天龙海特智能装备有限公司总工程师连波拟任深圳市航能氢醇能源创新研究院理事长兼法定代表人。深圳市航能氢醇能源创新研究院于2022年12月21日成立,注册资本100万元,目前刘晓静为法定代表人,
北极星氢能网获悉,8月4日,汉马科技发布7月产销快报。数据显示,7月汉马科技的醇氢动力系统新能源汽车产销量分别为262辆、283辆,分别同比大幅增长509.30%、2730.00%。2023年其醇氢动力系统新能源汽车累计产销量分别为1319辆、1178辆,分别同比增长1288.42%和2041.82%。据悉,汉马科技是吉利商用车板
北极星氢能网获悉,近日,天津市滨海新区人民政府与内蒙古自治区锡林郭勒盟行政公署举行能源战略合作协议签约仪式。国家能源局华北监管局党组书记、局长童光毅,市工业和信息化局二级巡视员孙建国,内蒙古自治区锡林郭勒盟委副书记、盟长罗青,区委常委、副区长罗平,国网天津市电力公司副总经理么军出
“特别环保,噪声小,乘坐也相当舒服。”兴40路是大兴区氢能公交车示范线路,驾驶员王刚经常到海珀尔加氢示范站为公交车加氢,10分钟左右加满,就能跑400千米。位于大兴国际氢能示范区的海珀尔加氢示范站是目前全球最大的加氢站。下午两点,加氢站入口处,八九辆冷链车、重卡等排成一队“长龙”等候加
北极星氢能网获悉,10月9日,唐山海泰新能科技股份有限公司(简称“海泰新能”)与北京海德利森前瞻技术有限公司(简称“海德利森”)在海泰新能总部进行战略合作的签约仪式。此次签约基于双方“自愿平等、优势互补、互利共赢、长期合作”的核心理念,围绕双方氢能战略发展目标,开展全方位、多领域、
北极星氢能网获悉,近日,由哈尔滨工业大学重庆研究院旗下翌翔无人机团队自主研制的国内首架太阳能氢能无人机在明月湖顺利完成首飞。据了解,该无人机采用了团队自主研制的太阳能发电适压直驱系统、太阳能氢能混合动力系统,以及大尺寸长翼展气动外形、一体化成型轻质碳纤维机身、前后双螺旋桨同轴驱动
北极星氢能网获悉,9月14日,南海氢能两轮车产业示范项目启动仪式在平洲玉器珠宝特色小镇举行。首批500辆氢能两轮车在桂城街道平洲玉器珠宝特色小镇投用,这批车辆不仅是科技创新与绿色环保完美融合的典范,也标志着南海区在构建零碳出行示范城市道路上迈出了坚实一步。攀业氢能总经理董辉表示,今年在
近日,山东潍坊高新区宝通街(潍坊电厂至潍安路)次高压输氢管道工程获得主管部门颁发的建设工程规划许可证,这是全国首条按照城镇燃气工程批准建设的城镇氢气输送管道,也标志着潍坊市城镇输氢管道建设项目正式落地实施。该工程是国家重点研发计划“氢进万家”项目的主要示范工程之一,管线全长5.2公
北极星氢能网获悉,2024年8月22日上午8时,国内首套百万吨级氢基竖炉实现168小时连续满负荷生产,顺利通过周达产功能考核,并成功验证了高氢(70%氢气含量)冶炼条件,标志着湛江钢铁在勇攀科技高峰,坚定不移走绿色低碳发展之路上又迈出了坚实的一步,对中国钢铁工业探索零碳绿色转型发展具有重要意义
北极星氢能网获悉,近日,大唐宝鸡(宝二)发电有限责任公司与宝鸡市发展和改革委员会签署《氢气制储加一体化项目开发建设战略框架协议》。近年来,国家大力发展氢能产业,省、市也分别发布对应的氢能产业发展规划和行动方案。市政府计划于2025年基本形成氢能产业生态,2030年建成氢能产业园、氢能装备
8月9日,江西省发展和改革委发布关于征求《关于推动氢能产业高质量发展的若干措施》(征求意见稿)意见的公告,公告显示,开展“新能源+氢能”专项试点,依法依规完成审批手续前,对实质开工的氢能项目,根据落实的氢能应用场景及规模依法依规给予相应的风电、光伏发电项目建设规模奖励,针对首批氢能
北极星氢能网获悉,7月8日,哈密氢能应用项目启动暨重大项目签约仪式举行,据介绍,哈密市是新疆首批建设的4个氢能产业示范区之一,区域内风、光、热及工业副产氢等能源资源富集。该项目是哈密市委、市政府和深圳市盐田区委、区政府两地跨区域经济合作的旗舰项目,也是首个落地的项目。项目将成为哈密
北极星氢能网获悉,6月20日,《沈阳市氢能产业发展规划(2024-2030年)》新闻发布会正式召开。沈阳市发展改革委副主任王志强介绍《沈阳市储能产业发展规划(2024-2030年)》和《沈阳市氢能产业发展规划(2024-2030年)》起草情况和主要内容。其中提出,确定了把沈阳建设成为具有重要影响力的“北方氢都
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!