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全球加氢站掀热潮 国内加氢站建设路在何方

2019-06-05

上海首条燃料电池公交线路上线运行、美国加州第37座加氢站建成、Atawey宣布将为法国创建33座加氢站……加氢站作为氢能源产业发展的突破口,受到越来越多的国家和地区重视。


加氢站既是氢能产业的重要组成部分,更是氢能燃料电池汽车、氢能燃料分布式发电等氢能利用技术推广应用的必备基础设施。


目前国家能源集团已基本完成国内首个符合35MPa/70MPa双模国际标准、全商业运作的示范标杆项目——如皋加氢站,可为70多辆燃料电池大巴或500辆燃料电池轿车提供加氢服务。

全球加氢站掀热潮

在氢能产业链中,加氢站是上游制氢、运氢与下游燃料汽车应用的重要枢纽。顾名思义,加氢站是为氢燃料电池汽车提供和充装氢气的燃气站。在加氢站内,氢气经氢气压缩机增压后,储存在高压储罐内,再通过氢气加氢机为氢燃料电池汽车加注氢气。


据业内人士介绍,加氢站建设方式主要分两种:外供氢加氢站和站内制氢供氢加氢站。前者采用氢气长管拖车运输、管道输送后供氢;后者自备制氢系统,将制得的氢气经纯化、压缩后进行存储、加注。站内制氢可以省去较高的氢气运输费用,但是增加了加氢站系统复杂程度和运营成本。因此目前我国加氢站大部分为外供氢加氢站。


根据加氢站内氢气储存相态不同,加氢站有气氢储运加氢站和液氢储运加氢站之分。全球近400座加氢站中,有三分之一以上为液氢储运加氢站,其中绝大多数在美国和日本。相比气氢储运加氢站,液氢储运加氢站建设成本更低,同时液氢储存量更大,充装更快,是面对未来更大加氢需求下的更优选择。


在全球范围内,目前美国、德国、日本等经济发达国家大多对氢能源的未来持乐观态度,积极开展加氢站的建设,加氢站正在向“加注压力高压化、储氢容量大型化、加油/加气/加氢合建化、布局网络化”的方向发展。其中以日本为先,截至2018年底已建成106座,预计于2020年达到160座。

国内加氢站处于爬坡中

业内人士介绍说,加氢站建设也面临许多问题,诸如成本高、技术不成熟、法律法规不完善、推广不到位等。这主要是因为,国内氢能的发展起步较晚,近几年才掀起热潮。


企业最关心的问题就是投资收益。目前加氢站投资收益难以保障,根据投资额度不同,需要把氢气到厂价与出售价控制在合理区间内,才能实现完全商业化的盈亏平衡。可见,制氢和运氢/储氢这两项成本是其中的“拦路虎”。


据不完全统计,截至2019年2月,我国已建、在建加氢站已达到33座。但多数仅供示范车辆加注使用,暂未实现全商业化运营。


按照国家节能与新能源汽车技术路线图的规划,随着燃料电池车对氢气需求量的增加,我国的加氢站数量也有望于2020年达到100座。


我国已建成并正式运营的加氢站只有15座,运营数量仅占全球的3.9%左右,并且大部分加氢站仅为日加注能力为200kg的示范型加氢站,这些加氢站的规划设计、工艺流程及设备配置、氢源的选择、自动控制系统等大多不能满足商业化运营的要求,对运营经济性、耐久性的验证仍显不足。


特别需要注意的是,我国目前已建成并正式运营的加氢站大部分加氢能力在200kg以下,未按照SAE标准执行,基础设施发展滞后成为我国氢能应用推广的主要障碍。


各方投入有待加强

“投入力度亟待加强、关键技术和装备亟待突破、核心技术标准体系亟待健全、加氢站投资缺乏核心理念、顶层设计缺失导致补贴和税收优惠政策不健全、政府审批管理及执行不到位、科普工作不到位社会认知不清晰等等。”中国氢能联盟指导委员会委员、中国工程院院士顾大钊指出了中国氢能基础设施发展存在的问题。


与发达国家和地区相比,我国加氢站基础设施发展水平还有不少差距,不仅加氢站数量少,而且加注压力等级低,分析其原因,主要受国家政策、装备技术、标准规范等因素的制约。


国家能源集团如皋加氢站相关技术负责人刘飞说:“加氢站标准化和模块化是加氢站快速高效建设的一条重要路径,建议从设计和审图环节就融入此概念,图纸审查把关可以依托行业技术协会以‘专家论证’形式进行,建设环节依托企业标准大胆创新和尝试。”


对此,中国氢能联盟专家委员会委员、全国氢能标准化技术委员会第一任主任委员陈霖新指出了加氢站的几项特别需求:第一,氢能源车用的氢气品质要求严格;第二,氢的压力高,对储氢、加氢设施的材质都有严格要求;第三,压缩机也不一样,天然气压缩机是活塞压缩机,氢气压缩机大多采用隔膜压缩机,不能被污染,在运营管理上要求也非常严格。


“作为未来新型的能源供给终端,为更好在氢社会能源管理中发挥作用,智慧理念将贯穿加氢站布点、规划、设计、建造、运营全过程,在制氢-储氢-运氢-加注全环节构建智能管控系统,做好加氢站建设和运营以及上下游延伸管理,依托大数据和智能技术对安全、氢气流、车流、资金流进行全方位共享和优化配置。”刘飞说。


文章来源:中国能源报


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