制氢及氢能综合利用

PEM制氢技术及氢能综合利用普顿（北京）制氢科技有限公司Pudun(Beijing)HydrogenTechnologyCo.,LTD01公司介绍02技术介绍03PEM制氢应用04 加氢站目录Catalog05 氢储能与传统化工相结合1公司介绍ALKALINEELECTROLYSERS碱性水电解设备创立于1927年PEMELECTROLYSERS并购于2017年HYDROGENFUELING加氢机设备并购于2015年就纯氢气方面的业务来说，Nel公司为全世界规模最大。公司雇员200余人，拥有世界级别的经验和技术，主要分布在丹麦、挪威和美国提供给工业用户、能源行业用户和交通应有方面的用户以氢气相关技术、解决方案自从1927年至今已在80多个国家提供了总计3500套设备和技术方案世界第一的氢气水电解设备和加氢机设备供应商，交货记录冠军1955GE研发PEM技术(Grubb&Neidrach)1985向军工和航天销售技术1996PROTON开发商业产品Proton公司在氢气制备技术和氢能源应用方面国际领先。是美国军方、宇航系统、燃料汽车和可再生能源工业，稳定信赖的供应商；是“美国氢协会特殊会员”；同时成为“加利福尼亚燃料电池协会”的合作伙伴。采用PEM技术，开发的S系列、H系列、C系列和M系列制氢设备，无需添加碱液，设备集成，自动控制，氢气纯度>99.9995%。设备通过了cTUVus、CE、ANAB、TÜV和ISO9001：2008认证。专业制造—核心产品PEM电解槽专业制造专业队伍方案提供现场培训及时维护备件供应质子交换膜电解槽专利墙2技术介绍质子交换膜(ProtonExchangeMembrane)固体聚合物电解质阳极原料水热量阴极质子水直流电源替代过时的碱性电解水制氢技术2H₂O+Electricity2H₂+O₂100%无排放，无碳工艺质子交换膜（PEM）水电解制氢技术H+通过质子交换膜生成H2H2Ions+

(Protons)O2+水水(H20)H2+水蒸气反应步骤水电解和氧气析出：水(2H2O)在正极上产生水解反应，在电场和催化剂作用下，分裂成质子(4H+)，电子(4e-)和气态氧(O2)。质子交换：4H+质子被吸入含有Teflon®的PEM固体质子交换膜内，在电势差的影响下直接通过固体质子交换膜到达负极。电子传导：4e-电子通过外部电路传导。反应步骤氢气析出：在负极上产生4H++4e-反应，析出氢气(2H2)。PEM固体质子交换膜将水分子H2O分裂成H+和O2。同时起到分离气体的作用。固体质子交换膜引导H+离子（质子）直接通过其结构稳定的以特氟隆（Teflon®）为支撑的含磺酸基的化合物（Sulfonieacid)。在电势差（Electromotivefield)的作用下，把质子从一个磺酸基组传至下一组，直至负极与电子结合成氢。压力的形成：在一固定的腔体内，随着产氢量的增加，压力逐渐增加，直至达到预定压力。PEM质子交换膜在得到一定的支撑时，能抵受数百Bar的压力。制氢设备工艺流程195519702003201020142019250Nm³/h

随着制氢设备出力的增加，单位标准立方米设备投资大幅下降。电解槽零部件：29→22→760,000小时连续运行试验电压衰退<4uV/cell*hr无限的开/关周期，有限的电池堆栈衰退快速响应(毫秒级)信号追踪容许可变功率的输入PROTON氢气发生器H系列C系列S系列G系列M系列(兆瓦级)氧气和冷却液控制氢气干燥机(如果需要)控制面板电源模块中压变压器氢气控制电解槽中压配电柜功率：2MW产氢量：400Nm³/h兆瓦级内部结构撬装式功率：1.25/2.5MW产氢量：250/500Nm³/h制氢装置内部结构图撬装式功率：1.25/2.5MW产氢量：250/500Nm³/h撬装式功率：1.25/2.5MW产氢量：250/500Nm³/h功率：20MW产氢量：4000Nm³/h占地面积：250m2冷启动时间：5min爬坡时间：＜10s爬坡率：＞15%/s直流电耗：4.5kWh/Nm³交流电耗：5.08kWh/Nm³热备用响应时间：5msNel的优势3PEM制氢应用浙江台州电厂2008H22010H2华能北京热电厂2011年H6中铝宁夏银星电厂2016C10国家能源黄金埠电厂铝电子产业综合项目江苏能华微电子科技发展有限公司2012H22014H6清华大学实验室MOTA南通综合能源-美国爱达荷州（2005年）风电场直接为制氢站提供电源H2的产量取决于风力发电机的发电量能量控制PEM电解槽每2周可向一个气体供应商交付3700Nm3氢气综合能源–密歇根大学，美国爱达荷州风力发电厂直接为制氢站供电氢气产量取决于风力发电厂的发电量现场将N2和H2合成NH3德国菲斯曼（MicrobEnergy）30Nm3/hProtonPEM制氢系统外加一个甲烷化的过程4H2+4CO2

→CH4+H2O用过剩的电能生产H2和沼气发电厂产生的CO2来生产CH4甲烷直接充入气体官网，以实现碳中和的过程迪拜项目49越南项目50沙特阿拉伯项目3x6Nm3/h,澳大利亚项目印度项目卡塔尔多哈项目Deming,新墨西哥州项目2900+氢气发生器运行于世界各地c)d)Semiconductors–MOCVDUSAAnnealingSSTubesUkrainePowerPlantSaudiArabiaPowertoWindUSASinteredMetalPartsUSAChemicalsRubberIndia4PEM现场制氢应用兆瓦级客户名单客户名称国家数量型号压力等级(barg)订单时间广东国鸿氢能科技有限公司中国3M200302016广东国鸿氢能科技有限公司中国1M200302017SunLinetransitbusesfuelingstation美国1M40030/2002017GösgenOff-theriverplanttrucksfuelingstation瑞士1MC40030/3702019TaxifuelingstationPortedeSt.Cloud,Paris法国1MC500302020BusesfuelingstationforUniversityofIllinois美国1MC200302020IberdrolaPuertollano,Spanish（总项目200MW，一期供货20MW制氢设备）西班牙1M40003020204加氢站4PEM现场制氢应用H2Station®位于丹麦的世界上最大的加氢设备生产厂。每年可生产300台加氢机，可满足20万台燃料电池车的加注需求。4PEM现场制氢应用世界最小同时也是最可靠的加氢站H2Station®加氢站-工作站单元

主要特点在35MPa时候，最大产能：120kg/h在70MPa时候，最大产能：

35——55kg/h进气压力范围：

2——70MPa尺寸：

L（长）：3.3m

W（宽）:：2.2m

H（高）：3.6m加氢岛：

多种加氢岛备选加注标准：

70MPaSAEJ2601-1

v20164PEM现场制氢应用

H2Station®

加氢站---氢气储存单元主要特点储存容量（欧盟）：每组106KG最大储存压力：50-100MPa通常储存压力：43-95MPa阀门和安全：双关双泄放阀、喷焰保护尺寸:L（长）:4.4mW（宽）:2.0mH:Up（高）to4.0m放置:：最远可离工作站单元30米体积小，便于置入现有站点如后期加氢站扩大规模，可灵活增添储存量4PEM现场制氢应用紧凑的加氢岛为它融入现有站点提供便利H2Station®-加氢站-----加氢岛技术特点加氢岛类别：轿车70兆帕；重汽35兆帕；叉车类35兆帕计量：科里奥利物质流量计吸盘设计：符合行业标准SAEJ2600和SAEJ2799(IR)尺寸：

L长:0.52mW宽:0.52mH高:2.5m放置：最远离工作站单元50米；可以和加油机比邻方便在2侧配置所有配件很少的工程量阀门和安全：剪切阀，独立PLC（可编程式逻辑控制器）来控制加气过程4PEM现场制氢应用ACTransit–加利福尼亚，爱莫利维尔(350barfueling)4H2Station®.在德国北部的汉堡。与壳牌公司合作。H2Station®设有Nel公司的CAR-100制氢设备。.储氢以平衡电网负荷。50米的氢气管道直通加氢岛。

第一个在德国取得符合SAE

J2601-2014规范的CEP许可。

在2014年12月投入使用。储氢以平衡电网H2Station®加氢站设有Nel的CAR-100氢气水电解装置加氢岛4PEM现场制氢应用AalborgHolstebroEsbjergAarhusVejleCopenhagenKoldingKorsørH2Station®加氢站CopenhagenHydrogenNetwork

A/SDanishHydrogenFuel

A/S50%10%

世界第一个覆盖全国的加氢站网络运营中目前10个站，后续会增加全国50%人口开车15公里就有加氢站和当地油、能源、气体公司合作建立合资公司Nel负责供应加氢站和运维。

在丹麦，100%的绿色氢气供应6个站有现场制氢装置4个站由Nel的中央制氢供应2014年风电站全国能源42%，目标2035年全国为绿能Nel氢气水电解设备可再生能源的占比:2014:42%2035:100%丹麦：世界第一个建成覆盖全国加氢站的国家（2015年）4PEM现场制氢应用ASKO的物流平台位于挪威的Trondheim,

现场有可再生能源供应水电解设备

仓库顶设有光伏电站

集装箱化的C-150氢气水电解设备

加氢站用于给卡车、轿车和叉车注氢

于2017年第4季度安装35MPa35MPa70MPaElectrolyser水电解制氢设备Hydrogenstorage氢气储存

工作站单元

Dispensers加氢岛H2Station®-TruckfuelinginNorway(2017)加氢站-卡车加氢（2017）挪威最大的杂货批发商拥有600台卡车的ASKO公司4PEM现场制氢应用为SunLine公司提供的氢气生产和加注ElectrolyserandH2Station®forworld’slargestonsitehydrogenfuelingstationinCalifornia为世界上最大的加氢站提供水电解装置和加氢站

从SunLine公司收到8百30万美元订单，世界上最大的加氢站包括土建和相关证照取得的交钥匙工程质子膜水电解制取氢气---900公斤/天2台35兆帕的加氢岛（包含辅助的储氢和气体压缩设备）（明天为25台燃料电池大巴服务）2xHydrogenstorage2套储氢装置2xStationmodule2套工作站单元2xDispenser2个加氢岛35MPaElectrolyser质子膜水电解装置4PEM现场制氢应用为NikolaMotors提供的制氢和加注设备Nikola公司提供2套制氢和加氢站设备，每套能力1000公斤/天，订单金额总计3百80万美元。战略合作延伸到后续建立16个制氢和加氢站，每个站点能力为3万2千公斤/天。目的是在2019年-2021年间，支持Nicola公司在全美国部署其氢燃料电池卡车的计划2xHydrogenstorage2个氢气储存设备2xStationmodule2个工作站单元2xDispenser2个加氢岛2xElectrolyser2个氢气水电解装置氢储能与传统化工相结合NEL_180920_02_MPEG4.mp45氢储能与传统化工相结合4PEM现场制氢应用地方大气污染物、二氧化碳排放指标饱和；用煤量指标饱和。石油/煤化工的制氢环节是一大排放源，也是一大煤（或其他化石）原料消耗源。传统煤制1kg氢气要耗煤20kg，排放10kg二氧化碳、0.02kg二氧化硫，1吨油品加氢精炼要加50kg氢气，合成1吨甲醇需要耗125kg氢气。合成1吨NH3需要耗178kg氢气。绿色化工的氢需求中国氢气用途比例

合成氨40%，合成甲醇30%，炼油加氢25%，其他5%制氢技术碳排放量（kg/kg制氢）是否排放二氧化硫是否排放氮氧化物煤制氢11是是天然气制氢5.5是是甲醇制氢7.3是是电解水制氢0否否尾气回收0否否不同制氢方式排放对比污染物排放量（吨/年）年产60万吨甲醇项目（需煤制氢量5.6万吨）年产50万吨合成氨项目（需煤制氢量15万吨）SO212801160NOX583620COD129130NH3-N3129合成甲醇与合成氨项目污染物排放量解决方案“以电解水方式替代传统化石能源制氢，是一种石油/煤化工产业新旧动能转换、绿色环保的技术升级手段。”

——国家发改委能源研究所《石化/化工产业清洁制氢发展报告》燃料煤原料煤锅炉水煤浆空分气化液氮电解水H2/COCO2变换合成氨净化蒸汽N