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直击济南|CQC刘鹏华:氢储能认证和质量服务体系

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2022-11-21 浏览:

中国储能网讯:11月9-10日,由中国化学与物理电源行业协会主办的首届中国新型储能产业高质量发展大会暨全国虚拟电厂及需求侧响应高层研讨会在山东济南喜来登召开。

大会聚焦新型储能可持续高质量发展,针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨,分享可持续政策机制、资本市场、新型储能系统集成技术、供应链体系、商业模式、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和深化应用。

来自电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的150家产业链企业,322位嘉宾参加了本届大会。大会通过主旨演讲、高峰对话等环节深入交流探讨。

大会组委会邀请中国质量认证中心高级工程师刘鹏华分享主题报告《氢储能认证和质量服务体系》。以下是发言主要内容:

刘鹏华:尊敬的各位老师,各位嘉宾,下午好。非常抱歉由于疫情的原因没能来到现场和大家进行交流,今天我用线上的方式和大家汇报一下《氢储能认证和质量服务体系》。

我将分为四个部分来进行介绍。第一部分是储能与氢。第二部分氢能产业分析。第三CQC新能源认证与技术服务。第四部分,总结和建议。

氢储能是化学储电的方式之一,通过可再生能源电解水制氢技术,利用弃风,弃光成为可再生能源。氢储能系统由制氢系统,且BMS系统、发电系统三部分构成。可再生能源发电做成氢,在需要的时候,通过燃料电池或者氢燃气轮机进行发电,发送的电可以直接输送到电网,为终端用户提供服务。也可以组建三部分电网,直接给终端用户提供热和电。

氢储能的优势在于第一它的质量密度是最高的,大约有140Mj/kg。第二,在制取端原料处理成本低,技术成熟度相对比较高。第三是储能稳定,能量自耗率低,适用于在大癸卯、长周期、跨地域等多竟场景下进行储能。

当然氢储能系统也有它的劣势,其一就是市场化程度相对较低,目前整个产业处于产业发展的初期阶段。第二,能量转化效率比较低,电、氢、电转换效率理论值30%。第三,技术成熟度不够高,尤其是风光后制氢,这种方式可靠性有待于提升。

“十四五”期间,我国为清洁能源基地进行布局。清洁能源主要分布在我国的东北、西北和西南地区。而我国用电大户主要来自于东部地区。能源消纳的外送需求就是清洁能源基地的重点需求之一。可再生能源制氢技术,可以为解决这种消纳问题提供一种解决方案。我们可以在长距离氢气运输方面采取液氢运输或者管道输氢这种方式,来解决长距离的外送。当风光组发电量占比超过30%,大电网系统的频率、电压、功角稳定极限以及建设泵本决定了大电网系统消纳新能源的极限。分布式+储能系统将是电力系统的重要解决方式。

我们可以构建分布式风光储互补制氢系统,结合以固体氧化物燃料电池为核心的热电联供系统提供就地消纳的解决方案。

目前,我国规划、在建、运营的氢储能项目已超过100个,这是部分氢储能发电项目,大家可以看一下。

使用的各个领域的燃油电池,其中也有一些磷酸燃料电池,高温物体氧化物燃料电池和燃气轮机等多种发电方式。氢能燃料电池在储能与发电领域应用场景较为广阔。2022年3月23日,目前我国国家发改委、国家能源局联合印刷氢能产业发展中长期规划2021到2035。明确提出要充分发挥氢能作为可再生能源,规模化高效利用的重要载体作用及其大规模长周期的储能优势。健全覆盖氢储能的储能价格机制,探索氢储能直接参与电力市场交易,说明我国逐步提升对于氢储能的政策支持力度。

对于整个氢能产业来讲,主要分为能源侧和装备侧。其中,装备侧是能源侧的基础保障。能源侧主要指的是通过可再生能源制氢消纳多余的电力,将氢气提供到储输氢的环节,以便送到氢能网络当中进行应用。应用的范围主要加氢站和分布式的氢储能装置等。装备侧主要指的是氢能助力研发和突破,这里面几个重点的新技术,包括制氢技术和燃料电池技术,以及高压储罐,存氢管道等。能源侧和装备侧共同构建氢能经济,在氢能经济的发展当中,第三张机构将扮演重要角色,其一是探索氢能发展瓶颈的解决方案,引领先进技术发展方向。其二是与行业领军企业合作,推动行业标准化进展。齐三是构建氢能行业质量体系,促进氢能产业高质量发展。

我们可以得到,围绕氢安全,氢品质的第三方质量服务,市场空间是巨大的。我们再来看一下相关的行业标准。从标准中我们可以看到,标准不完善,标准适用年代久,检测标准整体缺失,是氢能行业标准体系中的三打问题。这些年整个标准体系也在逐渐完善。前不久国标50177也在进行修订。在去年的时候,50516和5012156两个重点的加氢站的技术规范和核电站的技术规范都得到了规定。目前标准适用年代久的问题正在逐步被行业所重视,但是检测标准整体缺失,是在氢能行业发展当中,目前还没有引起重视的重要。电解槽稳定运行的关键设备是制清蒸馏器,质量直接影响制氢系统的稳定。设计存在问题或质量不过关的蒸馏器在系统工作时导致以下问题。第一,不稳定导致被拉闸断电。第二,整流柜高频噪音和振动。第三,电网内其他设备工作异常。比如说压缩机在受到电解槽不稳定整流器的干扰。还有一种是直接影响安全的。分离器电位与电解池电势差大于115V导致管路被腐蚀。这种流动会比较稳定。不稳定的整流器会导致带电盒的电解液流量突然增加,从而导致短路被腐蚀,严重的可能会引起打火。

电解槽和附属设备组成了项目投资中占比最高的装备,也是制氢环节的核心装备。电解槽的质量和能效直接影响氢安全和制氢成本。电解槽的选择和建设存在以下问题。

第一,电解槽的能效差别较大。

第二,风光储互补离网式制氢对于电解槽动态响应要求较高,寿命影响较大。

第三,电解槽投资占比比较高,保障供货周期并确保电解槽建造质量是关注点。

例如某张家口制氢厂项目,投资总规模1.5亿,建成后故障频发,开工率严重不足。投资成本高,水电解制氢系统占项目投资占比大。用电能耗高,安全风险比较大,一旦出现质量问题损失巨大。

如何保障采购设备质量、提升质量水平、降低项目投资风险。依托国家级第三方专业质量服务机构实施全过程质量监控是实现氢能产业高质量发展的重要保障。氢能监造服务主要有四项。

我们可以参与到项目的开放分析安全评估,为业主把好质量关。在过程监造当中对质量环节进行督促检查和跟另外随机抽检对零部件,发货清单、设备铭牌和设备材料进行出厂检查,从而保障设备制造交付周期,识别延期风险并提出预警。在项目验收阶段可以提出设计方案、技术协议、标准的符合性。对于有需要的业主,我们可以提供一些延伸服务,比如说项目整体的能效监控服务,还有运维能力的评价,对人员的培训和资质的申请,以及最后绿电绿氢方面的认证。我们开通了制氢整流器的产品认证。认证范围包括制氢整流器的安全和性能。我们编造了《制氢整流器认证规则》。认证模式采用送样检测、现场试验,工厂检查,获证后的监督检查。

我们设计了全新的氢能领域的认证标准,大家可以看一下,我们也开通了水电解制氢系统,它的范围包括水电解制氢系统,这里主要指的是大中型水电解制氢系统,超过5立方米每小时。认证依据是我们依据31311水电解制氢系统的认证。我们特意申请到了中国节能标志。加氢方面,我们提供多专业的安全检查和目录排查,以及全过程的安全评价。评价范围包括加氢站和合建站。评价依据为CQC技术方案《加氢站验收技术规范》,依据的也是现行的国标,评价模式为设计评审,现场检查,运维评审和监督检查制度部分。

我们依据的相关标准主要有50516,34584和一些地标等。评价以安全为核心,兼顾性能,全过程可追溯。以国标的强制性强和为主,结合部分性能指标和运营管理指标。我们可以结合项目所在地的验收表现,和客户个性化需求,快速迭代具有区域特点的技术规范,利于为不同客户打造个性化一站式解决方案。

在加氢质量服务成果方面,我们通过服务冬奥配套加氢站,CQC为北京冬奥会定制了《加氢站设施与运营管理专业技术实施方案》,并制定了《加氢站质量评价技术规范》以及检查细则、验收报告模板等相关配套文件,建立了加氢站验收核查相关技术服务能力。最后,氢能领域发展面临的质量和问题不可忽视,CQC为氢能全过程质量监控提供解决方案。我们提出如下建议,第一,建设单位和运营方要加强氢能装备检测认证要求,在进行招标采购时优先采用获得认证产品,把控前端质量。

第二,把控后端质量,项目单位在设计、安装、运行等全生命周期进行提升质量管理水平。具有资质和技术能力的第三方机构,全程把关,确保项目设计和建设符合标准要求。第三,要做到未雨绸缪,建议行业针对核心技术和前沿领域的标准和科技攻关,形成创新联合体,攻克关键领域难点问题,补充标准空白和技术空白。谢谢大家!

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