一、发展目标
《规划》提出了“三步走”的发展目标:
到2027年,高端氢能装备性能及关键核心技术取得新突破;全省累计推广应用氢燃料电池汽车超4000辆,打造1—2条氢能轨道交通示范线;累计建成加氢站(含制氢加氢一体站)超40座,打造1—2个可再生能源制氢及输运储用产业链示范;在储能、供能及工业领域打造超10个应用场景,初步形成示范效应;力争实现燃料电池商用车综合应用成本与同类型燃油车持平;产业综合实力和应用规模进入全国第一梯队。
到2030年,高端装备实现全面自主化,可再生能源制氢及供应体系初步建成,氢能在高寒、高海拔地区初步实现规模化民用,在冶金、液氢、绿氢耦合氨醇、炼化、轨道交通、内河航运、低空飞行等领域应用水平进一步提高,初步构建水风光氢天然气等多能互补的新型能源体系,有力支撑碳达峰目标实现。
到2035年,可再生能源制氢广泛应用,绿氢在终端能源消费中的比重明显提升,初步建成国内主要绿氢供应基地,成为具有全国影响力、具备四川特色的氢能高端装备研发制造及综合应用高地。
二、氢能高端装备性能提升方向
1、制氢端
质子交换膜电解制氢装备:制氢直流能耗≤4.2千瓦时/标方,衰减率2.1毫伏/千小时;重点推进贵金属催化剂的减量替代,加速非贵金属材料研发应用;突破高电流密度设计≥3安培/平方厘米;强化电解槽密封设计和抗应力损伤能力,提升宽压力范围内(0.1—4兆帕)的运行安全性。
碱性电解制氢装备:提升高电流密度和微通道设计实现能效升级;通过材料创新研发高性能电极和低阻抗高安全隔膜;集约化设计大型氢气后处理设备实现多槽并用;强化宽负荷调节适配波动制氢场景,融合废热回收提升系统能效。电流密度≥1安培/平方厘米,直流能耗≤4.3千瓦时/标方,非贵金属电极寿命10万小时,系统负荷范围15-110%,响应速度≥10%/秒,系统综合能效≥85%。
阴离子交换膜电解制氢装备:能耗4.2千瓦时/标方,使用寿命10万小时,电流密度>2安培/平方厘米,无贵金属使用,衰减率5毫伏/千小时,电堆功率波动范围10%—120%,低热值效率大于70%,4兆帕级压差耐受能力。
固体氧化物电解制氢装备:水蒸气转化率>70%,电解效率>90%,直流能耗<3.5千瓦时/标准立方米氢气,电流密度>2安培/平方厘米,连续运行时间>2000小时,衰减率<3%/千小时,使用寿命10万小时,单电解堆功率>3千瓦。
电源:AC-DC的热管理、电压平衡和电流稳定控制成熟,提高电源使用寿命≥10年,IGBT器件电源大规模成熟运用,价格降至目前70%及以下;DC-DC转换效率95%,高频变压器技术成熟,安全性提高。
2、储运端
固态储氢:开发高容量储氢合金实现材料迭代突破,集成余热回收与高导热床体设计模块化系统,材料规模化生产及零部件国产替代压减制造成本。放氢纯度达到99.999%,充放氢循环寿命次数>2500次,单罐储氢量1.5吨。
有机液态储氢:开发新型载体突破现有材料储氢密度极限降低放氢温度,研发非贵金属催化剂降低投资成本,耦合余热回收与微通道反应器等技术优化系统集成。体积存储密度58克/升,有机液态单车车载储氢量>2000公斤,冲放氢循环寿命次数>1000次。
高压储氢:研制高安全70兆帕等级高压储氢瓶/罐实现国产化替代。罐体破裂安全系数达到2.15,储氢密度>40克/升。
纯氢管网输氢及天然气掺氢:开展输氢管道开发探索纯氢/掺氢运输示范,研发纯氢/掺氢燃气管输工艺、流量随动精准掺氢设备、纯氢及掺氢燃气管道完整性评估软件,氢气分离纯度≥99.999%。
3、应用端
面向中长途、中重载氢燃料电池重卡应用方向,注重低使用成本和长时稳定运行,车用燃料电池额定功率400千瓦以上,功率密度900瓦每千克,寿命大幅提升,达到重卡全生命周期应用需求。
兆瓦级发电用燃料电池系统,可级联拓展至百兆瓦级,发电转化效率超过54%,寿命80000小时。
十兆瓦级模块化固体氧化物燃料电池发电系统,电堆寿命80000小时,联供系统寿命80000小时,综合用能效率达85%。
三、打造氢能综合应用示范高地
1.“一廊多路”氢交通应用体系。以成渝沿线城市为支点,高水平大力度推进成渝“氢走廊”提质扩容;以成都为中心,分批打造“川藏线”“成德眉资都市圈”“攀西雅成”“成乐绵广”“成资自泸”“成内自宜”“成遂南达”等绿色氢路,重点推广应用氢能重卡、物流车、冷链运输车、城际客车等中重型、中远途车辆;同步推进沿线加氢基础设施建设,构建互联互通的氢交通应用网络。
2.高原氢能民生应用示范带。依托雅安、阿坝、甘孜、凉山等地丰富的可再生能源及风景旅游资源,聚焦解决高海拔地区电、热、氧等多元用能及生态保护需求,在学校、医院、聚居村落、景区、牧区、寺庙、矿场、施工场所、产业园区等场景按需布局建设规模化集中式“氢氧热电”多能联供生活服务设施或模块化分布式“氢氧热电”多能联供旅游和人居驿站,提升当地居民生活幸福指数,打造高原特色生活和旅游场景,推进氢能民生应用产业化进程。
3.综合应用场景多点示范区。在“三州一市”、雅安等矿产资源富集区,推广应用氢能矿卡、起重机、挖掘机等适用先进技术和高端装备,支撑绿色矿山建设。支持成都、内江、攀枝花等地在新制式轨道交通工程中试点建设氢能机车/列车运营线。发挥泸州、广元、南充、宜宾等沿江港口优势,开展氢能港口物流和氢动力船舶示范,打造四川“氢港”。在全省化工、钢铁、水泥等产业聚集区,开展清洁低碳氢替代示范工程,在高能耗工业园区、大数据中心等场景,探索氢能在备用电源、分布式发电等领域的应用。依托成都低空经济产业、自贡无人机产业基地等,研制推广氢动力无人机。基于全省农业大面积种植、喷药、巡查等需求,开展氢动力无人机、农机装备等场景示范,助力新时代更高水平“天府粮仓”建设。
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