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油-氫合建:加氫站難題或有新解
責編:李曉燕 發布時間:2020-07-02 11:18:08 瀏覽次數:

  “當下,中國氫能產業的主要矛盾是氫源的儲運配送。”隨著加氫站基礎設施建設難題逐漸被破解,江蘇國富氫能技術裝備有限公司研發與戰略總監魏蔚這樣形容氫燃料電池汽車推廣的下一個挑戰。

   近一段時間以來,氫燃料電池汽車產業的發展進入快車道。各地方政府積極出臺相關政策,加氫站建設規劃提上日程、補貼細則頻頻推出……作為與電動汽車并行發展的新能源汽車路線,外界對氫燃料電池汽車的未來也抱有諸多期待。工信部起草的《新能源汽車產業發展規劃(2021~2035年)》(征求意見稿)中提出,力爭經過15年的持續努力,純電動汽車成為主流,燃料電池商用車實現規?;瘧?。

   雖然氫燃料電池汽車整個產業鏈的發展仍面臨諸多挑戰,但曙光也開始浮現。記者了解到,隨著行業的發展,制約其發展的一大瓶頸——基礎設施建設有了破局對策。當然,這并不是我們可以為最后的勝利歡呼雀躍的時候。魏蔚直言:“沒有儲運,就算建好了加氫站,哪里有氫源可加?”這就像玩消消樂游戲一樣,在解決了一個難題之后,還要面對下一關的考驗,直到通過最后的終點。在產業化的“通關”挑戰下,我國氫燃料電池汽車行業無疑正進入“hard(困難)模式”。

      

   加氫站不足燃料電池汽車推廣受阻

 

   河北張家口是2022年北京冬奧會的主辦城市之一。走進這座城市,記者便可以嗅到北京冬奧會籌備的氣息。市政府正對面的廣場上,矗立著醒目的倒計時標牌,時刻提醒著人們冬奧會的臨近。與籌備冬奧會一起緊鑼密鼓進行的,還有張家口關于氫燃料電池汽車產業的規劃。根據北京交通研究院編制的《張家口賽區冬奧會交通服務車輛能源保障加氫站規劃》,冬奧會期間運行的氫燃料電池汽車將達2000輛,需要制氫產能每天為34.1噸。

   張家口被譽為崛起的“氫能之城”,在這座城市的街頭,很容易就能發現一輛輛氫燃料電池公交車穿梭其間。張師傅是一名駕駛2路公交車的司機,從去年開始,他開上了這輛價值300多萬元的氫燃料電池客車。張師傅告訴記者:“氫燃料電池客車的駕駛感受比我之前開的燃油車好多了,減振效果好,車輛操控也更靈敏舒適。”

   記者了解到,除2路外,張家口1路、32路、K2路等公交線路的運營車輛都是氫燃料電池客車。“現在,市里跑的氫燃料電池公交車,已有100多輛。”據張師傅介紹,車輛途徑的基本上都是城市主干道,每次購置氫燃料電池公交車后,都會優先在重要線路上進行運營。當被問及車輛多久加一次氫,可以行駛多遠時,他回答:“車輛每天只需晚上加一次氫即可,加氫一次能跑8圈,一圈是26公里。”

   根據官方提供的數據,截至目前,張家口正在運營的氫燃料電池公交車共計174輛,是全球保有氫燃料電池公交車數量最多的城市之一,未來其規模還將快速擴大。據記者觀察,張家口運行的氫燃料電池客車來自中植新能源、宇通客車、福田客車等廠家。得益于北京冬奧會舉辦的契機,張家口氫能與燃料電池汽車產業將迎來一次爆發式發展潮。不過,僅就目前的狀況來講,要實現2000輛的目標,還得先解決當下的難題。

   記者從張師傅口中得知,除了現在正在路上運營的100多輛氫燃料電池公交車,其實,還有30多輛車在采購完之后沒能上路。究其原因是由于現在張家口只有一座海珀爾撬裝式加氫站,無法滿足更多車輛加氫的需求。據悉,目前,該市現有運營車輛每天加氫都需要排隊了。

   從這個意義上說,崛起中的“氫能之城”正遭遇燃料電池汽車推廣的瓶頸。為了滿足北京冬奧會期間車輛的用氫需求,《張家口氫能保障供應體系一期工程建設實施方案》明確了兩個總體目標:2022年北京冬奧會前,氫氣產能要實現1萬噸/年,其中一期工程要建設加氫站16座;2020年底前建成10座,2021年6月底前建成6座。

      

   未來將以混建站模式推廣加氫站

 

   張家口的加氫站將如何成功投建?據了解,中石油和中石化計劃啟動加油站與加氫站合建項目,以油-氫合建的方式推進加氫站建設工作,還吸引了中國節能環保集團公司、金風科技等能源企業布局氫能業務,金鴻能源、中國石油天然氣集團有限公司和中國石油化工集團公司在張家口市啟動加油站與加氫站混建項目,以油氫混建站推進加氫站建設工作。

   今年6月初,張家口緯三路加氫站舉行了奠基儀式,這意味著方案進入了實質性建設階段。緯三路加氫站旁邊就是加油站和充電站,該項目建成后,這一區域將成為一個立體化的“多元動力補給站”,可以滿足未來不同動力車輛用戶的出行需求,而且易于管理。為此,張家口市專門成立了事務小組,落實到責任,落實到人,推動加氫站的建設。據悉,緯三路加氫站為張家口市開了一個好頭,未來這種以加油、加氣、加氫為一體的加氫站模式,將逐步在全市推廣。

   回望我國電動汽車發展的十年,我們既收獲了豐碩成果,又得到了一些教訓。此前,由于曾單純將焦點放在補貼車輛上,充電基礎設施的發展一度失衡。發展氫燃料電池汽車產業,前車之鑒不可忘。魏蔚告訴記者:“對于氫燃料電池汽車產業的發展,不會像當年發展電動汽車那樣粗獷、盲目地進行補貼,而是將更細化、更謹慎,推動商用市場的形成。”作為向氫燃料電池汽車提供氫氣的基礎設施,加氫站的數量直接影響了燃料電池汽車的商業化進程,引起了相關部門的足夠重視。

   根據《節能與新能源汽車技術路線圖》(2016),燃料電池汽車的發展目標是從2020年到2030年逐步由示范運行向大規模推廣應用發展。其中,2020年達到5000輛,2025年達到5萬輛,2030年達到百萬輛。對于加氫站的建設目標,則是到2020年數量超過100座,2025年數量超過300座,2030年數量超過1000座。

   據消息靈通人士透露,在新一版的路線圖中,關于氫能與燃料電池汽車的發展,花費了大量的精力和篇幅對制氫、儲運、基礎設施建設進行要求。新版路線圖的最大特點就體現在這些方面,目的在于設法把推廣氫燃料電池汽車的基礎條件做好,讓它有一個能夠成長和發展的“土壤”。因此,在內部定稿的路線圖上,車輛推廣規劃目標與以前相比變少了,與之形成對比的是,基礎設施加氫站的布局增加了好幾倍。

   在中國電動汽車百人會論壇(2020)上,中國電動汽車百人會副秘書長王賀武也分享了中國氫能燃料電池汽車發展路線圖的內容:原本2030年達到百萬輛的目標,或許會后延到2035年,并且提出了2025年要建設超過1000座加氫站,2035年要達到5000座加氫站,數量已是之前的五倍。

   這種轉變的主要推動力在于,未來加油加氫站或加氣加氫站這種混建站將成為主流,并在全國范圍內進行推進。記者了解到,以加油站或加氣站為基礎建設加氫站,不僅安全且成本低,同時省去了選址的麻煩,極易推廣。這也解釋了為什么規劃制定者敢于將加氫站的數量在之前的基礎上提高數倍。近日,中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟秘書長許艷華在百人會研討會上也提到,中石化正在布局加油、加氣、加氫、加電四位一體的基礎設施。

   根據新興產業研究與顧問公司TrendBank的統計,截至目前,國內已建成加氫站51座,其中2019年建成了28座。2019年建成的加氫站,主要分布在上海、廣東廣州、佛山、羅定、浙江嘉善、山西大同、湖北武漢、江蘇鹽城、河南新鄉、遼寧興城、山東濰坊、德州、內蒙古烏海、新疆烏魯木齊等地??梢灶A見的是,隨著這種混建站不斷推進,氫燃料電池汽車產業化進程中的基礎設施阻礙將逐漸消除。

      

   規范發展相關國標正在形成

 

   記者了解到,位于張家口緯三路的加氫站項目,核心設備均來自國際一流供應商,站內設置2臺雙槍雙計量加氫機,2座充裝量350kg/車氫氣長管拖車固定車位,1組充裝量202kg的儲壓器,站總儲氫量為902kg,氫壓機處理能力為1000kg/12h,落成后可滿足約150輛氫燃料電池汽車的能源供給。據悉,項目屬于三級站,符合《加氫站技術規范(GB50516-2010)》,而針對將來會大規模推廣的合建站,也要符合相關國家標準。

   而為確保涉氫能產業安全有序發展,張家口市也起草了《氫能產業安全監督和管理辦法》。(以下簡稱“《辦法》”)?!掇k法》共9章90條,內容涉及企業自身的安全管理、安全運行要點及各監管部門的管理職責等。在涉氫企業的安全管理方面,《辦法》涵蓋了氫能生產、儲存、輸送、加注、使用全產業鏈的安全管理要點。參照《中華人民共和國安全生產法》,從氫能產業規劃、證照辦理、人員配備、人員資質、三項制度、應急預案及演練、人員培訓、設備維護等生產經營的全過程對氫能企業提出了安全管理的要求。

   日前,根據相關要求,住房和城鄉建設部組織中國電子工程設計院有限公司等單位起草了國家標準《加氫站技術規范(局部修訂條文征求意見稿)》。在這次修訂的內容中,更新了加氫站及合建站等級劃分;細化了加氫站及合建站內設施防火間距要求;補充完善了氫儲存系統及設備技術要求等內容。

   今年4月,財政部發出了《關于征求新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》(以下簡稱“《通知》”),其中特別提到了調整補貼方式,開展燃料電池汽車示范應用。

   根據《通知》,將當前對燃料電池汽車的購置補貼,調整為選擇有基礎、有積極性、有特色的城市或區域,重點圍繞關鍵零部件的技術攻關和產業化應用開展示范,中央財政將采取“以獎代補”方式對示范城市給予獎勵(有關通知另行發布),爭取通過4年左右的時間,建立氫能和燃料電池汽車產業鏈,關鍵核心技術取得突破,形成布局合理、協同發展的良好局面。

   《通知》的發布,被行業人士認為是氫燃料電池汽車“十城千輛”的開端,同時也是新一輪淘汰賽的開始。制約氫燃料汽車發展的主要原因,依舊是居高不下的成本。目前,氫燃料電池汽車的購置成本仍然較高,包括制氫、儲運、加氫在內的基礎設施建設也需要巨大的投資。行業人士表示,如果氫燃料電池汽車產業脫離政府補貼,很難繼續“玩下去“。上述“以獎代補”的政策,將加速氫燃料電池行業“洗牌”,且整個產業化進程會進一步縮短。目前,地方政府對于發展氫燃料電池汽車積極的態度,與這一政策的推動不無關系。

      

   當下最主要的矛盾在氫氣儲運環節

 

   “當下,中國氫能產業發展的主要矛盾是氫源的儲運配送。”在魏蔚看來,無法大規模推廣燃料電池汽車的原因,在于氫氣供應跟不上,氫氣儲運效率太低,價格太高。這也就意味著,解決了基礎設施建設帶來的瓶頸,后面要跟上的則是氫氣的儲運。加氫站的數量并不能解決配送的矛盾,更不能解決儲運的矛盾。接受記者采訪的多位汽車行業人士均表示,對于燃料電池汽車的推廣,氫是關鍵。

   “與電動汽車相比,氫燃料電池汽車推廣的阻礙表面上是缺乏外部的供能設施,本質上則是因為雙方能源供給的不同。電網在電動汽車出現以前,已在工農業生產及生活中普遍應用,而氫氣在燃料電池汽車出現前,在生產生活中只是少量應用。”新能源汽車行業獨立研究員曹廣平表示,氫燃料電池汽車在一定程度上是因車生“網”;電動汽車在一定程度上則是因“網”生車。

   在曹廣平看來,目前“氫無鏈,無大產業鏈”,而“電有網,已有大網”。在這種情況下,氫網的建立離不開技術突破。國家“863”電動汽車重大專項動力電池測試中心主任王子東也表示,分布式低成本制氫才能避開運輸與壓縮所產生的成本,即利用某種能量在原地制氫,而不是長途運過來;分布在各個加氫的地點制氫,而不是通過運輸網運氫。這種散點靈活的方式,可以使成本驟降。

   此外,氫能產業對儲氫的要求總的來說是儲氫系統要安全、容量大、成本低、使用方便。從目前主要儲氫材料與技術來看,有高壓儲氫、液體儲氫、金屬氫化物儲氫、有機氫化物儲氫及管道運輸氫等?,F階段,液氫儲運逐漸成為研發重點,日、美、德等國已將液氫的運輸成本降低到高壓氫氣的1/8左右。日本已將液氫供應鏈體系的發展作為解決大規模氫能應用的前提條件。

   在住房和城鄉建設部發布的《加氫站技術規范(局部修訂條文征求意見稿)》中,除了對加氫站技術規范做出修訂,還擬新增液態氫儲存相關內容及技術標準。這也就意味著,如果文件通過,燃料電池汽車將獲準加注液態氫氣,或推動整個產業鏈降低成本。

   在魏蔚所描繪的理想圖景中,氫氣的儲運要像現在的LNG(液化天然氣)一樣,有西氫東輸管道,有液氫海上接收站、液氫運輸船,液氫罐箱多式聯運等。“液氫加氫站儲氫和加氫成為主流,液氫實現全球貿易,我覺得至少10年以上才能實現”。他說。
                                                                                                                                                     (來源:中國儲能網)

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