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文檔簡介
2021年“碳中和”愿景下的低碳科技發展現狀目錄CONTENTS1“碳中和”愿景的技術支撐體系23“碳減排”關鍵技術應用現狀“零碳”關鍵技術應用現狀4“負碳”關鍵技術應用現狀5“碳中和”愿景的技術實踐路徑總結根據減排原理,實現“碳中和”愿景將遵循“減碳-零碳-負碳”的技術路線。具體包括:節能減排技術、新能源技術、
CCUS技術等。HFCs零碳技術負碳技術CH4碳減排技術1“碳中和”愿景的技術支撐體系CO2N2OPFCs新
能
源氫能儲能減排節能CCUS碳
匯
類碳
能
科
技CF6域主要涵蓋鋼鐵、電力、石油化工、黑色金屬冶煉及壓延加工業、非金屬礦物制品業等二氧化碳高排放量工業行業。101010102.1“碳減排”技術:主要應用于高排放領域電力節能減排技術?
火電廠凝汽器真空保持節能系統技術?
配電網全網無功優化及協調控制技術?
可控自動調容調壓配電變壓器技術“碳減排”技術是指利用節能減排技術實現生產、消費、使用過程的低碳,
達至高效能、低排放、低能耗、低污染。重點領有色金屬節能減排技術?
粗銅自氧化還原精煉技術?
復式反應新型原鎂冶煉技術?
高電流密度鋅電解節能技術專利數?
火電廠降低煤耗技術?
油田采油污水余熱綜合利用技術?
變換氣制堿及其清洗新工藝技術Y02T10/7072Y02E20/34?
礦熱爐煙氣余熱利用技術?
鋼鐵行業能源管控技術?
高爐鼓風除濕節能技術2012-2020年中國節能減排技術專利申請情況(單位:項)截至2021年7月中國節能減排技術分類TOP
8(單位:項)鋼鐵節能減排技術石化節能減排技術2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020儲能器造成溫室氣體排放的生產工藝的總體改進通過作用于過程中非CO2直接相關的事項傳統內燃機指示效率的改進技術用于電動車輛的儲能光伏[PV]能源通過提高工藝的能效電動車輛用于電池,超大容量電容器等1784155218621795176215811281Y02T10/12Y02T10/70Y02E60/10Y02P20/10Y02E10/50Y02P10/251914118233CPC分類105431683416614141641489911349118941192減排類型鋼鐵企業減排技術提高能量利用效率鞍鋼鲅魚圈高爐噴吹焦爐煤氣山鋼萊鋼氧氣高爐煉鐵基礎研究八一鋼鐵富氧冶鐵提高副產品利用效率首鋼京唐轉爐煤氣制燃料乙醇山鋼日鋼、達鋼焦爐煤氣制天然氣沙鋼、馬鋼轉底爐處理固廢生產金屬化球團首鋼、萊鋼鋼鐵尾氣制乙醇突破性冶煉技術中晉太行焦爐煤氣直接還原鐵寶武集團核能制氫與氫能煉鋼河鋼集團富氧氣體直接還原鐵酒鋼集團煤基氫冶金日照鋼鐵氫冶金及高端鋼材制造寶鋼湛江鋼鐵工業CCUS(碳捕獲、利用與封存)鋼鐵行業是我國碳排放最多的行業,國內鋼鐵廠從本世紀初開始實踐鋼鐵低碳生產技術,這些技術在原理上主要包括三大類:提高能量利用效率、提高副產品利用效率、新近的突破性冶煉技術。鋼鐵產業“碳減排”技術路徑
代表性鋼鐵企業“碳減排”技術實踐壓縮粗鋼產量:逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗總量為依據的存量約束機制降低能源消耗總量:
提高窯爐熱效率,深挖余能回收潛力,提升能源轉換和利用效率2.2“碳減排”技術:鋼鐵企業新近突破的冶煉技術較多節能降耗通過優化技術,開發新的產品比如低溫催化劑,系統優化、智能化手段等手段降低能耗循環經濟產業鏈推廣以高爐渣、鋼渣為原料的礦渣微粉、鋼渣微粉生產應用二氧化碳
利用技術減少傳統高耗能建材生產過程大氣污染物排放和碳排放流程優化球團大規模替代燒結,球團鏈篦機回轉窯脫硝等主要技術粉煤加壓氣化技術非熔渣—熔渣水煤
漿分級氣化技術多噴嘴對置式水煤漿
氣化技術技術條件采用先進的HT-L粉煤加壓煤氣化技術改造原有的
常壓固定床煤氣化裝置采用常壓固定床間歇式氣化技術、20萬t總氨
能力的化工企業建設規模18萬t/a合成氨或甲醇20萬t/a甲醇氣化裝置1臺日處理1150t煤多噴嘴對置式氣化爐適用范圍化工行業煤制烯烴、煤制天然氣、煤制油等現代煤化工行業,電力行業(IGCC)
,城市煤氣等化工行業煤制合成氣120%目前推廣比例/該180060%技術在行業內的推廣潛力60%15%120%100%80%60%40%20%0%目前30%推廣潛力目前
推廣潛力%%7500063360215001600000650000130
325000粉煤加壓氣化技術
非熔渣—熔渣水煤漿分級氣化技術多噴嘴對置式水煤漿氣化技術先進煤氣化節能技術節能減碳潛力 預計節能能力(tce/a)
預計二氧化碳減排能力(tCO2/a)
預計總投入(萬元)10302.2“碳減排”技術:技術推動煤氣化節能種適應性等方面具有十分突出的優勢。先進煤氣化節能技術主要內容煤炭是我國主要能源消費需求。先進煤氣化技術是大幅提升合成氨等傳統煤化工產業水平的基礎技術之一,在節能環保、煤 節能量(tce/a)
二氧化碳減排量(tCO2/a)158400先進煤氣化節能技術典型項目粉煤加壓氣化技術
非熔渣—熔渣水煤漿分級氣化技術
多噴嘴對置式水煤漿氣化技術 投資額(萬元)
1980002400060000150001200015%39034334313040%20%0%吉林英臺采油廠新技術“密閉”收油污研制出以“井筒內蒸汽清洗密閉回收工藝技術”為主的“清潔環保1+3”配套清潔方式,在有效減少因桿管挑選不細、地面清蠟不徹底導致的返修井問題方面發揮了重要作用。吉林油田CCS-EOR技術解決了吉林長嶺含二氧化碳天然氣田清潔開發二氧化碳去向問題,實現了低滲透油田二氧化碳驅油增產,通過循環注入,
最終實現二氧化碳有效埋存和零排放。為控制溫室氣體排放,中國石油開展了二氧化碳驅油與埋存、咸水層和油藏碳封存潛力評估、自備電廠煙道氣二氧化碳捕集等重要碳減排技術研究;中國石化針對性地采取減排措施,并借助CCUS和林業碳匯等碳移除技術,
減少自身的碳足跡。中國石油油田開采節能技術攻克抽油機動態控制、低溫不加熱集輸、螺桿泵直驅等新技術,
創新加熱爐提效、抽油機數字化改造等關鍵技術。污泥資源化技術支持示范區污泥資源化率提高50%,建成遼河油田3萬噸/年稠油污泥脫水示范工程、華北油田6000噸/年落地油泥處理示范工程等。甲烷回收與排放-利用低壓冷凝系統進行回收放空氣全面采用密閉混輸天然氣運輸過程中對自有車輛全部安裝
智能GPS系統鉆井泥漿不落地工
作液循環利用技術在南方油田、西南油氣田、長慶油田、大港油田、華北油田、吉林油田等進行了示范應用。催化裂化煙氣脫硫
脫硝成套技術實現了“零壓降”濕法脫硫工藝的突破。該技術已在公司催化裂化煙氣脫硫脫硝裝置上成功應用。溫室氣體減排-
網電鉆機、樣板加熱爐
成套技術、流程模擬技術以及裂解爐空
氣預熱節能技術、裂解爐扭曲片管強化
傳熱技術。2.2“碳減排”技術:
龍頭石化企業低碳技術應用中國石化低碳技術應用案例二氧化碳驅油及埋
存理論技術累計封存二氧化碳190萬噸,溫室氣體排放總量(百萬噸二氧化碳當量)
20182019
2020600397關鍵技術甲烷回收量(百萬立方米)171.52170.69
170.94二氧化碳捕集量(千噸)1263
1290
20182019
2020
20182019
20201010226業低碳發展。部分代表性企業低碳技術類型及應用如下:企業名稱
企業類型
代表性低碳技術
技術應用領域
技術應用案例能源電力、智慧環保、遠程教育/辦公/醫療等上海箱箱智能科技有限公司(箱箱共用)碳阻跡北京科技有限公司(碳阻跡)北京碧水源科技股份有限公司(碧水源)深圳市裕同包裝科技股份有限公司(裕同科技)遠大芯建數字科技有限公司(遠大芯建)物聯網技術碳排放管理軟件等微濾膜、
超濾膜、智能一體化污水凈化系統等膜集成城鎮污水深度凈化技術EB固化、無溶劑復合技術等BIM,MMO、碳數據等信息化高科技技術“數智+”Saas循環管理平臺助力阿里巴巴綠色物流、助力百度碳減排核算等振動膜生物反應器污水深度處理集成裝備、碳排放監測監管平臺等生物可降解包裝、紙塑環保包裝解決方案等遠大不銹鋼芯板、
5D建筑等智能包裝企業綠色可持續發展污水及廢水處理、海水淡化等綠色包裝綠色建筑2.2“碳減排”技術:科技企業技術實踐及應用梳理目前,
我國代表性科技企業在運用技術優勢實現自身低碳發展的同時,將新技術與傳統破密集型產業結合,輔助碳密集型產低碳服務企業低碳技術企業低碳技術企業低碳技術企業初創科技企業圖像識別、視頻分析等人工智能技術、
商湯科技SenseMARS等AI+AR巡檢系統、新一代人工智能計算與賦能平臺等北京市商湯科技開發有限公司(商湯科技)機器學習技術,視頻識別技術等阿里云計算有限公司(阿里云)釘釘、遠程醫療云服務等注:以上排名不分先后能源電力行業數字化轉型新興科技企業新興科技企業1)釘釘通過推廣無紙化綠色辦公、電子審批、電話會議、視頻會議等在線辦公方式,
可以一點一滴累積降低碳排。2)基于多元數據融合的數據中樞、
AI中臺、和業務中臺的數字政務平臺讓老百姓和企業辦事少跑路進而降低碳排。人人減排,
低碳工作和生活首先利用數字化技術幫助政府做好碳監管;其次完成碳足跡追蹤分析,利用AI算法分析預測碳趨勢;研究碳排放預測模型,通過沙盤推演幫助政府定目標、做決策;最后為碳交易服務做好支撐保障。服務政府,
支撐碳排干預工業大腦運用大數據、人工智能等數字技術,結合工業生產控制機理及傳統控制技術,提升化石燃料的高效利用,實現降本增效,進而降低生產環節產生的碳排放量。智慧交通實時監測道路車流量和擁堵排隊等參數,對全域的路口信號燈實現區域實時自適應控制,減少交通擁堵和相應的能源消耗和碳排放。低碳學習及工作方式等方面已有了很好的探索。運用數字技術助力社會減碳2.2“碳減排”技術:阿里云助力社會減碳數字技術的創新與產業發展模式的變革,
是構建新型生產方式的必經之路,
阿里云在助力行業減排、支撐政府碳排放管理、交通大腦支撐政府交通疏導案例:杭州單路口交通擁堵減少近20%,通過提升
通行速度和減少車輛排隊時間降低碳排放案例:浙能錦江集團下屬云南綠色能源有限公司
日焚燒1300噸固廢垃圾;瀚藍環境一期項目阿里釘釘的無紙化辦公截至2020年底,已累
計降低碳排放1100萬噸基于阿里云城市大腦的數據技術和經驗積
累,與環境規劃院合作打造
“碳大腦”綠色制造降低工業生產碳排放智能輔助、閉環管理在巡檢過程中,借助智
能裝備,
巡檢人員可全程自動記錄作業過程和
巡檢內容,并一鍵完成
巡檢報告,減輕巡檢人
員的工作負擔,實現對
換流站設備運維作業的智能輔助和管控。一鍵生成巡檢報告遠程指揮和智能協助回傳現場設備與環境狀況現場巡檢
遠程技術人員
專家推送三維空間物體標識和檢修說明電站虛擬環境高精三維地圖(厘米級定位精度)2.2“碳減排”技術:商湯科技AI及遙感技術“智能遙感”擎畫立體環境治理體系商湯科技基于自身的技術基礎,打造了AI+遙感的立體環境監測治理體系。商湯科技基于AI+遙感技術建立支撐服務國家大氣、水、
生態、土壤和環境監察/督查的遙感監測業務體系,推動構建全天
時、全天候、全尺度、全譜段、全要素的衛星遙感觀測網絡體系,強化遙感技術在生態狀況、環境質量、污染源監測與評估中
的應用。
商湯科技遙感技術應用案例推動能源電力行業數字化轉型某市應用商湯
科技提供的智
慧遙感城市解決方案,
有效監測城市變化,保護自然資源。某市聯合商湯科技開展了業務合作,
充分發揮了衛星測繪應用中心的數據資源優勢和商湯科技的技術優勢。國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心商湯以AI+AR技術助力電網智能巡檢,
從而提高電力運維效率、節
省時間和人力成本,
有效保障在新能源大規模并網后的電網運行
安全。基于工業級AR技術試點,商湯科技SenseMARS可提供標準化的端到端解決方案。未來將在更多換流站及其他工業場景中規模化應用,加快能源電力行業的數字化轉型。通過識別現場環境,
對巡檢人員實現精準
定位,幫助其確定最
優巡檢路線,
避免誤
入電站危險區域,既
節省巡檢時間也從源
頭上保障巡檢人員的安全。設定最優巡航路線商湯科技SenseMARS火星混合現實平臺基于商湯科技的
SenseRemote
遙感影像智能解決方
案,氣象衛星云檢
測產品精度得到較
明顯改進和提升。商湯科技AI+AR巡檢系統技術應用示意賦
能應用建模平臺國家衛星氣象中心互聯網科技企業碳排放的最大來源是電力消費,
其中以數據中心等大型互聯網基礎設施的耗電量為主。數據中心托管的服務器需要全年不間斷運行以向互聯網用戶提供服務,同時需要空調等輔助制冷設備實時供應冷能以維持其可靠運行,因此電能消耗量巨大,約占全社會用電量的2.71%。在數據中心綠色節能、高密度、超大規模的發展趨勢下,液冷技術逐漸發展。23%20%IT設備與空調系統為主要能耗構成液冷數據中心替代比例(%)數據中心液
冷技術發展
對應能耗液冷數據中心市場規模(億元)2.3互聯網科技企業“碳減排”技術:液冷技術推動數據中心減排3512019
2020E2025E
華為觀點
阿里巴巴觀點
中科曙光觀點
聯想觀點
專家觀點總結液冷數據中心替代傳統比例上升,市場有望破千億
空調系統照明系統
電源系統服務器存儲設備
網絡通信設備35%50%15%2019
2020E
2021E
2022E
2023E2024E2025E10%
5% 保守樂觀40%45%1330128325%261數據中心機房相關技術:機房末端水冷空調選配、
EC風機采用冷凍主機自動控制系統、密閉冷池供冷、空調系統自然冷卻系統與變頻技術、閉式冷卻塔運用等,推動節能減排工作。通過水平送風AHU冷卻技術、高
效模塊化UPS技術、智能微模塊
數據中心技術、整機柜服務器技
術、數據中心能耗監測及智能節
能控制技術實現節能率提升與碳排放降低。iCooling智能算法:
智能協同IT與制冷系統,調節制冷系統運行在最佳狀態,年均節能超過5%,每年節省電費近千萬元。不間斷模塊化電源:全生命周期可節省耗電量500萬kWh(10MW數據中心,
負載率40%,溫控COP為3)。間接蒸發冷卻技術:
高效利用自然冷源,
讓制冷系統能耗下降40%-60%。T-block模塊化數據中心節能技
術:
間接蒸發冷卻利用水蒸發降溫,使空氣溫度逼近濕球,
延長自然冷卻時間。余熱回收:騰訊天津數據中心試點采用余熱回收,并重新用于辦公樓辦公區域冬季供暖,每年減少約1600噸標煤。TMDC
(微模塊數據中心):在節省冷量損耗的同時達成精準送風,最大化制冷效果。飛漿AI控制系統:建立數據中心深度學習模型,實現智能供電、智能散熱,確保數據中心低能耗高性能運行。水平送風AHU冷卻技術:與傳統精密空調相比,可節電約20%。約600臺機架采用該技術,PUE為1.21。
市電+UPS
(不間斷電源)等多種供電方案:整體供電效率達95%-97%.2.3互聯網科技企業“碳減排”技術:致力于降低數據中心PUE浸沒式液冷服務器,利用絕緣冷卻液取代傳統風冷。阿里云還采用了湖水冷卻和自然風冷等多種冷卻技術。組合式空調箱(AHU)風墻技
術、高壓直流供電系統(HVDC)降低電力消耗。
設計年均PUE注:
PUE是衡量數據中心運行效率的指標,其越接近于1,代表數據中心對于電能的利用越有效率。天津濱海數據中心3號
樓微模塊機房百度云計算(陽
泉)中心二期華為云廊坊數據中心浸沒式液冷
自然水冷
自然風冷1.251.31技術創新與應用,降低數據中心能耗阿里云秉承“科技驅動世界創新發展,為社會創造價值,讓生活更美好”理念,高度重視綠色可持續發展,在各級政府指導下開展了大量的實踐探索,成立之初便設立專門的數據中心節能部門,大力推進數據中心節能減排。2.3互聯網科技企業“碳減排”技術:阿里云云數據中心節能減碳高效電源大規模使用HVDC高壓直流供電系統,
減少了傳統交-直-交電源轉換中的電氣損耗,
提高整體效率。AHU
組合式空調風墻技術行業內首次大面積應用組合式空調箱(AHU)風墻技術,將室外溫度適宜的新風輸送至機房,實現設備自然冷卻,
降低空調電力消耗。
部署全球最大規模30千瓦以上浸沒式液冷數據中心,實現100%無機械制冷,年均PUE<1.10。 北京冬奧云數據中心:
全球互聯網行業第一個浸沒式液冷生產集群。液冷IDC年均PUE<1.10浸沒液體冷卻新能源發電技術包括:風力發電、太陽能發電、核能發電、海洋能發電、生物質能發電、地熱能發電等技術。由于化石能源消耗是我國碳排放的主要來源,隨著清潔能源發電技術的不斷成熟和發電成本的下降,據高盛預測,新能源及可再生能源技術將有潛力促進中國約50%的人為溫室氣體排放“去碳化”,是中國實現“碳中和”目標中最重要的技術。18%82%19%8.1%5.8%14.9%71.1%3.1新能源發電技術:有潛力實現50%的“碳減排”可
促
進
溫
室
氣
體
去
碳
化中國能源消費結構及預測
煤炭、石油、天然氣
非化石能源22%40%69%81%2019年中國CO2排放量來源
煤炭
石油
天然氣
其他78%60%31%新能源的分類及碳減排貢獻度注:
非化石能源包括新能源及可再生能源。20202025E2035E2050E2060E生物質能海洋能太陽能核能風能技術名稱適用范圍綜合效益技術申報企業10MW海上風電
機組設計技術新能源
裝備制造29770單臺機組每年:減少能源消耗
碳減排東方風電高效PERC單晶太陽能電池及組件應用技術12052.51GW光伏裝機每年:碳減排晶澳太陽能太陽能熱發電關鍵技術687每kW裝機:碳減排/太陽能PERC+P型單晶電池技術78.334.2每GW光伏電站年均:碳減排正泰新能源復雜工況下直驅永磁
風力發電機組技術風力發電與傳統風力發電技術相比,
發電效率提升2%-3%/
海上風電規模化開發和智能運維技術
新能源發電并網主動支撐控制技術
海量分布式新能源自主運行與智能控制技術
先進太陽能熱發電技術
新一代核能發電技術“十四五”期間重大技術方向在新能源發電技術中,風電和光伏技術是中國能源消費轉型的重點。“十四五”時期,我國新能源發電及利用技術的重點如下:3.1新能源發電技術:重點推廣風能、太陽能發電技術根據《綠色技術推廣目錄(2020年)
》及相關規劃,風能、太陽能發電技術是“零碳”技術的發展重點。綠色技術推廣目錄(2020年)-
新能源發電領域300節能發電量13000節能企業類型代表性新能源技術PERC電池制造技術技術應用領域太陽能發電技術應用案例3.1新能源發電技術:科技企業技術實踐及應用梳理上海愛旭新能源股份有限公司科技型企業晶澳太陽能科技股份有限公司新疆金風科技股份有限公司東方電氣風電有限公司北京乾源風電科技有限公司科技型企業浙江正泰新能源開發有限公司科技型企業浙江運達風電股份有限公司科技型企業昆山協鑫光電材料有限公司初創科技企業無錫極電光能科技有限公司初創科技企業協鑫集成科技股份有限公司風電、太陽能技術服務(認證、檢測等)高效PERC單晶太陽能電池及組件應用技術10MW海上風電機組設計技術、DEW-D5.5SMW-172型永磁直驅風電機組設計技術太陽能PERC+P型單晶電池技術風電場綜合防雷技術無甲胺的鈣鈦礦材料體系、原位固膜技術、先進的納米晶導電墨水大面積鈣鈦礦光伏組件技術風電機組控制技術、電網友好性技術等1.5MW、2S、3S/4S和6S/8S永磁直驅系列化機組管式雙面PERC技術、雙面雙測雙分檔技術鈣鈦礦太陽能電池太陽能電池產品中廣核興安盟300萬千瓦風電項目、
福建興化灣二期海上風電場項目等高效電池及其封裝組件拜城20MW光伏電站、慈溪340MW海上灘涂項目等廣東省能源集團陽江風電項目等廣東省能源集團陽江風電項目等鈣鈦礦太陽能電池,
目前未量產4.5MW的三電平風機、越南寧順正勝50MW風電項目福建三峽海上風電產業園等太陽能電池產品太陽能發電太陽能發電風力發電風力發電及維運太陽能發電風能、太陽能領域太陽能發電風力發電及維運風力發電太陽能發電科技型企業科技型企業技術服務企業科技型企業科技型企業通威太陽能有限公司注:以上排名不分先后企業名稱運達股份:
開發了風電機組適應弱電網、抵御電網擾動/故障、提供頻率/電壓主動支撐和改善系統動態特性的控制能力,主動參與電網運行控制,實現風電友好并網。項目進展:
2021年6月17日并網裝備情況:
16臺3MW機組+1臺2MW機組總裝機容量:
50WM預計年發電量:
1.44億千瓦時項目進展:
2020年12月22日首臺機組完成吊裝裝備情況:
13臺3.0MW+3臺3.6MW機組總裝機容量:
50WM3.1新能源發電技術:風電技術-運達股份實踐項目展示智能場級控制可以提升風電場整
體性能,
提高風電
場2%的發電量先進控制技術載荷在線預估與精
準控制技術可提高機組發電量的同時降低機組載荷智能偏航技術將偏航頻率和里程控制在合理范
圍,可提高發電量1-2%左右暫態支撐故障情況下風電支撐電網
電壓/頻率優化控制獨立變槳控制技術有效的降低風電機組的疲勞載荷載荷優化風電機組的載荷分析與穩定優化控制主動阻尼次/超同步振蕩主動阻尼優化控制頻率支撐慣量及一次調頻支撐的優化控制越南寧順正勝50MW風電項目山東葦河一期50MW風電項目電網友好型技術在太陽能發電領域,鈣鈦礦技術是當前最受矚目的新興光伏技術,相關的專利申請數量也快速上升。根據Nature雜志于2019年發布的信息顯示,全球領先的鈣鈦礦商業機構分布主要分布于中國、美國、日本、韓國和歐洲,中國企業主要有杭州纖納光電科技、萬度光能等企業。光電轉換率高鈣鈦礦技術的優勢技術工藝相對簡單2016年8月成立2021年6月,公司投資60億元建設鈣鈦礦太陽能電池生產基地項目落戶湖北鄂州,項目建成投產后,年生產太陽能電池將超過10GW,實現年產值100億元2019年2月:
率先建成10MW級別大面積鈣鈦礦組件中試生產線2019年8月:大面積鈣鈦礦光伏組件完成了德國萊茵TüV集團的功
率測試2021年3月:
完成新一輪過億元融資,
將打造全球第一條鈣鈦礦太陽能電池組件100MW量產3.1新能源發電技術:新興光伏技術-鈣鈦礦技術實踐情況?2017年:
首次打破了國外對鈣鈦礦半導體光伏新材料的技
術壟斷?
2019年12月,攻克了鈣鈦礦電池組件穩定性的世界級難題?
2021年1月,公司的鈣鈦礦組件穩定性再次取得重大進展截至目前,公司自主研發的?
1cm2鈣鈦礦太陽能電池效率超過22.7%?10cmx10cm組件效率達19.41%?
30cmx30cm組件效率超過15%協鑫光電原材料豐富低碳環保2020年成立2015年成立2019年成立低成本????在新能源領域,除了能源型企業在發電、輸配和需求端不斷創新實踐,互聯網科技巨頭也通過購買可再生能源電力、投資可再生能源項目涉足新能源領域、推動實現“碳中和”目標,在國外企業中,主要通過購買可再生能源電力及投資/自建可再生能源項目來實踐。排名公司名稱購買規模排名公司名稱購買規模1facebook1.546GW6沃爾瑪541MW2谷歌1.107GW7亞馬遜487MW3AT&T960MW8Ball388MW4微軟624MW9麥當勞380MW5T-Mobile581MW10本田320MW2020年蘋果公司宣布了對世界上最大的陸上風力渦輪機的投資,該項目預計每年能產生620億瓦時的電力:
足以為近2萬個家庭提供電力美國最大的企業可再生能源買家群體,由谷歌、Facebook、通用汽車
和沃爾瑪以及其他300多家公司聯
合成立,
2019年,排名前五的買家
中有3家屬于互聯網科技公司。根據蘋果公司發布的數據顯
示,截至2020年1月,蘋果公
司已100%使用可再生能源運
行,
其中有12%是來自于公司
自建的可再生能源項目。3.1新能源發電技術:國外科技巨頭投資可再生能源項目6.392.761.54美國可再生能源采購量9.33美國可再生能源采購量、2019年排名前十的賣家2015年
2016年
2017年
2018年
2019年直接建設的項目,12%長期購買合同,84%
直接投資,
4%3.22此外,我國互聯網科技企業也利用其數字技術與創新優勢,聚焦于新能源產業發展痛點,服務“雙碳”目標。例如,騰訊呼吁完善綠電采購途徑,鼓勵企業投資可再生能源項目、分布式能源項目等;百度2020年簽約風電數量較上年增長50%,達到4500萬kWh;阿里云通過“電網數智大腦”,完成可再生新能源動態消納等。阿里云電網數智大腦旨在實現電網柔性挖潛,“源網荷儲”實時全網負載均衡。依托阿里云強大的彈性存儲和算力,高效地處理海量電網數據。并提供物聯網接入、新能源消費響應、虛擬電廠、跨電壓等級負荷響應和實時拓撲調整策略,智能高效實現電網的自適應響應,完成可再生新能源動態消納,構建高比例可再生能源電網。3.1新能源發電技術:
國內互聯網科技企業助力新能源消納能源需求跨電壓等級海量數據阿里云
·
電網數智大腦高比例可再生能源電網高比例可再生能源分布式接入跨電壓等級分布式接入出力(光、風)不穩定物
聯網跨
電壓
負
荷
響
應虛
擬
電廠新
能
源
消
費
響
應主
配
網
拓
撲
調
整
自
適
應隨機性(充電樁)實時自適應響應能源輸配能源供應智能高效響應氫氣屬于二次能源,可以采用化石能源、可再生能源等多種原料制取,因此成為推動傳統能源清潔利用、擴大可再生能源利用規模的理想媒介。目前,我國的氫氣制取原料以化石能源為主,但在“碳中和”愿景下,可再生能源將逐步替代化石能源成為氫氣制取的主要原料,低碳清潔類制氫技術也將成為研發應用重點。制氫方式原料優點缺點化石能源制氫煤炭、天然氣技術成熟、成本較低儲量有限、環保性較差工業副產氫焦爐煤氣、氯堿等成本低無法規模化集中供應等電解水制氫水、電工藝簡單、碳排放小耗電量大項目名稱指標低碳氫清潔氫可再生氫單位氫氣碳排放量(kgCO2e/kgH2)≤14.514.94.9制氫所消耗的能源必須為可再生能源××√中國氫氣占終端能源體系比重預測
2060年低碳清潔氫供氫體系碳減排貢獻度20%
18
19
67%15%23%60%
5%
45%5%45%70%20%%%3033.2制氫技術:當前以化石能源為主要制氫原料2020-2050年中國制氫技術結構
化石能源制氫
工業副產氫
可再生能源電解制氫
其他10%5%中國低碳氫、清潔氫及可再生氫標準
主要制氫技術的優劣勢分析2030
2050
2060
碳減排量
占當前碳排放量的比重2020年
2030E
2040E
2050E10%“十四五”國家“氫能技術”重點專項:氫能綠色制取與規模轉存體系基礎研究類?
光伏/風電等波動性電源電解制氫材料和過程基礎共性關鍵技術類?低成本PEM水電解制氫電堆關鍵材料制備技術?
高效大功率堿水電解槽關鍵技術開發與裝備研制應用示范類?
十萬噸級可再生能源電解水制氫合成氨示范工程中國低碳清潔氫技術路線3.2制氫技術:低碳清潔氫技術是發展重點及趨勢?
電解制氫加CO2
制甲醇工程技術及中試裝備開發?
電解制氫-低溫低壓合成氨關鍵技術及應用03遠期目標(2036-2050)中期目標(2026-2035)近期目標(2020-2025)010203可再生能源制氫化石能源制氫2、P2G降本技術1、CCS技術3、純化技術01平均制氫成本≤20元/公斤平均制氫成本≤10元/公斤平均制氫成本≤15元/公斤注:
P2G,即電轉氣低碳排放高碳排放低成本高成本02目前,國內傳統能源或新能源企業已涉足電解水制氫技術的研發應用,同時也有不少初創科技企業通過自主研發,開發了“綠氫”、“低碳氫”技術路線,并逐步商業化。浙江本德新能源科技有限公司
初創科技企業
氫氣發生器技術
就地制氫、移動(車載)制氫氫氣發生器、氫氣凈化器等產品武漢中極氫能源發展有限公司
初創科技企業
綠色氫能制造技術汽車行業等國家能源集團&武漢中極氫能源項目3.2制氫技術:科技企業技術實踐及應用梳理客戶包括中國移動、國家電網、有研
總院、銀泰科技、藍吉氫動力等模塊化定向除雜技術(MDP)
HOGE含氫屈氣消納技術通信備電、工業電力、交通動力、家用消費領域等工業用氫、氫內燃機和燃料
電池汽車用氫、供氫市場為淄博的80多輛公交車提供燃料氫太陽能電解水制氫儲能及綜合應用示范項目小型化甲醇制氫技術燃料電池系統技術氫源端的充裝站、
加氫站領域寶豐能源、隆基股份、
陽光電源等北京佳安氫源科技股份有限公司北京久安通氫能科技有限公司甲醇制氫燃料電池發電機產品光伏發電及電解水制氫技術專注于氫能源技術的開發廣東亞氫科技有限公司代表性制氫技術技術實踐案例技術應用領域注:以上排名不分先后初創科技企業初創科技企業企業類型企業名稱科技型企業自用、出售能源企業?2021年5月,
年產1.5GW隆基新式氫能配備項目落戶無錫高新區?2021年6月,與同濟大學簽署協作協議,宣布校
企共建氫能聯合實驗室;同時,將在西安高新區建氫能總部,項目規劃面積約1.5萬平方米,初期到達年產500MW,100臺1000Nm3/h堿式電解設備的產能,經過5-10年產能擴大到1萬臺?2019年,
啟動200MW光伏發電及2萬標方/小時電解水制氫儲能及綜合應用示范項目,
該項目采用“新能源發電+電解水制取綠氫綠氧直供
煤化工”的新模式?
2021年初,項目已部分建成并已投入生產,建成后將年產氫氣1.6億標方/年,副產氧氣0.8
億標方/年。?2019年:
簽約首個光伏制氫項目,并與中科院大連化學物理研討簽約攻關大功率
PEM電解制氫技能?2021年3月,
發布國內首款綠氫SEP50PEM電解槽,功率250kW,是現在國內可量產功
率最大的PEM電解槽。3.2制氫技術:光伏制氫技術實踐情況隆基制氫配備項目簽約寶豐能源循環經濟產業鏈綠氫SEP50
PEM電解槽氫源端方案-
已原有PSA工業氫裝置為基礎進行升級改造用原PSA+“MDP”方式技改原有設備改動小,完全兼容老項目公司核心技術團隊源自北大先鋒,其自主研發模塊化定向除雜技術(MDP),可適用于氫源端、充裝站和加氫站,通過催化、吸附、過濾等方式,依托三十余種自有吸附劑和催化劑,定向脫除原料氫氣中的各種雜質,滿足各種品質氫氣的要求。凈化模塊
變壓吸附模塊
變溫吸附模塊 新增設備投資低,設備交期短雜質適應性好,雜質脫除能力強已累積供應80+噸氫氣3.2制氫技術:佳安氫源-燃料氫氣純化專家純?因為氫氣來源比較少只能使用不符標準的高純氫或更貴的超純氫?因為氫價高造成商業推廣慢使得行業盈利能力差?
因為要雜質要求低造成氫氣來源比較少多為電解(電解水,氯堿)?
“MDP-T500”目前為淄博的80多輛公交車提供燃料氫;?
處理能力:日加工1000KG+?主要工藝:變壓吸附
PSA和真空變壓吸附
VPSA?一般用于:氫氣提純?主要工藝:變溫吸附
TSA?一般用于:
燃料氫痕
量除雜終端保護?
主要工藝:
催化、吸
收、變溫吸附?一般用于:氣體的預
處理、末端處理解
決
氫
源三
大
問
題1234MDP技術主要模塊SCH4
CO2COO2
H2O價源已初步商業化,適用于新能源汽車、電網領域智能電網發電站新能源汽車氫領域儲能技術是支撐我國大規模發展新能源、保障能源安全的關鍵技術之一。儲能技術可分為物理類和化學類,其中又可細分為儲電式和蓄熱式。目前,抽水儲能技術是發展最成熟、建設規模最大的蓄能方式;以鋰電池為代表的電化學儲能技術已經初步進入商業化、規模化應用。儲能技術的分類3.3儲能技術:抽水儲能技術最成熟、電化學儲能初步商業化儲能技術主要應用領域短時高頻儲能技術高比例可再生能源主動支撐技術特大型交直流混聯電網安全高效運行技術多元用戶供需互動與能效提升技術中長時間尺度儲能技術基礎支撐技術共性關鍵技術類“十四五”國家“儲能與國家電網技術”重點專項-技術方向基礎研究類////1項3項儲能技術的應用成本因技術成熟度而有所差異,由于抽水蓄能技術是目前最成熟、建設最廣的儲能技術,其應用成本相對更低。而根據“十四五”國家“儲能與國家電網技術”重點專項,應用在可再生能源、智慧電網領域的新型儲能技術將成為研發、應用重點。項目名稱壽命投資成本鋰電池組(1kW-10MW)5-8年509液流電池(5kW-100MW)5-10年435抽水蓄能(100-2000MW)30-40年31先進絕熱壓縮空氣儲能(示范60MW級)30-40年58深冷壓縮空氣儲能(示范10MW級)20-40年4023.3
儲能技術:“十四五”將推動新型儲能技術發展2020年中國儲能技術市場應用格局89.3%主要儲能技術關鍵性能指標對比(單位:元/kWh/年)4項2項3項5項2項1項電化學儲能抽水蓄能其他9.2%1.5%企業類型代表性儲能技術技術應用領域技術應用案例3.3儲能技術:科技企業技術研發及應用梳理寧德時代北京聯動天翼科技股份有限公司恩力能源科技有限公司深圳庫博能源科技有限公司沃太能源股份有限公司北京海博思創科技股份有限公司科技型企業沈陽微控新能源技術有限公司初創科技企業長興太湖能谷科技有限公司初創科技企業深圳市遠信儲能技術有限公司科技型企業主要客戶有中國電信、中國移動、中國鐵塔等沈陽地鐵九號線勝利南街站、
國家電網項目等西藏崗巴40MW/200MWh光儲示范項目、用戶
側2MW/8.8MWh化工廠儲能項目鐵鷹電氣儲能電站、昆山之奇美儲能項目等50kW/567kWh泰國大山音樂節并離網項目等山東10MW光伏電站、北京15MW變電站項目等廣州南沙珠江啤酒、江蘇鎮江德國漢高等項目發電側分散式百兆瓦時級鋰電儲能項目、光
伏電站配置交流儲能項目等德國內卡蘇爾姆儲能項目馬鞍山長山工業園光伏儲能項目等通訊、金融、航空航天、電力電子、汽
車動力等行業軌道交通制動能量回收、數據中心電力保障等領域新能源電站、微電網、工業園區等工商業用戶側儲能領域等新能源汽車、智能電網等儲能電站、叉車電池及通信基站風光儲系統領域工商業用戶側、新能源、充電站和配電網變壓器側微電網、光儲充、動力電池領域新能源汽車、電網、通信基站等鋰電池儲能技術飛輪儲能技術電化學儲能技術電化學儲能技術鋰電池儲能技術電化學儲能技術鉛酸蓄電池儲能技術水系離子電池技術電化學儲能技術科技型企業初創科技企業能源互聯網企業能源互聯網企業科技型企業注:以上排名不分先后企業名稱2012年成立廣州南沙珠江啤酒成功上線運營1套1.8MWh分布式儲能系統,運行預期為
珠江啤酒南沙基地每年節約10%的總體電力運營成本。50kW/567kWh泰國大山音樂節并離網項目此次音樂盛典要盡可能減少柴油設備的使用,最終商討決定采用48kW光伏+沃太能源Storion-T50儲能系統配置200kWh鋰電池,柴油機作為后備電源深圳瑞華泰薄膜有限公司在瑞華泰生產基地部署一套1MW/2MWh分布式儲能系統,系統上線之后將實現“兩充兩放策略”,每天提供4000kWh的吞吐量。。2018年成立沈陽微控新能源技術有限公司西藏崗巴40MW/200MWh光儲示范項目中國聯通香港香港九龍數據中心在中國聯通香港香港九龍數據中心,
公司共部署了6臺VYCON
VDC
XE飛輪儲能產品與2臺Eaton
500KVA
UPS配合,提供36s的后備時間該項目為全球最高海拔光伏配套儲能示范項目。項目介
質:磷酸鐵鋰;項目輸出:并網電池容量:
200MWh;
項目功率:
40MW安徽中機10MW風儲示范項目美國洛杉磯地鐵紅線(Red
Line)該項目為國內首批風電場配套儲能示范項目。REGEN飛輪儲能系統自2014年起在美國洛杉磯地鐵紅項目介質:磷酸鐵鋰;電池容量:
10MWH;項目功線(Red
Line)投入使用,已連續運轉多年,充放電次-度電,節能效果顯著。3.3儲能技術:科技企業、初創企業的技術實踐情況緬甸公益項目在緬甸首都內比都南部約100公里處名為DeeDoke的村
莊,沃太能源一套50kW配置200kWh的光儲柴微電網系統可為該村200多戶家庭共600多人提供電力來源數超過60萬次,單牽引變電站每天可以節約1600率:
10MW;項目地址:安徽2014年成立2019年成立1800將捕集的二氧化碳運送到利用或封存地的過程,包括陸地或海底管道、船舶、鐵路和公路等輸送方式0302CCUS
主要過程和技術環節利用與封存以化學轉化為主要手段,將二氧化碳將二氧化碳注入地下,
生產或強和共反應物轉化成目標產物,實現二化能源、資源開采的過程氧化碳資源化利用的過程到2070年CCUS對不同行業中減少二氧化碳
排放量所作的貢獻發電燃料轉換化工水泥鋼鐵16%28%61%25%90%通過工程技術手段將捕集的二氧以生物轉化為主要手段,將二氧化碳儲存于地質構造中,實現與化碳用于生物質合成大氣長期隔絕的過程4.1碳捕集、利用與封存(CCUS)技術:捕集技術推動CO2減排碳捕集、利用與封存(CarbonCapture,
UtilizationandStorage,簡稱CCUS),
即把生產過程中排放的二氧化碳進行提將化工、電力、鋼鐵、水泥等行業利用化石能源過程中產生的二氧化碳進行分離和富集的過程;
可分為燃燒后捕集、燃燒前捕集和富氧燃燒捕集01純,繼而投入到新的生產過程中進行循環再利用或封存。按能源類型和行業部門分類的二氧化碳
捕集量
生物質直接空石油加工
氣捕集 煤
天然氣 工業流程205056.35億噸/年20204000萬噸/年生物利用地質封存地質利用化工利用運輸捕集研究院等從捕集環節來看,部分技術已達到或接近達到商業化應用階段;從運輸環節來看,
二氧化碳陸路車載運輸和內陸船舶運輸技術已成熟;從利用環節來看,化工利用取得較大進展,
整體處于中試階段;
從封存環節來看,中國已完成了全國二氧化碳理論封存潛力評估。重整制備合成氣制備液體燃料合成甲醇
合成有機碳酸酯
合成可降解聚合物合成聚合物多元醇合成異氰酸酯
/
聚氨酯鋼渣礦化利用石膏礦化利用低品位礦加工聯合礦化轉化為食品和飼料轉化為生物肥料轉化為化學品和生物燃料氣肥利用陸地咸水層封存海底咸水層封存枯竭氣田封存
枯竭油田封存4.1碳捕集、利用與封存(CCUS)技術:各環節進展速度加快燃燒前
-
化學吸收燃燒前
-
物理吸收燃燒前
-
物理吸附燃燒前
-
膜分離
燃燒后
-
化學吸收燃燒后
-
吸附法
燃燒后
-
膜分離
富氧燃燒
-
常壓
富氧燃燒
-
增壓
富氧燃燒
-
化學鏈車運陸地管道
海底管道
海上船舶強化石油開采強化煤層氣開采強化天然氣開采強化頁巖氣開采增強地熱開采鈾礦地浸開采強化深部咸水開采概念階段
基礎研究
中試階段
工業示范
商業應用概念階段
基礎研究
中試階段
工業示范
商業應用生物利用地質利用地質封存化工利用 2011
2018 2011
2018輸送捕集昊華科技藍曉科技遠達環保雙良節能冰輪環境凱美特氣膜分離法二氧化碳捕捕捉工藝系統中的蒸濕式靜電除塵煙氣深二氧化碳氣體采集、CO2天然工質制冷技二氧化碳捕集捉技術汽供應(余熱回收方式)度凈化技術等液化、提純、注入等工藝技術術、熱泵技術、工業
余熱回收等碳捕捉技
術(CCUS)應用技術通過碳捕捉,將工業和有關能源產業所產生的二氧化碳分離出來凈化再利用的相關技術有機蒸氣膜、富氧膜、富氮膜、二氧化碳分離膜等膜產品在資源回收、節能減排領域得到廣泛應用與加拿大CCS簽定CO2捕集與封存技術設計咨詢合同目前已完成煙氣治理項目共計149臺套,其中超低排放工程業績54臺套中海油伊拉克米桑油田天然氣脫酸項目等4.1碳捕集、利用與封存(CCUS)技術:科技企業技術及應用梳理變壓吸附分離合成氨
廠變換氣中二氧化碳技術、濃縮回收高純度食品級二氧化碳的成熟工業化技術等通過與歐洲大型化學品公司合作向歐洲市場提供CO2捕捉的吸附材料,形成數百萬美金的訂單成立廣匯碳科技公司,
旨在專項負責二氧化碳捕集(CCUS)及驅油項目的前期準備等相關工作惠博普天邦膜技術永清環保廣匯能源中材節能超高純CO2
(固態、液態)提純技術、二氧化碳動態減壓提純工藝技術等二氧化碳捕捉工藝包、高效節能節水設備切入碳捕捉工藝流程等已與中石油、中石化和中國神華在二氧化碳捕集和封存領域真開了深入的合作食品級液體二氧化碳產品已通過可口可樂和百事可樂的認證在手多個CCUS項目,廣泛運用于石油化工、燃煤電廠等行業客戶有凱美特氣、
山東京博集團、中石油遼陽石化、新疆阿克莫氣田等雪人股份配合相關設計院參與了二氧化碳捕捉工藝包的設計在重慶合川有國內首臺套萬噸級碳捕捉裝置二氧化碳捕捉的自主知識產權技術創新研發C
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