一、發(fā)展目標(biāo)
《規(guī)劃》提出了“三步走”的發(fā)展目標(biāo):
到2027年,高端氫能裝備性能及關(guān)鍵核心技術(shù)取得新突破;全省累計推廣應(yīng)用氫燃料電池汽車超4000輛,打造1—2條氫能軌道交通示范線;累計建成加氫站(含制氫加氫一體站)超40座,打造1—2個可再生能源制氫及輸運儲用產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉?/span>;在儲能、供能及工業(yè)領(lǐng)域打造超10個應(yīng)用場景,初步形成示范效應(yīng);力爭實現(xiàn)燃料電池商用車綜合應(yīng)用成本與同類型燃油車持平;產(chǎn)業(yè)綜合實力和應(yīng)用規(guī)模進入全國第一梯隊。
到2030年,高端裝備實現(xiàn)全面自主化,可再生能源制氫及供應(yīng)體系初步建成,氫能在高寒、高海拔地區(qū)初步實現(xiàn)規(guī)?;裼?,在冶金、液氫、綠氫耦合氨醇、煉化、軌道交通、內(nèi)河航運、低空飛行等領(lǐng)域應(yīng)用水平進一步提高,初步構(gòu)建水風(fēng)光氫天然氣等多能互補的新型能源體系,有力支撐碳達峰目標(biāo)實現(xiàn)。
到2035年,可再生能源制氫廣泛應(yīng)用,綠氫在終端能源消費中的比重明顯提升,初步建成國內(nèi)主要綠氫供應(yīng)基地,成為具有全國影響力、具備四川特色的氫能高端裝備研發(fā)制造及綜合應(yīng)用高地。
二、氫能高端裝備性能提升方向
1、制氫端
質(zhì)子交換膜電解制氫裝備:制氫直流能耗≤4.2千瓦時/標(biāo)方,衰減率2.1毫伏/千小時;重點推進貴金屬催化劑的減量替代,加速非貴金屬材料研發(fā)應(yīng)用;突破高電流密度設(shè)計≥3安培/平方厘米;強化電解槽密封設(shè)計和抗應(yīng)力損傷能力,提升寬壓力范圍內(nèi)(0.1—4兆帕)的運行安全性。
堿性電解制氫裝備:提升高電流密度和微通道設(shè)計實現(xiàn)能效升級;通過材料創(chuàng)新研發(fā)高性能電極和低阻抗高安全隔膜;集約化設(shè)計大型氫氣后處理設(shè)備實現(xiàn)多槽并用;強化寬負荷調(diào)節(jié)適配波動制氫場景,融合廢熱回收提升系統(tǒng)能效。電流密度≥1安培/平方厘米,直流能耗≤4.3千瓦時/標(biāo)方,非貴金屬電極壽命10萬小時,系統(tǒng)負荷范圍15-110%,響應(yīng)速度≥10%/秒,系統(tǒng)綜合能效≥85%。
陰離子交換膜電解制氫裝備:能耗4.2千瓦時/標(biāo)方,使用壽命10萬小時,電流密度>2安培/平方厘米,無貴金屬使用,衰減率5毫伏/千小時,電堆功率波動范圍10%—120%,低熱值效率大于70%,4兆帕級壓差耐受能力。
固體氧化物電解制氫裝備:水蒸氣轉(zhuǎn)化率>70%,電解效率>90%,直流能耗<3.5千瓦時/標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣,電流密度>2安培/平方厘米,連續(xù)運行時間>2000小時,衰減率<3%/千小時,使用壽命10萬小時,單電解堆功率>3千瓦。
電源:AC-DC的熱管理、電壓平衡和電流穩(wěn)定控制成熟,提高電源使用壽命≥10年,IGBT器件電源大規(guī)模成熟運用,價格降至目前70%及以下;DC-DC轉(zhuǎn)換效率95%,高頻變壓器技術(shù)成熟,安全性提高。
2、儲運端
固態(tài)儲氫:開發(fā)高容量儲氫合金實現(xiàn)材料迭代突破,集成余熱回收與高導(dǎo)熱床體設(shè)計模塊化系統(tǒng),材料規(guī)模化生產(chǎn)及零部件國產(chǎn)替代壓減制造成本。放氫純度達到99.999%,充放氫循環(huán)壽命次數(shù)>2500次,單罐儲氫量1.5噸。
有機液態(tài)儲氫:開發(fā)新型載體突破現(xiàn)有材料儲氫密度極限降低放氫溫度,研發(fā)非貴金屬催化劑降低投資成本,耦合余熱回收與微通道反應(yīng)器等技術(shù)優(yōu)化系統(tǒng)集成。體積存儲密度58克/升,有機液態(tài)單車車載儲氫量>2000公斤,沖放氫循環(huán)壽命次數(shù)>1000次。
高壓儲氫:研制高安全70兆帕等級高壓儲氫瓶/罐實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。罐體破裂安全系數(shù)達到2.15,儲氫密度>40克/升。
純氫管網(wǎng)輸氫及天然氣摻氫:開展輸氫管道開發(fā)探索純氫/摻氫運輸示范,研發(fā)純氫/摻氫燃氣管輸工藝、流量隨動精準(zhǔn)摻氫設(shè)備、純氫及摻氫燃氣管道完整性評估軟件,氫氣分離純度≥99.999%。
3、應(yīng)用端
面向中長途、中重載氫燃料電池重卡應(yīng)用方向,注重低使用成本和長時穩(wěn)定運行,車用燃料電池額定功率400千瓦以上,功率密度900瓦每千克,壽命大幅提升,達到重卡全生命周期應(yīng)用需求。
兆瓦級發(fā)電用燃料電池系統(tǒng),可級聯(lián)拓展至百兆瓦級,發(fā)電轉(zhuǎn)化效率超過54%,壽命80000小時。
十兆瓦級模塊化固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng),電堆壽命80000小時,聯(lián)供系統(tǒng)壽命80000小時,綜合用能效率達85%。
三、打造氫能綜合應(yīng)用示范高地
1.“一廊多路”氫交通應(yīng)用體系。以成渝沿線城市為支點,高水平大力度推進成渝“氫走廊”提質(zhì)擴容;以成都為中心,分批打造“川藏線”“成德眉資都市圈”“攀西雅成”“成樂綿廣”“成資自瀘”“成內(nèi)自宜”“成遂南達”等綠色氫路,重點推廣應(yīng)用氫能重卡、物流車、冷鏈運輸車、城際客車等中重型、中遠途車輛;同步推進沿線加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),構(gòu)建互聯(lián)互通的氫交通應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。
2.高原氫能民生應(yīng)用示范帶。依托雅安、阿壩、甘孜、涼山等地豐富的可再生能源及風(fēng)景旅游資源,聚焦解決高海拔地區(qū)電、熱、氧等多元用能及生態(tài)保護需求,在學(xué)校、醫(yī)院、聚居村落、景區(qū)、牧區(qū)、寺廟、礦場、施工場所、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等場景按需布局建設(shè)規(guī)模化集中式“氫氧熱電”多能聯(lián)供生活服務(wù)設(shè)施或模塊化分布式“氫氧熱電”多能聯(lián)供旅游和人居驛站,提升當(dāng)?shù)鼐用裆钚腋V笖?shù),打造高原特色生活和旅游場景,推進氫能民生應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化進程。
3.綜合應(yīng)用場景多點示范區(qū)。在“三州一市”、雅安等礦產(chǎn)資源富集區(qū),推廣應(yīng)用氫能礦卡、起重機、挖掘機等適用先進技術(shù)和高端裝備,支撐綠色礦山建設(shè)。支持成都、內(nèi)江、攀枝花等地在新制式軌道交通工程中試點建設(shè)氫能機車/列車運營線。發(fā)揮瀘州、廣元、南充、宜賓等沿江港口優(yōu)勢,開展氫能港口物流和氫動力船舶示范,打造四川“氫港”。在全省化工、鋼鐵、水泥等產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),開展清潔低碳氫替代示范工程,在高能耗工業(yè)園區(qū)、大數(shù)據(jù)中心等場景,探索氫能在備用電源、分布式發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用。依托成都低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)、自貢無人機產(chǎn)業(yè)基地等,研制推廣氫動力無人機。基于全省農(nóng)業(yè)大面積種植、噴藥、巡查等需求,開展氫動力無人機、農(nóng)機裝備等場景示范,助力新時代更高水平“天府糧倉”建設(shè)。
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