隔膜式压缩机,靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。可以说,它是加氢站最核心的设备,目前已经有一些加氢站与压缩机生产企业展开了合

隔膜式压缩机,靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。可以说,它是加氢站最核心的设备,目前已经有一些加氢站与压缩机生产企业展开了合作,虽然无法100%消化成本,但未来50%的成本降低还是可期的。

可喜的是已经有一些企业开始推出自主产品,北京天高隔膜压缩机便是其中的代表,他们推出的产品,在生产、监测,新曲面不但使膜片工作应力均匀,外缘应力幅小,同时还增大了膜腔曲面约20%。这样的创新不仅提升了隔膜的工作容积,还延长了寿命。

2018年1月,“十二五”863计划、先进技术能源领域“基于可再生能源制/储氢的70MPa加氢站研发及示范”项目通过验收,87.5MPa缠绕大容积储氢容器采用了碳纤维全缠绕增强钢内胆的结构形式,解决了结构设计、成型工艺、密封、氢脆等多个技术难题,填补了国内空白。

在加氢设备方面,张家港富瑞氢能加氢机已经取得了国内整机防爆认证,供应了国内超过15座加氢站项目。

当然,还有一个事儿得放在很重要的位置去说。既然国内的加氢站基本上都是外供氢加氢站,氢气运输就尤为关键。

目前钢铁企业的副产氢气是加氢站氢气的主要来源,其被使用高压氢气瓶集束拖车运输。举个例子,每辆拖车装有18个高压氢气瓶,每次可以以20MPa的压力运送4000Nm3的氢气。平时站区里停泊2辆拖车,另有1辆拖车往返加氢站和氢源之间,运送氢气,并替换站内空车。

这些拖车上装有压力传感器,可以远程监测拖车里的氢气量。此加注方式可以大大降低氢气压缩机的功耗,同时减少站上所需高压氢气储罐的容积。

气氢拖车,被行业普遍认为是未来相当长一段时间内最靠谱的方式。基于200km左右运输距离和每天10吨的运输规模来看,气氢拖车的成本可以达到2.02元/kg。

在2018 All-Energy大会上,Calvera公司正式向BIG HIT(在独立地区建立创新的绿色氢气系统)项目组交付两辆氢气管拖车。这两辆新型拖车使得奥克尼(位于苏格兰北方沿海32km)氢气管拖车车队的车辆数目增加至5辆,这些管拖车安全高效地运输“绿色氢气”。

当需要长距离输送大量氢气时,还可以选择液态氢的方式,因为液态氢的能量密度要高于气态氢,这也使其成为未来的核心发展方向。不过,氢气的液化过程耗能较多,需要消耗运输的氢的能量30%左右。由于冷氢与环境温度之间存在明显温差,因此,对所用材料和绝缘也有很高的要求。

关于国内加氢站,看这篇就够了

除了拖车运输,管道运输也是选择之一,其可以长距离运输大量氢气。不过,建设管道网络的成本非常昂贵,尤其是在城市区域搭建网管,受到的限制非常多。

在国外有一些加氢站采用自制氢的方式,方式包括电解水制氢和天然气制氢。电解水制氢的技术要相对成熟一些,装置利用电力将水分解成氢气和氧气后,利用压缩机将氢气以高压形式储存在储罐中,通过加注机完成向燃料电池大客车的氢气加注。

天然气重整制氢有很多优点,比如成本低,应用范围广等。不过,这种方式所需要的设备初始投资较大,制备的氢气还需要经过纯化工艺,这样才能满足燃料电池的要求。

北京低碳清洁能源研究所新能源中心助理主任何广利坦言:“目前国内的加氢站都是供气氢,国外有气氢、也有液氢。国外有一种方式,是可以站内制氢的,就是加氢站里面制氢,然后给加注,我们国内政策限制,目前还不允许。”

加油站改建技术也可实现低成本加氢功能的引入,其主要通过在原有加油站引入高压储氢罐和压缩机等设备的方式完成加油站的升级。加州燃料电池联盟数据显示,该方法将使加氢站建设成本降低200万美元以上。但是,油气系统的协调合作也对控制系统提出了非常高的要求。

移动式氢气站被很多方面提及和应用,2015年,丰田公司与Air Products公司合作,在加州新建设的加氢站建成前,为消费者提供氢气燃料。Air Products公司的移动加氢车使用蓄电池以及太阳能发电制氢,每车可以满足30多辆车的加氢需求,每次可以为丰田MIRAI加注半罐氢气。

此外还有一种无动力加氢车,依靠其自身到制氢厂充装高压氢气,然后运输到指定地点加氢或移动加氢,可无需长管拖车供氢,无需压缩机,依靠智能加氢控制系统实现分级平压加注,完成加氢作业,同时监控加氢过程中温升影响、调节加氢速率。

希望在哪里

全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢曾表示:“发达国家把加氢站作为能源管理,创造了科学安全的氢加注建设和车载的氢罐技术标准、检测体系,有力地推动了燃料电池汽车的商业化。我们建议,要借鉴先进经验,总结试点成果,抓紧研究氢能加氢站和储罐技术标准,来提升检测能力,尽快破除标准的检测障碍和市场准入壁垒。”

从政策上来说,如果想要让氢燃料电池汽车产业形成商业化、规模化,对基础设施的扶持和补贴必不可少。但从国外的情况和纯电动车的发展来看,除了政策上的支持,还需要国家为其打造一套全新、相对完善的产业链体系,这就需要决心和魄力。

所以,想要将氢燃料电池车产业发展到何种程度、对它的期待有多高,这些将是关键。

[责任编辑:赵卓然]

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