HIDIS 2020 |康明斯氢能战略部杨小珂：PEM未来将有更大的技术进步和成本降低空间

2020年10月15日，2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南举行。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用，推动黄河流域高质量发展”为主题，主要围绕氢能应用场景与商业化路径、关键技术、标准与安全、面向未来的氢能供应体系三个方面展开。在本次峰会中，康明斯氢能战略部项目负责人杨小科发表了题为“可再生能源与氢能的耦合应用”的精彩演讲。

康明斯氢能战略部项目负责人杨小科的观点主要有以下几点:

1.PEM技术结合绿色氢的跨界特性，可以解决电源、电网等部分的清洁能源消耗问题，成为一体化解决方案。

2.PEM技术和碱性技术在国内价格相差很大。如果你看看世界各地的供应商，差别并没有那么大。PEM作为一种新技术，未来有更大的技术进步和成本降低空间。每个人都在谈论哪一个会赢，但我们认为降低成本和技术进步之间总会有一些冲突。不同的供应商可能会选择不同的技术路线，这就是为什么一个取决于全生命周期成本，而不是另一个。

以下为现场演讲:

杨小科:各位嘉宾、各位领导大家好，关注氢能业务的市场分析和策略。今天我想重点谈谈绿色氢，谈谈电解水制氢和氢能耦合的不同场景和分析。

首先，我来介绍一下我们公司，我们公司是世界500强之一，是柴油和天然气发动机技术的先驱。它已经有101年的历史了。作为全球最大的柴油机制造商，早在1975年就进入中国，本土化非常深，在中国有12000名员工，6家合资企业。公司作为传统能源的玩家，一直在思考能源转型的方向。今年，我们成立了新能源部门，开始在新能源领域扩张，并进行了一系列并购和投资。我们在电力和氢能方面都有布局。在氢能方面，该公司已经完成了对燃料电池和制氢及储氢技术的多项投资，包括去年收购了一家加拿大公司，该公司拥有电解水的技术能力。你也可以看到我们也在布局氢能的全产业链，我们正在加强氢能在中国的布局，为中国本土用户提供更多的解决方案。作为少数拥有碱性和质子交换膜电解水技术的企业之一，我们拥有一台5 MW的电解槽。

首先，可再生能源发展迅速。基于能源转型战略，中国风光水装机量全球第一，成本在下降。部分地区风电成本与当地煤炭基准价持平，未来发展空间毋庸置疑。

但刚才提到，由于我国特殊的地理环境，可开发的可再生能源密集区集中在西北地区，当地吸收能力有限。有一个从用电地区远距离输送的问题，可再生能源的随机性和季节性造成了两个问题。一个是电网中可再生能源比例的提高会给电网带来更大的压力，需要更高的容量，会增加成本，需要一定的火电来平衡。另一个是峰谷用电问题。因此，今年8月，国家发改委和能源局发布了“源、网、载、储一体化”的意见稿，以平衡电力负荷和储能资源，提高电网安全水平。这包括很多路径，包括可再生能源的代码，锂电池储能等等。

让我们来谈谈绿色氢的作用，我们认为这是开拓应用……tion场景，起到推进器的作用。氢能的热门话题也是因为它的跨界耦合特性。它是一种能源，也是能量的载体，可以作为一种媒介来开拓其他能源，可以拓展更多的应用。绿氢成为电网的可变负荷，可以在电网中制氢，可以安装在发电端。比如风电厂，光伏也可以在主电网，也可以在用户端，很多都是可以区分的。

这不仅丰富了可再生能源的发送和消耗方式，特别是PEM的电解水技术，可以增加电网的安全性和稳定性，平滑电力用户的随机性，真正打破可再生能源发展的瓶颈，降低可再生能源的成本也可以降低绿色氢的成本，二者相辅相成。

商业化的电解水技术有PEM和碱性，碱性制氢技术相对成熟，成本较低。PEM是一项新技术，在中国还没有商业化。业界可能对PEM有一些误解，认为它没有大规模应用，但实际上它在欧洲已经被广泛应用。康明斯在加拿大有一个20兆瓦的在建项目，是在建最大的PEM项目。

目前国内对PEM有一个误区，认为其成本很高，还说PEM适合可再生能源的耦合。为什么？我想用我们公司的PEM的性能来说明，这些都是对绿色氢在其生命周期内的制氢成本有很大影响的技术性能。一个是能耗和节能直接相关，和电价挂钩，一个是占地面积。PEM的占地面积只有碱的三分之一左右，节省了ETC的成本。PEM技术具有快速的负载调制，可以平衡电网，负载范围广，适用于风电和光伏的波动。PEM最低5%的负荷可以保证在能源不足的情况下不需要反复冷启动，冷热启动的速度快很多，最大限度的利用风力和光电，不会损失电解槽的使用寿命。

所以PEM技术和碱性技术在国内价格相差很大。如果我们看一下全球供应商，差别就没有那么大了。未来，PEM作为一项新技术，有更大的技术进步和降低成本的空间。大家都在说PEM和碱性技术哪个会赢，但是我们认为降低成本和技术进步总会有一些冲突，不同的供应商可能会选择不同的技术路线。这就是为什么一个人要看全生命周期成本，不能只看设备的价格，还要根据不同的项目场景选择优势技术。比如在加氢站相对重要的占地面积方面，PEM可能有优势，PEM的优势很明显。如果初期投资比较重要，可能会选择碱性。我们认为PEM适合大型耦合项目，我们通过产品优化和大规模本地化生产，大大降低了设备成本。

所以综上所述，PEM技术结合绿氢的跨界特性，可以解决电源、电网等部分的清洁能源消耗问题，成为一体化解决方案。

介绍几个PEM的案例。

第一个是康明斯和加拿大安大略省的平衡电网生产氢气。本项目制氢能力为1000公斤。电网侧的应用在国内不是特别了解，电力系统的专家可能知道。增加电网调度备用容量，增加可再生能源并网能力也是一个思路。

加拿大魁北克在建的第二个用于工业制氢的20 MW项目，是目前在建的最大的PEM技术项目。

第三个项目是加氢站现场制氢，已经为全球60个加氢站提供了技术。

再来说说绿色氢的成本。电的成本占整个制氢生命周期成本的60%左右，还有设备本身的成本。此外，还有其他关键因素。这是我们的内部模型。电价是30美分……ft，24小时制氢利用率100%。以目前电解水的成本，可以达到20元，可以有五个9纯度的氢气。你能想象出什么样的应用？我觉得有点难。24小时制氢意味着并网，电网中清洁能源比例高的地区有限，30分钱的电价要优化。有些地方谷电的电价是一天8小时或者12小时，不会给你24小时。所以有点难以实现。随着以奖代补政策的出台，一些地方政府可能会提供，所以绿氢的成本很重要。我们认为，绿氢的价格主要由三点驱动，除了设备本身的价格，从应用场景来看，是电价、设备利用率和项目规模。

这是一个简单的模型输出，直观地一起看各种场景，也使用了PEM技术。横轴是项目的规模，纵轴是项目的利用率。中间有一个谷电制氢的项目，电价30美分，制氢成本27元左右。风光互补的发电项目规模可以比较大。每天早晚风光发电提高利用率，制氢成本可达十几元。本项目的实验中使用了一些项目。按照现在的设备成本，加上水电解的成本，还有很大的发展空间，这是康明斯在国内的主攻方向。

这是一个PEM制氢设备的演示，它有不同的尺寸，适合各种应用，包括室外和集装箱集成设备。

时间有限。谢谢你的邀请。感谢大家一起实现绿色氢梦。谢谢大家！(注:本文根据现场速记整理，未经发言人审核。)2020年10月15日，2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南召开。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用，推动黄河流域高质量发展”为主题，主要围绕氢能应用场景与商业化路径、关键技术、标准与安全、面向未来的氢能供应体系三个方面展开。在本次峰会中，康明斯氢能战略部项目负责人杨小科发表了题为“可再生能源与氢能的耦合应用”的精彩演讲。

康明斯氢能战略部项目负责人杨小科的观点主要有以下几点:

1.PEM技术结合绿色氢的跨界特性，可以解决电源、电网等部分的清洁能源消耗问题，成为一体化解决方案。

2.PEM技术和碱性技术在国内价格相差很大。如果你看看世界各地的供应商，差别并没有那么大。PEM作为一种新技术，未来有更大的技术进步和成本降低空间。每个人都在谈论哪一个会赢，但我们认为降低成本和技术进步之间总会有一些冲突。不同的供应商可能会选择不同的技术路线，这就是为什么一个取决于全生命周期成本，而不是另一个。

以下为现场演讲:

杨小科:各位嘉宾、各位领导大家好，关注氢能业务的市场分析和策略。今天我想重点谈谈绿色氢，谈谈电解水制氢和氢能耦合的不同场景和分析。

首先，我来介绍一下我们公司，我们公司是世界500强之一，是柴油和天然气发动机技术的先驱。它已经有101年的历史了。作为全球最大的柴油机制造商，早在1975年就进入中国，本土化非常深，在中国有12000名员工，6家合资企业。公司作为传统能源的玩家，一直在思考能源转型的方向。今年，我们成立了新能源部门，开始在新能源领域扩张，并进行了一系列并购和投资。我们在电力和氢能方面都有布局。在氢能方面，该公司已经完成了对燃料电池和制氢及储氢技术的多项投资，包括去年收购了一家加拿大公司，该公司拥有电解水的技术能力。你也可以看到我们也在布局氢能的全产业链，我们正在加强氢能在中国的布局，为中国本土用户提供更多的解决方案。作为少数拥有碱性和质子交换膜电解水技术的企业之一，我们拥有一台5 MW的电解槽。

首先，可再生能源发展迅速。基于能源转型战略，中国风光水装机量全球第一，成本在下降。部分地区风电成本与当地煤炭基准价持平，未来发展空间毋庸置疑。

但刚才提到，由于我国特殊的地理环境，可开发的可再生能源密集区集中在西北地区，当地吸收能力有限。有一个从用电地区远距离输送的问题，可再生能源的随机性和季节性造成了两个问题。一个是电网中可再生能源比例的提高会给电网带来更大的压力，需要更高的容量，会增加成本，需要一定的火电来平衡。另一个是峰谷用电问题。因此，今年8月，国家发改委和能源局发布了“源、网、载、储一体化”的意见稿，以平衡电力负荷和储能资源，提高电网安全水平。这包括很多路径，包括可再生能源的代码，锂电池……能量储存等等。

先说绿氢的作用，我们认为是开拓应用场景，起到推进器的作用。氢能的热门话题也是因为它的跨界耦合特性。它是一种能源，也是能量的载体，可以作为一种媒介来开拓其他能源，可以拓展更多的应用。绿氢成为电网的可变负荷，可以在电网中制氢，可以安装在发电端。比如风电厂，光伏也可以在主电网，也可以在用户端，很多都是可以区分的。

这不仅丰富了可再生能源的发送和消耗方式，特别是PEM的电解水技术，可以增加电网的安全性和稳定性，平滑电力用户的随机性，真正打破可再生能源发展的瓶颈，降低可再生能源的成本也可以降低绿色氢的成本，二者相辅相成。

商业化的电解水技术有PEM和碱性，碱性制氢技术相对成熟，成本较低。PEM是一项新技术，在中国还没有商业化。业界可能对PEM有一些误解，认为它没有大规模应用，但实际上它在欧洲已经被广泛应用。康明斯在加拿大有一个20兆瓦的在建项目，是在建最大的PEM项目。

目前国内对PEM有一个误区，认为其成本很高，还说PEM适合可再生能源的耦合。为什么？我想用我们公司的PEM的性能来说明，这些都是对绿色氢在其生命周期内的制氢成本有很大影响的技术性能。一个是能耗和节能直接相关，和电价挂钩，一个是占地面积。PEM的占地面积只有碱的三分之一左右，节省了ETC的成本。PEM技术具有快速的负载调制，可以平衡电网，负载范围广，适用于风电和光伏的波动。PEM最低5%的负荷可以保证在能源不足的情况下不需要反复冷启动，冷热启动的速度快很多，最大限度的利用风力和光电，不会损失电解槽的使用寿命。

所以PEM技术和碱性技术在国内价格相差很大。如果我们看一下全球供应商，差别就没有那么大了。未来，PEM作为一项新技术，有更大的技术进步和降低成本的空间。大家都在说PEM和碱性技术哪个会赢，但是我们认为降低成本和技术进步总会有一些冲突，不同的供应商可能会选择不同的技术路线。这就是为什么一个人要看全生命周期成本，不能只看设备的价格，还要根据不同的项目场景选择优势技术。比如在加氢站相对重要的占地面积方面，PEM可能有优势，PEM的优势很明显。如果初期投资比较重要，可能会选择碱性。我们认为PEM适合大型耦合项目，我们通过产品优化和大规模本地化生产，大大降低了设备成本。

所以综上所述，PEM技术结合绿氢的跨界特性，可以解决电源、电网等部分的清洁能源消耗问题，成为一体化解决方案。

介绍几个PEM的案例。

第一个是康明斯和加拿大安大略省的平衡电网生产氢气。本项目制氢能力为1000公斤。电网侧的应用在国内不是特别了解，电力系统的专家可能知道。增加电网调度备用容量，增加可再生能源并网能力也是一个思路。

加拿大魁北克在建的第二个用于工业制氢的20 MW项目，是目前在建的最大的PEM技术项目。

第三个项目是加氢站现场制氢，已经为全球60个加氢站提供了技术。

再来说说绿色氢的成本。电的成本占整个制氢生命周期成本的60%左右，还有设备本身的成本。此外……还有其他一些关键因素。这是我们的内部模型。左边电价30美分，制氢24小时利用率100%。以目前电解水的成本，可以达到20元，可以有五个9纯度的氢气。你能想象出什么样的应用？我觉得有点难。24小时制氢意味着并网，电网中清洁能源比例高的地区有限，30分钱的电价要优化。有些地方谷电的电价是一天8小时或者12小时，不会给你24小时。所以有点难以实现。随着以奖代补政策的出台，一些地方政府可能会提供，所以绿氢的成本很重要。我们认为，绿氢的价格主要由三点驱动，除了设备本身的价格，从应用场景来看，是电价、设备利用率和项目规模。

这是一个简单的模型输出，直观地一起看各种场景，也使用了PEM技术。横轴是项目的规模，纵轴是项目的利用率。中间有一个谷电制氢的项目，电价30美分，制氢成本27元左右。风光互补的发电项目规模可以比较大。每天早晚风光发电提高利用率，制氢成本可达十几元。本项目的实验中使用了一些项目。按照现在的设备成本，加上水电解的成本，还有很大的发展空间，这是康明斯在国内的主攻方向。

这是一个PEM制氢设备的演示，它有不同的尺寸，适合各种应用，包括室外和集装箱集成设备。

时间有限。谢谢你的邀请。感谢大家一起实现绿色氢梦。谢谢大家！

(注:本文根据现场速记整理，未经发言人审核。)

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