氢能产业发展与技术丛书 氢能应用与示范项目

本书是“氢能产业发展与技术丛书”分册之一。

本书以“稳慎应用，示范先行”为基本原则，梳理了氢能在交通、储能、发电、工业等领域的应用现状和发展前景，研究了各领域应用系统和效率，依托部分氢能应用示范案例，分析了项目应用的关键要素，并提出相关意见和建议。全书共分5章，内容分别为氢与氢能、氢能应用及其能效、氢能项目关键要素、氢能应用场景及示范案例、“双碳”目标下的氢能应用发展策略。

本书适合能源行业从业者、政策研究人员、工程技术开发者以及对氢能产业感兴趣的相关人员阅读参考。

中国电力企业联合会氢能分会是中电联的分支机构，经中电联理事会批准设立。分会是电力行业氢能领域资源共享、沟通交流、开放合作的非营利公益性服务平台，以促进氢电协同发展为主要目标，广泛吸纳电力、石化、冶金、氢能装备等行业的企事业单位参与。分会促进会员合作交流，促进氢能产业发展，促进氢电协同发展，助力行业低碳转型并实现高质量发展。

丛书序

前言

第1章 氢与氢能 1

1.1 氢的物理化学性质 1

1.1.1 氢的物理性质 1

1.1.2 氢的化学性质 2

1.1.3 氢气的能量密度 3

1.1.4 氢的燃爆特性与安全 4

1.2 氢的原料属性和能源属性 5

1.2.1 氢是重要的工业原料 5

1.2.2 氢是重要的能源载体 8

1.3 氢能与电能 9

1.3.1 氢能与可再生能源发电 9

1.3.2 氢电协同发展 11

1.4 氢与温室效应 12

1.4.1 氢能应用与应对气候变化 12

1.4.2 氢气的颜色标识 14

1.4.3 氢气是间接的温室气体 15

1.5 氢能应用现状 16

1.5.1 国际氢能应用现状 16

1.5.2 国内氢能应用现状 22

第2章 氢能应用及其能效 36

2.1 绿氢替代 36

2.1.1 绿氢替代的环境效益 36

2.1.2 绿氢替代的成本 37

2.1.3 绿氢替代与CCUS 38

2.2 氢能发电 39

2.2.1 氢能发电应用场景 39

2.2.2 “电—氢—电”系统的能效 44

2.2.3 氢储能与电力调峰能效 45

2.3 氢能交通 47

2.3.1 氢燃料汽车 47

2.3.2 氢能船舶 53

2.3.3 氢能飞机 56

2.3.4 氢能轨道交通 57

2.3.5 氢能航空 58

2.3.6 氢能非道路车辆和两轮车 60

2.3.7 氢内燃机 61

2.4 绿氢制氨 62

2.4.1 合成氨 64

2.4.2 “氢—氨—氢”系统的能效 66

2.4.3 绿氨直接发电 66

2.5 绿氢制甲醇 68

2.5.1 绿氢制甲醇方法 68

2.5.2 绿色甲醇的能效 73

2.6 绿氢制其他燃料 73

2.6.1 绿氢制甲烷 73

2.6.2 绿氢制油品 74

2.6.3 绿色燃料的能效 75

2.7 其他领域 75

2.7.1 建筑领域 75

2.7.2 农业领域 79

2.7.3 军事领域 81

2.7.4 医学领域 82

第3章 氢能项目关键要素 84

3.1 示范项目关键要素及遴选原则 84

3.2 规划布局阶段关键要素分析 85

3.2.1 制氢技术比选 85

3.2.2 系统控制技术 85

3.2.3 氢电协同方案 86

3.2.4 应用需求分析 87

3.2.5 项目投资收益 89

3.2.6 行业政策支持 90

3.2.7 氢能项目投资需遵循的原则 91

3.3 建设施工阶段关键要素分析 92

3.3.1 氢能项目方案设计 92

3.3.2 氢能项目建设条件 95

3.3.3 氢能项目施工过程 102

3.4 项目管理阶段关键要素分析 109

3.4.1 项目运营合规性分析 109

3.4.2 项目安全管理 114

3.4.3 产品市场消纳 120

第4章 氢能应用场景及示范案例 122

4.1 氢能应用场景及展望 122

4.1.1 工业领域 122

4.1.2 电力领域 128

4.1.3 交通领域 129

4.2 典型示范案例 131

4.2.1 中国石化新疆库车绿氢示范项目 131

4.2.2 三峡集团内蒙古鄂尔多斯光伏制氢示范项目 132

4.2.3 华电达茂旗新能源制氢工程示范项目 133

4.2.4 华电铁岭25MW风电离网储能制氢一体化项目 134

4.2.5 国能宁东可再生氢碳减排示范区一期项目 135

4.2.6 华能彭州水电解制氢科技示范项目 136

4.2.7 中能建松原绿色氢氨醇一体化项目 137

4.2.8 国电投大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目 138

4.2.9 国网安徽兆瓦级氢能综合利用示范站 139

4.3 项目情况分析 140

第5章 “双碳”目标下的氢能应用发展策略 143

5.1 统筹协同规划布局 143

5.1.1 构建跨部门、跨区域协同治理体系 143

5.1.2 强化顶层设计与系统布局 144

5.1.3 明确多元主体的角色定位 145

5.1.4 完善标准体系与制度保障 145

5.2 构建协同发展生态 146

5.2.1 氢电协同的互补互利共生空间 146

5.2.2 氢电协同推进新型能源体系建设，保障能源安全 147

5.2.3 利益协调机制具有关键作用 147

5.3 推动工业领域应用 148

5.3.1 工业领域氢能需求的战略价值 148

5.3.2 工业应用引领氢能生态构建 148

5.3.3 绿氢工业应用突破路径 149

5.3.4 生态构建实施展望 149

5.4 加快实现绿色价值 149

5.5 建立健全标准体系 150

5.5.1 加快制修订氢能领域标准体系 150

5.5.2 实施清洁低碳氢能领跑者计划 151

5.5.3 推动先进技术和装备“引进来”“走出去” 151

参考文献 152