13/12/2018

1

PtXWhen Electrolysis Is Coming….

Raymond Schmid

Market Development Director – Projects

Back

The H2 EconomyOver 200 years history

2Strictly private & confidential

Frenchman Etienne Lenoir (1860)H2 from water electrolysis

Swiss Francois Isaac de Rivaz(1807)

1st Nel electrolyser  (Hydro, 135MW, 1927)

William Nicholson & Sir Anthony CarlisleElectrolysis Process (1800) 

13/12/2018

2

Green to Fossil Based H2

3

The 1950’s Transition

Looks like cheap H2

BUTHuge indirect costs to society!!

SMR’s Coal Gasification

The Uniqueness of Green H2Integrated Economy for an efficient & GHG-free world

Source: UCI

Power to Transport (PtT)

Power to Industry (PtI)

Power to Power (PtP)

Power to Gas (PtG)

4Strictly private & confidential

13/12/2018

3

Integrated Green H2 Technology

5

H2

Nuclear –Coal ‐ CO2

And many others

Integrating the Economy with Green H2From Silos to Energy Bridges

Energy System

Current Tool

Advantage

Disadv.

Heat

Natural Gas

Storage

DependencyCO2 emiss.

Transport

Gasoline

Portability

Dependency CO2 emiss.

Power

Electricity

Speed

Storage

Industrial

Synergies to maximise advantages H2

Brown H2

Cheap

CO2 Emissions

6

13/12/2018

4

Nel’s H2 Background

Pure H2 player                    

3           Manufacturing Sites

3’500+ PEM & Alk. Water Electrolysers

65+       H2 Fueling Sations2

90+       Years Experience

USA (Wallingford, CT)

PEM

Water Electrolysers

Denmark (Herning)

H2 Fueling Stations

Norway (Notodden)

Atm. Alkaline

Water Electrolysers

7Strictly private & confidential2: Operational & under construction

De-risked Mature TechnologyIs Operating Today

13/12/2018

5

You Need Big?Atmospheric Alkaline

THE Biggest Plant in Operation 

Strictly private & confidential 10

25MW/5’500Nm3/h – Hydroelectricity  Green H2

13/12/2018

6

Alkaline Atmospheric System25MW/5’500Nm3/h – Hydroelectricity  Green H2

11Strictly private & confidential

The Daily Business of Atm. Alkaline Water Electrolysis 

12

25MW/5’500Nm3/h – Hydroelectricity  Green H2

13/12/2018

7

18MW Cluster

Strictly private & confidential 13

3’880Nm3/h

PEM is Mature too…

for Nel 

13/12/2018

8

Submarines: Reliability directly impacts crew lives Our system is not allowed to fail. The same technology is used for your system

Not 1...

BUT2700 PEM systems deployed.

Real, commercial sales

5...15...

demo plants

13/12/2018

9

Water (H20)

MEA

H2 Ions+

(Protons)

O2 + WaterH2 + Water Vapor

PEM: H+ ion flow through the membrane to form H2

Full Differential Pressure Design

Electrons‐

Our Core Technology

Strictly private & confidential 17

The Daily Business of Water Electrolysis

18

Metal Injection Moulding

13/12/2018

10

M Series Building BlocksPEM Building Blocks

Process Skid – Stacks, Cooling & O2 Mgt (WOMS)H2 Gas Mgt Skid – Water Removal (HGMS) 

Power Supplies, Power Distribution & ControlsPLC-based HMI Interface 

The Daily Business of Water Electrolysis

Strictly private & confidential 20

1MW (200Nm3/h)

13/12/2018

11

Economies of scaleFor Cost Reduction

Transport: Green H2 for Fueling

Technology:Atm. Alkaline A485 & A3880Complete Fueling Stations

H2 Capacity:         485 Nm3/h ‐ 1T/day1 to 3,880 Nm3/h ‐ 8.3 to 33.2T/day

Application: Truck & Cars at 700barg

Operating:2019 ‐ 2025

Electricity Source: Grid

Specifics:1 GW Electrolysers Total (448) starting with:2 x 1T/day Demo Stations28 x 8.3T/day StationsThousands Pre‐orders Anheuser‐Bush: 800 H2 trucks

Strictly private & confidential 22

AZ & CA for Demo + 28 Stations Network, USA

70MPa

Electrolyser

H2 storage

Dispensers

Up to 1,900km

Station module

13/12/2018

12

Optimized Supply ChainVolume Capabilities and Cost Reduction 

Notodden – Norway

Atm. Alkaline

Production capacity: 

40MW/Year

360MW/Year (2020) 

Aiming at 40% cost reduction

Strictly private & confidential 23

Herning - Denmark

H2 Refueling Stations (HRS)

Production capacity: 

300 HRS/Year 

Wallingford - USA

PEM

Production capacity: 

30MW/Year 

19,400Nm3/h - 41,870kg/day Plant 

24

93.1MW Plant*

Strictly private & confidential

70m

90m*: 30barg pressure, full capacity, excluding cooling, 4.8kWh/Nm3

18MW Assembly

13/12/2018

13

Cheaper Renewable

2015 2020 2025

Large scale steam methane reformers

$/kW

SMR – CapEx range

*incl. service, maintenance & operation**electricity

Cost split of H2/Kg

CapEx* OpEx**

CapEx: OpEx:

Solar PV          Onshore wind    Offshore wind

Source: Pareto Securities, LazardEUR/USD: 1:1.2

5,4

5,0

2,6

2,3

1,9

1,8

5,0

4,5

3,0

1,8

7,3

6,0

4,9

U.S. cen

ts/kWh

Contributing to a Green H2 Economy

Strictly private & confidential 25

PEM(2,700 Systems)

Atm. Alkaline(800 Systems)

We are technology neutral

26Strictly private & confidential

13/12/2018

14

Turndown Ratio:

Full Ramp Up/Down (idle):

Full Ramp Up/Down (Cold):

Voltage Decay/Year:

Impact of continuous fluctuation:

Continuous operation Continuous volatility

Continuous operation Smooth flexibility 

That’s where I feel well!

Atmospheric Alkaline

15 – 100%

< 10 Min. (500A/min linear)

30 min – 2 hours (KOH warm-up)

1%

Not really known

PEM

10 – 100%

< 10 Sec. (200A/sec)

< 5 min

< 1%

Limited

How Do They BehaveTurn Down Ratio – Ramp Up Time

27Strictly private & confidential

CapEx / SpecificsToday

PEM (30barg) Atm. Alkaline (30barg)

CapEx/Nm3: Scale Up Cheaper / At ScaleCapEx/PEM Benefits

Cost Reduction: Potential Identified Keep Finding

Footprint: More Compact  Atmospheric (bigger)

Current density:  1.8A/cm2 (Potential: 2, 3, 4,…) 0.2 (Potential: Limited)

Pressure:  Can be increased AtmosphericTradeoff Material/Complexity/Pressure Disadvantage fades off as pressure increases

Sophistication: Higher Mostly MechanicalMore Sensitive More Robust

`

28Strictly private & confidential

13/12/2018

15

29

Power & Utilities (All in excl. Cooling)

OpEx

Stack(full capacity)

4.8 4.4 kWh/Nm3

Stack + BOP(full capacity)

5.2 – 5.3         4.9 – 5.0  kWh/Nm3  

PEM(30barg) Atm. Alkaline(30barg)

DI Water / Tap Water

0.9 / up to 2 0.9 / up to 2 L/Nm3

Strictly private & confidential

30

Consumables / Maintenance

OpEx

PEM(30barg) Atm. Alkaline(30barg)

Parts/Year:  <0.5% CapEx <2% CapExDI Water System > Generator          Compressor > Generator

Labor/Year:             Daily/Weekly Visual Checks5-6 Days Preventive Maintenance 

(Mostly done while System Operates)

Water Quality is Critical!!

BOP Life:                  30                                           40 Years

Stack Life:               70’000 - 87’600                    70’000 - 87’600 Hours8 - 10  8 - 10 Years4 hours 5 days replacement

Strictly private & confidential

13/12/2018

16

We Constantly Innovate

NEW developments

• Pressurized Alkaline Electrolysis

• M4000 PEM

• Multiple R&D and Product Development programs

Objective:

• Reduce CapEx

• Higher capacity per electrolyser

• More compact

• Rapid response to intermittent renewable power load 

• Limit compressors

• High efficiency

32

Important step in ensuring longer term product portfolio

Nel is always at the edge of electrolysis

13/12/2018

17

We wait for the missing piecesto move FAST

We have deliveredNel has set a world leading supply chain

Mature / De-Risked Technology

Expertise and Field Experience

Bigger Capacities

Economies of Scale

Cost Effective Solutions

13/12/2018

18

What needs to happen now?The missing dots to make it THE BIG THING

• Real Political Commitment and ACTION:

• From Demo to Real Implementation at extended scale • + R&D and Technology development & optimization• Sometimes you need to enforce

• Serious supporting schemes to make our world better:

• Serious Favorable Drivers for a H2 Economy• Well setup tools and incentives to make a REAL decarbonization • Cost? Yes. But fair comparison with total socio-economic cost of fossil fuels

• Full Market Spectrum:

• Medium size (5-10-20MW) OR/AND Large scale (50 – 500MW) (Economies of scope)• Every geography / country / industry has its own business case (small, big)• Continue international  “Standardization”

Number one by nature

Raymond Schmidrschmid@nelhydrogen.com

+41 76 334 76 54