編者按:全球在運(yùn)營的加氫站共328座,我國建成及在建的加氫站共有31座,數(shù)量的差距是由于我國產(chǎn)業(yè)政策和市場起步較晚。加氫站不是氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)化的最大障礙,目前面臨的問題是政策審批、標(biāo)準(zhǔn)缺乏、建設(shè)運(yùn)營成本較高。
加氫站整體建設(shè)已經(jīng)具備國產(chǎn)化能力。加氫站不構(gòu)成我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化落地障礙。隨著政策預(yù)期確定和市場擴(kuò)大,我國加氫站應(yīng)用市場前景廣闊。
有部分專業(yè)人士經(jīng)常以基礎(chǔ)實(shí)施,如加氫站少或者成本高來質(zhì)疑我國氫燃料電池汽車(FCV)前景。這是事實(shí)么?根據(jù)氫云鏈分析,目前國內(nèi)加氫站技術(shù)并非FCV產(chǎn)業(yè)化落地的障礙。問題在于FCV處于行業(yè)早期,市場規(guī)模小和加氫站少且貴這個兩個問題相互掣肘,形成了“先有雞還是先有蛋”謎題。
我國加氫站數(shù)量低于其他國家
全球在運(yùn)營加氫站共328座,歐洲139座(德國56座),亞洲118座(日本91座),北美68座(美國40座)。相比之下,國內(nèi)加氫站在數(shù)量上相形見絀。截止今年2月份,我國建成及在建的加氫站共有31座,其中正在運(yùn)營的有12座(見表1)。其中原因主要與我國產(chǎn)業(yè)政策和市場起步較晚有關(guān),但目前追趕勢頭強(qiáng)勁,技術(shù)差距逐步縮小。
加氫站常用的分類方法是氫氣來源、儲存地點(diǎn)和存儲狀態(tài)。其中站外制氫一般是通過氫氣長管拖車、液氫槽車、氫氣管道供氫;站內(nèi)制氫通常采用電解水和天然氣重整制備氫氣。圖1展示了這幾種加氫站的工藝流程。無論那類加氫站,都少不了壓縮機(jī)、儲氫罐、加注機(jī),這些正是加氫站的關(guān)鍵設(shè)備。
(1)壓縮機(jī)
國際上加氫站常用的壓縮機(jī)是隔膜式壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)不需要潤滑油潤滑,能夠保證高壓氫氣的純度,運(yùn)轉(zhuǎn)時需要通過空氣冷卻或液體冷卻來降溫。隔膜材質(zhì)包括金屬和非金屬,通過金屬驅(qū)動或液力驅(qū)動在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。表3列舉了兩種隔膜壓縮機(jī)和高純無油壓縮機(jī)的性能特點(diǎn),國內(nèi)加氫站多用金屬隔膜壓縮機(jī)。
國內(nèi)企業(yè)具備金屬隔膜壓縮機(jī)的量產(chǎn)能力(見表4)。北京天高兩次承擔(dān)國家“863”氫能項(xiàng)目,產(chǎn)品排氣壓力最高100MPa,排氣量可達(dá)1000m3/h。由于金屬隔膜壓縮機(jī)的壽命由頻繁啟動次數(shù)決定,為了解決高頻啟動、大規(guī)模加氫的需求,日本和美國已經(jīng)開始使用高純無油壓縮機(jī)(氣體增壓器形式),特別是日本經(jīng)過十多年應(yīng)用已經(jīng)大規(guī)模使用。
(2)高壓儲氫瓶
加氫站的儲氫罐多采用低壓(20—30MPa)、中壓(30—40MPa)、高壓(40—75MPa)三級壓力存儲。詳見《我國儲氫技術(shù)能否支撐氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化?》。
(3)加氫機(jī)
加氫氫機(jī)裝有壓力傳感器、溫度傳感器、計(jì)量裝置、取氣優(yōu)先控制裝置、安全裝置等等。以3級儲氫方式為例,加氫機(jī)先從低壓儲氫瓶中取氣;當(dāng)?shù)蛪簝淦恐械臍錃鈮簭?qiáng)與車載儲氫瓶內(nèi)平衡時,轉(zhuǎn)由中壓儲氣瓶取氣;以此類推,若仍不能滿足加氫需求則向高壓儲氫瓶取氣。當(dāng)高壓儲氣瓶壓強(qiáng)也不足時,則啟動壓縮機(jī)加注。表5列舉了國內(nèi)提供加氫機(jī)的企業(yè)。相對于國內(nèi)加氫站關(guān)鍵設(shè)備提供企業(yè),提供加氫站設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營的企業(yè)較多,如表6。
綜上,從加氫站的三個核心設(shè)備,即壓縮機(jī)、儲氫罐加注機(jī)的 國產(chǎn)化水平來看,除了部分零部件依賴進(jìn)口,整機(jī)可以滿足國內(nèi)需求。
事實(shí)上,加氫站行業(yè)是個標(biāo)準(zhǔn)的政策驅(qū)動型行業(yè)。目前國內(nèi)加氫站建設(shè)面臨的主要問題是政策審批、標(biāo)準(zhǔn)缺乏、建設(shè)運(yùn)營成本高,這也是其他國家面臨的同樣問題。加氫站技術(shù)已經(jīng)不是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的障礙,補(bǔ)貼政策和市場規(guī)模擴(kuò)大會逐漸解決加氫站和氫燃料電池汽車的“雞和蛋”難題。
原標(biāo)題:加氫站已不是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化最大障礙