我国加氢站发展要过九道关

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 氢气纯化

加氢站与加油站、加气站类似,是专门为氢燃料电池汽车加注氢气的车用能源供应基础设施,其系统结构与CNG和L-CNG加气站较
为接近。但由于氢气与天然气的加注压力和气体特性不同,加氢站的压力设计和管材要求与传统加气站存在一定区别。
我国加氢站建设遇到的问题
未来5年,全球主要国家将加快加氢站建设,预计2020年全球加氢站保有量将超过435座,2025年有望超过1000座,日本、德国和
美国分别有320、400和100座。据统计,截至2018年,我国已建成、在用及在建的加氢站共有41座,分别位于北京、上海、江苏、大
连、安徽、河南、广东、成都等地,全国各地很多城市也都正在规划建设加氢站。
加氢站之于燃料电池汽车,犹如加油站之于传统燃油汽车、充电站之于纯电动汽车,是支撑燃料电池汽车产业发展必不可少的基
石,也是氢能产业商业化发展的突破口。
瓶颈一:科普工作不到位。针对氢能经济、氢燃料电池汽车的安全性、适用性、发展方向等方面的知识普及推广,科普管理部门、
科技媒体、汽车行业媒体做得还远远不够。氢气仍被列为危化品管理,相关部门需要建立科学而完善的规范来对氢气的生产、储存、运
输、加注和使用进行管理。
瓶颈二:顶层设计缺失。虽然国家和地方政府鼓励和支持加氢站的建设,但扶持政策缺乏连贯性,加氢站“准生证”也很难拿到。2
014年11月25日,四部委联合发布《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》,对2013~2015年符合国家技术标准且日加氢能力不
少于200公斤的新建燃料电池汽车加氢站每个站奖励400万元。广东省同期出台地补政策,相应补贴100万元。但这两项政策截至年度
过后,却未见有后续相应政策。2016年及之后,国家对新能源汽车补贴政策当中,虽然一再明确氢燃料汽车不退坡,但却并未提及加
氢站补贴。目前,明确加氢站地补金额的是广东中山和南海,南海后期还对加氢站实施运营补贴。江苏盐城的政策是政府建站补贴+联
合运营方式。至于其他地方,补贴政策也往往针对车辆,加氢站的建设规划目标虽然很大,但具体操作却无从得知。须知没有好的顶层
设计,再好的口号也都只能是空喊。
瓶颈三:社会认知和战略定位不明晰。在国内,无论是顶层,还是终端用户,对氢燃料汽车和氢能发展的认识大多不够全面,了解
不够透彻,导致对其定位不够明晰。虽然我国已在国家战略层面明确将氢能作为能源架构中的一个重要组成部分,并将燃料电池汽车定
位为我国汽车行业发展的主流方向之一,但实际到执行层面,往往大打折扣。
不过产业发展迎来了转机,在2019年政府工作报告里,有一条引起格外关注——“为促进形成强大的国内市场,持续释放内需潜
力,在汽车市场中要稳定汽车消费,继续执行新能源汽车购置优惠政策,推动充电、加氢等设施建设”。氢能源首次写入《政府工作报
告》,标志着中国政府对氢能源利用的重视上升到前所未有的高度。业内人士预计,2019年中国氢能产业将迎来大繁荣,中国氢能之
路在国家政策的推动下,注定后来居上,超过锂电池汽车。
瓶颈四:归口管理不明。我国的管理组织架构有分级管理和归口管理的条块划分。虽然现在越来越多的地方政府看好氢能,但就加
氢站建设而言,其归口管理还未明确。换言之,没人知道加氢站的地方主管部门是谁?加氢站目前到底属于能源管理还是属于危化品管
理?如果仍将氢气归属于危险化学品而非能源,不仅地方政府对氢燃料电池汽车的发展将敬而远之,也难以在普通消费者群体中进行产
品的推广和普及。
瓶颈五:审批流程复杂。立项报批是个由来已久的老大难问题。2018年3月22日,全国首个地方性的加氢站审批及监管地方管理办
法——《武汉经济技术开发区(汉南区)加氢站审批及管理办法》正式出台,明确了加氢站的项目选址、报建、施工、经营全过程的审批
及管理流程和相关监管职能部门。在加氢站的建设过程中,规划、立项、审批、运营监管方面均遇会有难题,相关方面的制度很不健
全,即使在政府最支持的地方,走完建设加氢站的全套审批流程,时间最短也要半年。
瓶颈六:建设成本过高。通常认为,加氢站建设成本过高是全球氢能产业面临的相同困境。有公开资料显示,不含土地费用,加氢
站建设成本是1500万~2000万(根据加注能力的不同),其中,设备成本约占80%。当前加氢站运营环节均处于亏本阶段。
瓶颈七:绕不过去的土地问题。加氢站如果为城市公交和物流服务,就需要建设在城市或城郊,但现在一二线城市人口密集,寸土
寸金,建站土地是个大问题。在申请商业化运营的加氢站建设时,必须申请使用商业用地,如果建设在相对较为便宜的工业用地上,那
么建设好的加氢站只能给自己的产品加氢或进行实验,不能公开运营。为解决建设土地问题,目前国内部分企业开始探索加氢站与加油
站、加气站的合建技术规范,已在部分地区试点建设加油加氢合建站。
瓶颈八:技术标准不统一。业内争议比较大的就是关于加氢站建设技术和标准,这方面,全球范围内也没有统一的标准。以压力等级为例,车载氢系统是70兆帕还是35兆帕,到底哪个压力等级更好,国内外观点都不一致。目前国内加氢站大多为压缩气态35兆帕高
压供氢加氢站,35兆帕相比日本70兆帕功耗降低和利用率明显逊色,而且35兆帕车载储氢瓶无法满足长距离、高载重要求。而70兆帕
相比于35兆帕,储氢在氢瓶上增加的设备和材料成本,以及加氢站增加的能耗会增加一倍以上,远高于70兆帕储氢相比35兆帕储氢增
加的60%左右的储氢量,其经济性仅仅适合乘用车。目前70兆帕在全球商用车辆上的应用极其有限,国外商用车的发展方向是液氢储
氢和深冷高压储氢,乘用车的未来是深冷高压储氢。
目前日本大力发展70兆帕压力等级的相关技术,主要是因为日本研发是立足在全功率燃料电池轿车,想达到500千米以上的续驶里程
受空间限制只能采用70兆帕氢系统。同时,日本拥有高性能碳纤维技术和70兆帕压力等级瓶口阀、减压器等关键零部件技术,其产业
联盟形成了全产业链配套,70兆帕氢系统具有成本优势。另外,日本加氢站通常采用液氢储氢、液氢蒸发直接获取高压的技术方案大
大降低了氢气增压成本,70兆帕加氢站也具有成本优势。如果中国目前大力发展70兆帕,原材料和关键零部件将严重依赖进口,同时
还将面临国外公司的专利保护问题。
对此,国内专业人士表示,我们国家氢燃料汽车相关技术正逐渐提速改进,储氢瓶及系统集成技术也在不断提高。考虑到70兆帕在
长途、重载等方面的优越性,建议加氢站建设初期,可以同时进行35M兆帕和70兆帕两个压力等级的建设方案设计,并预留70兆帕压
力等级的建设空间和接口,等70兆帕技术成熟后,及时更新换代。
瓶颈九:技术储备不足。国内目前还缺少涉氢试验检测的条件和数据的积累,液氢产业链与国外比差距很大,涉及民用液氢的试验
检测条件和检测标准方法还是空白,严重阻碍了液氢基础设施的建设和产品开发。
此外,我国在质子交换膜组、发动机、传感器、减压器、瓶口阀等核心产品的技术储备上还比较薄弱,尚有许多技术难点需要攻
关。尤其是在加氢站建设过程中的氢气压缩机、加氢站不锈钢材料、加氢站温度,以及氢气运输等方面上还存在一定争议。这些,都需
要给予相关企业足够的时间和空间来改进。
我国加氢站建设的前景
在国家政策、财政的支持下,通过政策技术双驱动消除瓶颈,规模效应降成本,将推动燃料电池汽车最终实现商业化,氢燃料电池
有望在汽车领域实现万辆级别的推广应用,成为我国未来新能源汽车战略中的重要组成。作为与之配套的氢燃料电池产业基础设施,加
氢站建设也将迎来广阔的发展前景。
1.国家规划方面。根据《节能与新能源汽车技术路线图》《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》《中国制造2025》等规
划,加氢站建设已经进入提速阶段,预计到2020年建设完成100座,到2025年建设完成350座,到2030年建设完成1000座,到2050
年加氢站服务区域覆盖全国氢能产业发达地区。
2.建站场所方面。随着中国石化和中国石油等传统能源企业的加入,加油、加氢、充电“一站式”汽车综合服务站将会成为未来的趋
势之一。加氢站依靠已有加油站而建,被认为是目前比较好的建设方式。一是一线城市规划用地大都趋于饱和,很难再开发出新的加氢
站用地;二是很多既有的加油(气)站具备合建加氢站的土地面积和安全间距要求,可减少规划用地审批流程;三是氢能和成品油同属
于危化品行业,便于监管部门和运营企业理顺相关规范和流程。
3.投资收益方面。随着各大企业加入布局加氢站产业,氢燃料电池产业链各部分均有望获得进一步的技术发展。在上游,大规模的工
业制氢和提纯有望进一步降低车用氢气成本;在中游,深冷高压储氢运氢甚至液化储氢运氢技术有望进入实用阶段,氢能的运输和存储
成本可以进一步降低;在下游,随着氢燃料电池汽车的技术成熟和发展规划,氢燃料电池汽车的保有量将迎来高速增长,带动整条产业
链的发展。

2019年7月4日 19:14
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