氫雲觀察:加氫站已不是氫燃料電池汽車產業化最大障礙

導讀:

加氫站整體建設已經具備國產化能力。加氫站不構成我國氫燃料電池汽車產業化落地障礙。隨著政策預期確定和市場擴大,我國加氫站應用市場前景廣闊。

有部分專業人士經常以基礎實施,如加氫站少或者成本高來質疑我國氫燃料電池汽車(FCV)前景。這是事實麼?根據氫雲鏈分析,目前國內加氫站技術並非FCV產業化落地的障礙。問題在於FCV處於行業早期,市場規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。

我國加氫站數量低於其他國家

全球在運營加氫站共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,國內加氫站在數量上相形見絀。截止今年2月份,我國建成及在建的加氫站共有31座,其中正在運營的有12座(見表1)。其中原因主要與我國產業政策和市場起步較晚有關,但目前追趕勢頭強勁,技術差距逐步縮小。

表1 我國加氫站統計

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數據來源:玖牛研究院根據公開資料整理

加氫站關鍵技術

如表2,加氫站常用的分類方法是氫氣來源、儲存地點和存儲狀態。其中站外製氫一般是通過氫氣長管拖車、液氫槽車、氫氣管道供氫;站內製氫通常採用電解水和天然氣重整製備氫氣。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、儲氫罐、加註機,這些正是加氫站的關鍵設備。

表2 加氫站常見分類

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圖1 常見加氫站的工藝流程

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(1)壓縮機

國際上加氫站常用的壓縮機是隔膜式壓縮機。

這種壓縮機不需要潤滑油潤滑,能夠保證高壓氫氣的純度,運轉時需要通過空氣冷卻或液體冷卻來降溫。隔膜材質包括金屬和非金屬,通過金屬驅動或液力驅動在氣缸內往復運動。表3列舉了兩種隔膜壓縮機和高純無油壓縮機的性能特點,國內加氫站多用金屬隔膜壓縮機。

國內企業具備金屬隔膜壓縮機的量產能力(見表4)。北京天高兩次承擔國家“863”氫能項目,產品排氣壓力最高100MPa,排氣量可達1000m3/h。由於金屬隔膜壓縮機的壽命由頻繁啟動次數決定,為了解決高頻啟動、大規模加氫的需求,日本和美國已經開始使用高純無油壓縮機(氣體增壓器形式),特別是日本經過十多年應用已經大規模使用。

表3 隔膜式壓縮機和高純無油壓縮機

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表4 國內生產壓縮機的主要企業

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(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《我國儲氫技術能否支撐氫燃料電池產業化?》。

(3)加氫機

加氫氫機裝有壓力傳感器、溫度傳感器、計量裝置、取氣優先控制裝置、安全裝置等等。以3級儲氫方式為例,加氫機先從低壓儲氫瓶中取氣;當低壓儲氫瓶中的氫氣壓強與車載儲氫瓶內平衡時,轉由中壓儲氣瓶取氣;以此類推,若仍不能滿足加氫需求則向高壓儲氫瓶取氣。當高壓儲氣瓶壓強也不足時,則啟動壓縮機加註。表5列舉了國內提供加氫機的企業。相對於國內加氫站關鍵設備提供企業,提供加氫站設計、建設、運營的企業較多,如表6。

表5 國內生產加氫機的主要企業

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綜上,從加氫站的三個核心設備,即壓縮機、儲氫罐加註機的 國產化水平來看,除了部分零部件依賴進口,整機可以滿足國內需求。

表6 國內提供加氫站設計、建設、運營的企業

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事實上,加氫站行業是個標準的政策驅動型行業。目前國內加氫站建設面臨的主要問題是政策審批、標準缺乏、建設運營成本高,這也是其他國家面臨的同樣問題。加氫站技術已經不是氫燃料電池汽車產業化的障礙,補貼政策和市場規模擴大會逐漸解決加氫站和氫燃料電池汽車的“雞和蛋”難題。

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