看看国家电投的“绿电交通”!氢能汽车、飞机,换电站、电池管理……

储能世界网讯:近日,国家电投参与出资建设的海南首个换电站投运,国家电投的绿电进程再进一步!此前国家电投2020年社会责任报告曾提出,要全面进入“绿电交通”领域,实现智慧清洁能源和交通、充电及储能设备的智能互动和深度融合,提高交通运输和物流的能源效率和绿能比例。报告提出计划到2025年,计划新增总投资规模1150亿,推广重卡20万台,新增投资持有换电站4000座,新增投资持有电池22.8万套。

现在国家电投的绿色交通进展如何?一起看看~

别以为碳排放只源于浓烟滚滚的工厂

有统计数据显示

交通领域能耗约占全球总能耗的29%左右

碳排放占全国终端碳排放的15%

过去9年

交通领域的碳排放年均增速在5%以上

实现交通领域用能方式的改变

将极大地促进全社会能源结构调整

对实现“双碳”整体目标也至关重要

国家电投自2017年进入“绿电交通”领域以来,经过一系列探索已取得一定成果。一方面是以氢燃料电池及系统为核心的氢能替代,另一方面是以换电重卡为代表的电能替代。国家电投电力资源丰富、清洁能源积累良好。截至今年3月,国家电投总装机规模达1.765亿千瓦,约占全国总装机的1/13左右;其中清洁能源装机突破了1亿千瓦,占比达到56.9%;风电、光伏等新能源装机达6538万千瓦,居世界首位。可再生能源制氢被公认是未来远期氢源的最佳选择,国家电投同时具备可再生能源电解水制氢、核电制氢等条件,可因地制宜提供大规模或分布式制氢、供氢方案,具备为终端应用提供充足氢能源的资源优势。

清(洁)纯(氢)的氢能替代

你了解氢吗?氢是宇宙中分布最广泛的物质,也是世界上最干净的能源。在近20年来受到越来越多的关注,氢气由可再生能源电解水制得,其利用过程仅生成水,释放电能和热能,是一个完全清洁的氢水循环过程,能够真正实现零排放,零污染。国际氢能委员会预计,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求。2020年,能源法将氢能作为能源定义,我国提出研究制定氢能产业发展规划,组织燃料电池汽车示范。

如果说氢能是21世纪的能源解决方案,那氢燃料电池技术可能就是车用能源的最优解之一。我们都知道干电池、蓄电池是一种储能装置,是把电能贮存起来,需要时再释放出来;而氢燃料电池严格地说是一种发电装置,像发电厂一样,是把氢化学能转化为电能的电化学发电装置。氢燃料电池系统由燃料电池电堆、空气压缩机、氢气循环泵、控制系统等部件集成。最关键的是,氢气能量密度大,对于大功率、长续航应用场景,氢燃料电池路线相比于纯电动路线更具优势。

2016年国家电投超前布局氢能业务,将氢能产业推进和发展纳入国家电投“2035一流战略”。从能源线和产品线两条路推进氢能产业发展。产品线方面,国家电投掌握了氢燃料电池的关键技术。去年国家电投发布了“氢腾”品牌氢燃料电池电堆,它的体积功率密度3.2kW/L,可实现-30℃低温启动,关键技术和产品材料全部实现自主化,指标达到国际领先水平,从原材料、零部件到电堆的全自主产业链的打通,补齐我国氢燃料电池关键技术的短板,现步入产业化推广实施阶段。“氢腾”现已应用于公交、城市客车、机车等领域。

氢能大巴

就在前不久闭幕的博鳌亚洲论坛2021年年会上,国家电投10辆自主氢燃料电池客车亮相博鳌亚洲论坛2021年年会现场,为年会提供车辆保障,助力绿色博鳌。氢能大巴搭载氢能公司自主研发的“氢腾”燃料电池系统车长11米,可载客45人一次加氢仅需20分钟标准工况续航可达650公里每行驶100公里可减少70公斤二氧化碳排放相当于14棵普通树木一天的吸收量成年人约50天的呼出量

真正实现零排放,零污染!

接下来,氢能大巴还将承担其他国际会议接驳任务,向世界展示国家电投绿色发展理念和技术实力,在中国“3060”目标道路上实现央企担当和创新引领。

“中国北方氢谷”

如今,吉电股份倾力打造的吉林西部地区千万千瓦“新能源+氢能”基地与长春氢能产业研发、制造、应用基地已经落地。氢能大巴也在长春氢能产业基地落户中韩(长春)国际合作示范区当天整整齐齐的开进启动仪式会场,示范引领“中国北方氢谷”建设,“绿氢”即将走进人们的生活。氢能将在国内绿色交通体系构建与持续发展中发挥重要作用,将带给社会更多的成果和便利,为交通领域节能减排做出更大的贡献。氢能“火车”

值得一提的是,氢燃料电池除了在公共交通、货运物流和住家出行方面取得技术突破之外,在铁路运输应用领域也掀开了新篇章。如今,氢能“火车”也来了。5月11日,全国首台氢能机车试运行项目在京启动,标志着全国首台氢能机车实现了由研发到应用的重大跨越。

据测算,内蒙古公司627公里锦白铁路全部投入使用氢能机车后每年可减少碳排放量约9.6万吨,相当于种植600多万棵树,为中国“3060”目标作出积极贡献,也为全球铁路装备领域推行低碳化、清洁化发展提供创新示范。

氢动力无人飞机

说完地上跑的,天上飞的早已试飞成功。国家电投氢能公司联合中国商飞北研中心完成了多种型号氢动力无人机开发(氢动力无人飞机使用国家电投自主燃料电池电堆及系统)。翼展六米的“灵雀-H”验证机于2019年试飞成功,最大起重约40公斤、续航时长约10小时。专用载重无人机ET120和ET480已于2020年完成开发,其中ET120最大起重达160公斤、最大续航约100公里,续航时长为1小时。

除客车、重卡、机车、无人机外,国家电投氢能公司还正在联合船舶设计单位、船舶制造商等,研究开发氢动力船舶,加快推进氢动力船舶在湖泊、江河应用。

随着与北京、湖北、浙江、吉林等各省市汽车生产商开展战略合作。预计到2021年底,国家电投推广氢燃料电池的总规模将达到500台。2025年前后,随着燃料电池成本大幅降低,加氢网络逐步完备,国家电投氢燃料电池在汽车的推广应用将进入规模化商业化发展阶段。

能源线方面,国家电投正在积极探索清洁电力制氢技术,消纳过剩电力,开展质子交换膜纯水电解(PEM)制氢技术研发,在辽宁朝阳试运行国内首例电解制氢掺入天然气管道项目,项目依托朝阳市燕山湖发电公司现有制氢站,扩建设置一座制氢规模为200Nm3/h的制氢站。一部分氢气送至局部区域天然气工业管网掺混点,按照10%的掺混比例与管网天然气在混气设备中进行充分混合,再通过天然气管网分别输送到工业用户处作为燃气使用;另一部分氢气直接对外销售。

还在北京周边布局氢能源网络,中国电力在延庆建成投运的中关村延庆园一期35MPa加氢站,加氢能力约500公斤/天,每天能为约30辆氢能大巴加满燃料。二期(冬奥会配套制、加氢)项目已开工建设,入选国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项——“氢能出行关键技术研发和应用示范”课题,二期项目建成后,将同时具备35MPa和70MPa加氢能力,保障冬奥会延庆赛区赛事需要,成为延庆区氢能交通基础设施之一。在宁夏回族自治区银川市宁东能源化工基地,智慧能源(国核电力院)总包的宁东可再生能源制氢示范项目是中国首批可再生能源制氢项目预计6月完成一期工程。项目大胆将“绿电”“绿氢”“能源综合利用”“源网荷储一体化规划管控”等行业新理念融入进来,对宁东地区的过剩电能消纳及可再生能源综合利用有着重要意义,能够有效带动当地建成大型可再生能源制氢基地,大力推动区域氢能产业发展。

清(洁)纯(电)的电能替代

重卡这个鲜少被关注的“大块头”使用强度高,耗能大对能源的需求也极大

有数据显示:1辆传统燃油重型卡车的尾气排放相当于300辆小客车的排放量。如果换电重卡替代燃油重卡,经测算:单台换电重卡在标载平均工况下,年均耗电量约为14.4万千瓦时,服务于短倒运输场景的300万辆重卡全部实现电动化,每年可增加电力销售4320亿千瓦时,每年可减少柴油消耗1296亿升,减少3.41亿吨二氧化碳,同时每年减少一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物排放分别为94.41万吨、19.78万吨、112.01万吨、12.26万吨。

在石油、天然气和煤炭的依存度上,2019年数据显示,我国原油和石油对外依存度双双突破70%,天然气对外依存度达43%,而煤炭的对外依存度仅7.5%,从保障国家能源安全的角度出发,我们必须从能源供应端清洁替代、能源消费端电能替代来实现全国能源的绿色、低碳、持续、安全发展。换电重卡的投入运用对实现碳减排助力中国“3060”目标的同时,还有力降低原油进口依赖对国家能源安全具有重要意义。

换电重卡

“重卡作为十分重要的生产工具,司机要用它赚钱,养家糊口。市面上的电动卡车很多,但都是充电版的,充电时间长,耽误运营时间,影响司机的收入,这是最大的痛点。”充电版行不通,国家电投资本控股融和租赁公司转变思路,2019年,做出了全球首款换电式纯电动重型牵引车(简称“换电重卡”)。那么,什么是换电重卡?它都有哪些优点呢?5分钟极速换电体验换电重卡就是由过去给电池充电干脆变成更换电池。换电重卡作为一个拉货工具,高频运行,多拉快跑是重卡司机的生存法则。司机把车开进站点,可实现电池3至5分钟快速更换,全程自动化操控,司机只需要将重卡驶入换电站指定位置即可,换电效率和服务体验优于传统加油,有力解决里程焦虑,保障重卡高频运营;电池容量可根据运输场景和需要灵活配置,规避电量冗余。

车电分离销售模式换电重卡(含电池组)整车成本约为燃油车的两到三倍,令不少企业和个体司机望而却步。其实,高出的成本主要在于电池组。资本控股融和租赁公司将车载电池组拆分出来——车电分离,通过租赁的方式提供给用户,可以大大降低用户的初始投资成本。电池租赁按实际用电量实行度电收费,能耗费用较燃油车节约10%,省本又省钱,实惠看得见。司机只用交一定数额的保证金,就可以开始拉活啦。目前已在运营中的1200多辆换电重卡基本都是采用电池租赁的形式。

科学高效的电池管理

电池换下来后,存放换电站统一管理,电池保管更专业。配合移动补电车的使用,为重卡提供低成本电力来源,同时用足电价峰谷政策,实现“削峰填谷”,提升电力能源利用效率的最大化。而从重卡上淘汰下来的电池组也有很多用途,比如可以装到挖掘机、装载机上继续使用,也可以拿去做梯次利用,为风力、光伏发电作储能电池。

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“挣钱”利器

在标载的情况下,换电重卡和燃油重卡运载能力相同,但燃油重卡油耗却占运营总成本的30%,而换电重卡采用的电力能源可大幅降低运营成本。如果考虑维修保养,换电重卡的成本更低。

以国家电投换电重卡公铁绿链车队为例,仅2020年便为北京威克矿山省下运输费用省下854.6万元!

而国家排放标准不断升级,燃油车还需面临淘汰置换的问题,换电重卡却完全没有这方面的压力。且换电重卡单次换电仅需3分钟,全自动无人操作高效更省心。在能源消费端,国家电投绿电交通系列已研发推广36款换电重卡及电动工程机械产品,全方位匹配电厂、矿山、港口、城市、重工业、公水联运等场景的电动化应用需求,在各场景已拥有成熟、可复制的经验模板可推广应用,助力建设低碳、智慧电厂、钢厂等。5月14日,1000台换电重卡成功签约,赋能唐山钢铁运力绿色转型。截至目前,国家电投换电重卡签约超7530台,运营超3000万公里,现已在全国31个省市,完成60座智能换电站的布局规划,已建成内部验收换电站22座。接下来我们再来认识下它的兄弟们~换电矿卡

换电矿卡采用强力的双电机方案、匹配7档AMT变速箱、直通梁铆接车架,启动速度快,爬坡能力强,平稳更安全,能充分满足不同客户的产品诉求,拥有传统自卸车无可比拟的复杂工况适应性,可广泛适用于露天开采、水利施工、港口短途运输、移山填海等施工工程。

作为新能源运输车,换电矿卡不仅通过动力电池+双电机+变速箱的纯电动技术将排放降为零,同时还引入电制动能量回收技术,能将下坡的制动能量回收至电池,实现电能的一部分循环利用。下坡最大节省能耗80%,上坡最大节省能耗40%,提升了客户的运营效益。

相比燃油矿卡,国家电投换电矿卡在经济性上也有非常大的性价比。燃油矿卡日均耗油800L,油耗成本4000元;换电矿卡日均能耗2240kwh,电费成本不到2000元,一年下来光是能耗上,换电矿卡就能省下至少60w元,同时电车保养方便,如再算上矿区电价,综合算下来,换电矿卡能节省约41%的经济成本!

纯电动装载机

纯电动装载机和传统燃油装载机相比,最大的优势就是以“电”代“油”大大降低了能耗成本,节能减排效果显著,60分钟300千瓦快充满电,连续高负荷作业可达5小时之久纯电动装载机拥有3.3m超长轴距和4m3超大铲斗容量,举斗高度可达3.45m,同时配有行走电机+泵控电机的双电机配置,在地形结构复杂,空间环境局限也能游刃有余。

锂电高空作业车

国家电投徐工消防款锂电高空作业车,拥有行业领先的256kg/350kg的载重能力,整机长宽高均为行业内较小,方便运输;∑型组合式臂架,小尾摆设计,提高作业效率。转弯半径低至5m,机动灵活,挑战狭小空间作业;采用长航时设计,配置48V,420Ah大容量电瓶,提供更久续航能力;臂架自重下降,平稳、节能,先进的四轮交流电驱行走技术,转向差速控制技术,动力强劲,动作平稳,爬坡能力达到45%;交流泵控与比例控制技术组合应用,为用户提供更加安全平稳的操作体验;绿色环保,零排放,低噪音,无痕行驶,适用于室内清洁环境施工作业。

电动叉车

全新升级的国家电投龙工电动叉车采用纯电力驱动,零排放,无污染,适用于仓储物流、工厂及其他定制化等多种场景。经过用户实际运营测算,国家电投龙工3吨锂电叉车全力运作一天消耗70度电,按一度电0.5元计算,一天能耗35元;传统燃油叉车平均一天油耗260元。一年下来,仅能耗每车每年就可省下6.8万元。

智能电动驾培车

*100%还原燃油车驾驶感受

配有合资原厂车身、底 盘、离合器、变速箱,百分之百还原燃油车驾驶感受, 与考试车型无缝链接,极大提升教学效率。与其他采用电子模拟手动挡的新能源汽车不同,东风 EV30采用原厂真实离合器和变速箱。智能电动驾培车的投入使用,可加速驾培产业的低碳化。

*可搭配智能辅助教学设备,实现自动化教学

车内搭载智能教学系统,辅助教学。1个教练可同时带4辆车,节省教学的人力成本。

*8年20万公里质保

EV30用的是合资原装车身和底盘,皮实耐用,后期维修成本低。三电系统,提供8年20万公里质量保障。

*每天多赚80元,一年多赚2万元

每天只要10度电,约合10块钱(依各地电费标准不同而异)相比燃油车,东风EV30每年可节省油费用20000元,3年省岀1台新车。

国家电投还与中船集团合作推进船舶动力电动化进程,缓解水域污染;研发电动物流车,助力城市污染治理……

智能重卡充换电站

说完了系列产品,智能重卡充换电站也是必不可少的。国家电投自主研发投用的第四代无人值守智能重卡充换电站,简单、可靠、标准化的吊装式换电方案,可匹配华菱、福田、红岩、北奔等11个重卡主机厂,覆盖20余款重卡车型。2021年2月7日,国家电投在河南省第一座可充电、换电的全功能电动重卡充换电站在河南公司郑州燃机投入运营。

电动重卡充换电站由配电系统、充电系统、换电系统、安防系统组成,充换电站占地面积240平方米,车辆通过二维码识别——激光定位——人工确定按钮,最后启动换电。换电过程最快仅需3分钟,电池充电仅需40分钟,消除里程焦虑,让重卡满电出发。实现了电池快速可持续充、换电,每天可为100辆重卡充换电,24小时无人值班不间断运营。国电投(河南)新动力科技有限公司负责人介绍:“充换电站实行快速吊装换电,相较于柴油重卡,每天可节约运营成本100多元,一年节约运营成本近4万元。”

2月26日,国家电投发布“绿动未来”媒体日暨2020年社会责任报告,宣布全面进入“绿电”交通领域,到2025年计划新增总投资1150亿元,进一步加大对运输和物流业绿能替代的投入力度。

相关阅读:国家电投:计划到2025年新增投资1150亿,持有换电站4000座、电池22.8万套

我们可以想象,未来行驶在大街小巷的车辆都将替代为清洁能源动力车辆,充换电站像加油站一样密集,“绿电交通”将驶向全国的各个角落。

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