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【头条】 重磅!加氢站与油、气站合建技术规范将出台!全国首个加氢、加油混合站将在广东诞生!

2017-11-16 何明哲 LNG168物联网

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=v0564b671kt&width=500&height=375&auto=0中国的加氢站的建设开始加速。近期第二届国际燃料汽车大会氢能燃料电池技术市场化应用分会上获悉,国内关于加氢站与加油站、加气站的合建技术规范已制定完毕,正待出台和实施。广东佛山等地已开始率先试点在加油站里配建加氢站,以解决氢燃料汽车加氢的困难。

根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》预计,到2020年,我国加氢站数量将达到100座,燃料电池车辆达到1万辆;到2030年,氢能产业产值将突破10000亿元,加氢站数量达到1000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆。届时,中国有望成为全球最大的燃料电池汽车市场。

到2020年,上海将打造包含关键零部件、电堆、系统集成、测试认证服务、整车开发等环节的产业集群,聚集超过100家燃料电池汽车相关企业。在示范运行与推广层面,建设加氢站5-10座、乘用车示范区2个,运行规模达到3000辆,积极推动燃料电池公交、物流等车辆试点。

广东省新兴县将打造全国首个加氢、加油混合站并在全国进行模式推广。据了解,目前,云浮已确定新兴、罗定、郁南三地加氢站选址。其中,规划建设在新兴二环西路的加氢站被定位为加氢、加油合建站,拟打造成为全国首个加氢、加油混合站,并以此为突破口,在全国进行模式推广。项目计划今年11月动工,明年6月完工。新兴各相关单位将加大力度,推广氢燃料电池物流车形成终端应用,尤其将加速推进加氢、加油混合站选址土地出让、立项、报批报建等工作。

根据“中国制造2025”重点领域技术路线图,到2020年要实现燃料电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力;到2025年前实现氢能汽车方面的制氢、加氢等配套基础设施基本完善,在燃料电池车领域形成一定的竞争力。氢燃料电池的关键技术,这两年在中国进步非常快,吸引了许多投资者,生产企业数量越来越多。这些企业发展态势非常好。企业数量越来越多,有利于燃料电池产业链完善。

从日本、德国、韩国、中国等国家对燃料电池汽车市场的预测和规划来看,“未来还是非常乐观的。2016年是起步阶段,到2020年有一个快速增长,到2025年是爆发式增长的状态,到2030年进入到快速发展期。由于认识、安全、利益等诸多问题,中国加氢站的布局和建设依旧非常缓慢。“国内加氢站目前在运行的大概有9个,北京、上海各2个,深圳、广州各1个,还有1个移动加氢站,另2个是新源动力、宇通客车的。”中国工程院院士院士衣宝廉说。

加氢站数量少,影响了氢燃料电池汽车的发展。2016年江苏如皋开发区新能源汽车产业产能达26万辆,但“企业产能再高,造出来的车子开不上路还是等于零”。如皋市委常委、如皋开发区党工委副书记马金华感叹:“如果加氢能像马路边加油一样方便就好了!”

值 34 44849 34 15232 0 0 3850 0 0:00:11 0:00:03 0:00:08 3850得注意的是,广东佛山市开始试点加氢站与加油站合并建设。佛山市副市长许国说,发展氢燃料电池汽车,第一个要解决的是加氢站的问题。在推动加氢站建设方面,他们找到了一条有效途径,发动中石化、中海油、中石油,在现有的加油站基础上加一个加氢装置。

许国认为,国内现有的加油站几乎都可以搞加氢站,只要把中石化、中石油、中海油的力量调度起来,加氢站的数量只要两到三年的时间,就可以达到全世界最多的水平。


对于加氢站的建设,国家政策上一直给予大力支持,每建设一个站,补助400万元。李飞强表示,随着加氢站关键零部件的国产化和批量化,加氢站的成本会大幅降低,同时随着数量的增加,加氢站的建设成本也会逐步降低,并且可以提高加氢能力和加氢的速率。

神华集团正在布局氢能产业。神华集团党组成员卞宝驰表示,氢能是未来重要的业务方向之一,神华的优势在于低成本制氢。公司目前正在构建以点带线的氢走廊,以形成东西南北中的产业战略布局。江苏如皋建设了第一座加氢站,在陕西咸阳等地进行加氢站项目调研开发。其中,如皋加氢站项目占地3.87亩,计划安装两台氢气压缩机,可达每小时1100标方,日加氢能力达到1000公斤,建成后要打造数个全国第一,即第一个双模国际标准加氢站、第一个24小时持续运行的商业加氢站、第一个全数字化、高人工智能加氢业务大数据平台的加氢站。

能源大省山西自主研发氢燃料汽车,新能源脚步再提速。这是中国首款搭载氢气发动机的汽车,真正实现零排放无污染。11月13日,山西原野汽车制造有限公司销售经理高振世在2017中国(山西)清洁能源汽车推广应用展览会上表示,非常看好清洁能源汽车的前景。由该公司组织技术团队研制出的中国首款搭载氢气发动机的汽车,甫一亮相,就吸引众多目光。

“燃油汽车百公里的成本在80元左右,电动汽车需要10元左右,而这款氢燃料汽车则只需要6元左右。”高振世告诉记者,氢燃料汽车的制造成本较电动汽车低,且无需顾虑电池回收的后续问题。目前,这款氢燃料汽车还未上市,明年将会进行量产,投放市场。高振世说,“因为这款车可以真正实现零排放,氢气来源取之于水,烧完之后也完全是水,节能环保效果好。面对全球性能源危机,这类新能源汽车的推广迫在眉睫。”


资料显示,美国、日本、加拿大等国家都在积极推进燃料电池汽车的大规模应用和推广。据统计,日本目前拥有91座加氢站,加拿大正在运营的加氢站已多达100多家,美国加州则拥有31个零售加氢站。显然,中国在燃料电池汽车领域的研究和进展并不晚于国外。中国长期以来高度重视氢能燃料电池汽车的发展,氢能燃料电池亦是中国汽车动力系统转型升级和新能源汽车战略的重要方向。

作为中国的能源大省,山西的空气污染治理压力较大,新能源汽车推广被定位为山西省整体产业转型升级中的关键一环。此番氢燃料汽车的研制成功,必将起到积极的推进作用。此前,山西省经信委公布《山西省汽车产业中长期发展规划》,该省将立足煤、电、气产业优势,围绕电动汽车、甲醇汽车、燃气汽车三大发展方向,实现新能源汽车产业的突破发展。作为山西省省会,太原将建设电动汽车、燃气汽车、重型汽车生产基地,以及汽车零部件产业集群。


延伸阅读一:

一、全球加氢站建设状况

据国外网站H2stations.org于2017年2月21日发布的第9期全球加氢站统计报告,2016年全球新增92座加氢站,比2015年的54座加氢站增加了70%,创增长数新高。截止到2017年1月,全球正在运营的加氢站达到274座,其中有4座是2017年初开放。

图1 全球加氢站分布示意图

新增的92座加氢站中,有83座是对公众开放的,其余9座则是专门为公交车或车队客户提供服务。从地区分布来看,日本新增45座,位列加氢站增长数榜首,比2015年的28座增加了17座;北美新增25座,比2015年的7座增加了2倍多,其中20座位于加利福尼亚州;欧洲新增22座,比2015年的19座增加了3座,其中6座位于德国,德国公共加氢站总数增至22座。另外,德国还有29座加氢站正在建设或即将开放,超过美国,后者正在建设的加氢站有24座。全球范围内,已经有90个加氢站点宣布即将开放,日本、美国、德国加氢站建设增速明显。

图2 2015-2016年新增加氢站地区分布

据统计,目前全球正在运营的274座加氢站中,有106座位于欧洲,101座位于亚洲,64座位于北美,2座位于南美,1座位于澳大利亚。其中188座加氢站向公共开放,占全球总加氢站数的2/3。去年,有几座仅用于示范项目的旧加氢站也被新的公共加氢站所替代,这表明氢基础设施的商业化正在逐渐开展。值得一提的是,丹麦已成为第一个实现加氢站网络在全国范围内覆盖的国家,贯穿德国南北的氢气高速公路以及从瑞士西北到维也纳的氢气高速公路已正式建成。

图3 全球运营加氢站地区分布


二、国内加氢站建设状况

国内加氢站运营状况一览


北京永丰加氢站由BP公司和北京清能华通公司合作建成,占地面积4000平方米,位于中关村永丰产业基地,是中国第一座车用加氢站。该加氢站2008年为北京奥运会燃料电池示范运营提供加氢保障服务。


2013年,基于燃料电池汽车产业发展整体规划,北京加氢站进行了新一轮的优化改进。2015年已开始为北京市燃料电池客车及物流车的示范运行提供氢气加注服务。距此加氢站1公里,曾还有一个民营加氢站,采用电解水方式制氢,但由于其他原因已于2011年拆除。


上海安亭加氢站始建于2007年11月,主要采用外供氢气,加注压力为35MPa,存储压力为43.8MPa,存储容量为800公斤。截至2015年6月,安亭加氢站累计加注6013次,加注总量为10216公斤。

2011年,第26届世界大学生夏季运动会在深圳举行,本届大运会中有62辆燃料电池汽车参加示范运行,包括2辆燃料电池公交车和60辆燃料电池场馆车。为保障大运会期间乃至后期燃料电池汽车示范运行的顺利进行,由深圳五洲龙汽车有限公司作为牵头责任单位,上海舜华新能源系统有限公司为技术支持单位,在科技部和深圳市政府的支持下研发建设了一座固定加氢站和一辆移动加氢车。而这座固定加氢站就是位于深圳市龙岗区的深圳龙岗加氢站,距大运村约10公里,可为移动加氢车加注43MPa的氢气,或者为燃料电池公交车加注35MPa的氢气,移动加氢车主要为燃料电池场馆车加注35MPa的氢气。


郑州宇通加氢站2015年3月份完成调试、试运行并通过验收。加氢站占地约3000平方米,采用外供氢模式及先进加注工艺流程,可快速、安全地为示范运行的燃料电池客车提供35MPa的高压氢气加注服务。通过加氢站内45MPa的高压储氢管束,实现一辆客车加满氢气的时间小于15分钟,加氢站可以满足10辆燃料电池客车的加氢需求,日加氢能力达到210公斤,满足示范运行的需求。


大连高新加氢站位于大连高新区,于2016年9月建设完成,集成了可再生能源现场制氢技术、90MPa超高压氢气压缩和存储技术、70MPa加注技术以及70MPa加氢站集成技术,每天能为200台次燃料电池车加氢,每辆车续航里程最高达800公里。为大连乃至东北地区的燃料电池汽车示范运行提供加氢服务。是我国首座利用风光互补发电制氢的70MPa加氢站(同济-新源加氢站)。


2017年9月7日上午,科技部/联合国开发计划署“促进中国燃料电池汽车商业化发展项目”在佛山市南海区丹灶镇正式启动,国内首座商业化运营的加氢站也将投入使用。据悉,佛山市丹灶镇加氢站的储氢能力达360公斤,每日能为10辆氢燃料电池公交车和20辆氢燃料电池轿车加注氢气。

其实除了以上六个加氢站外,上海在世博会期间曾经建设了一个世博加氢站,是当时世界上规模最大的加氢站之一。世博加氢站曾服务170余辆汽车,但由于规划原因,该站已于2011年被拆除。同样为了服务大型赛事而临时建设的还有广州加氢站,建设广州加氢站是为供给亚运会观光车的氢能,目前该站也已被拆除。


从全球加氢站建设来看,国外加氢站设施建设更为完善,发展较为迅速。目前大力发展燃料电池汽车加氢站的国家主要有美国、德国、日本,并制定了长期的发展规划,其中日本成为世界上加氢站最多的国家。相比国外,目前国内加氢气站稀缺的主要原因是装备大多依靠进口,这直接导致建站成本居高不下,高成本运营无疑会掣肘了产业发展,且现阶段产业链急需完善。为了加快新能源汽车充电设施建设,加氢站已经进入中央财政补贴名单,将对符合条件的加氢站进行补助奖励。这也是加氢站发展的一大推力。加氢站建设的发展始终取决于整个氢能源产业的发展,尤其是氢燃料电池汽车的发展规模。氢能源以其环保、优化能源结构等优势,会促使加氢站成为未来的主要能源供应方式之一。


延伸阅读二


丰田首个中国加氢站落户中国苏州!充氢3分钟行驶500公里

在汽车领域,新能源汽车也算是老生常谈的话题,也慢慢在深圳广州等一些全国城市开始普及。苏州上个月也出了相关政策,绿色车牌也可能会在不久后实施。加氢站最近就落户在了苏州常熟。因为丰田已经开始启动氢燃料电池车(“FCEV”)“MIRAI 未来”在中国的实证实验。所以,丰田汽车研发中心(中国)有限公司(以下“TMEC”)的加氢站也同时落成。

这次的“MIRAI 未来”具有极高的环保性能,在行驶过程中只排放水充氢3分钟可行驶500公里,氢气填充和续航里程具有跟燃油汽车同等的便利性,丰田称之为“终极环保车”。

日本是最早进行氢燃料电池汽车研发和产业化的国家,中国虽然觉悟较晚,但近年来也正在大力推进氢燃料电池汽车。不久前,中国首条自动化氢燃料电池发动机大批量生产线正式投产,另外,目前在北京、上海、广州等城市里共建有6座加氢站,这对于国内的氢燃料电池车技术和产业都起到了极大的推动作用。预计到2020年丰田在全球将建成100座加氢站。根据现场技术演示,填充1.35公斤的氢气用时为1分52秒.

值得一提的是,在加氢时,车辆和加氢站之间能够进行红外线通信,加氢站可以根据储氢罐的温度进行加氢,从而将加氢时间缩短至了3分钟,无论是氢气填充还是续航历程,MIRAI都具有和燃油汽车同等的便利性。

从目前的发展状况来看,要实现氢燃料电池汽车全面普及仍有很长的一段距离,但随着中国政府以及厂商的不断推进,实现这一愿景是势在必行。丰田在华首座加氢站的落成,对于丰田来说,是进一步深入中国市场的举措,积极将最新的科研成果导入中国,丰田对中国市场的重视程度可见一斑。另外,这也将刺激其他厂商更加重视氢燃料电池车技术,推动中国氢燃料电池车技术和产业的发展。


延伸阅读


广东佛山市国内首个全商业化运营加氢站瑞辉加氢站投用


佛山南海全国首个全商业运营的瑞辉加氢站

     瑞晖加氢站是国家科技部和联合国开发计划署全球环境基金为促进燃料电池汽车商业化发展项目而配套建设的示范配套项目,是全国仅有的五个加氢站之一,也是全国首个全商业化运营的加氢站。

     瑞晖加氢站站长李参成介绍,加氢站占地面积约6.7亩,配置有储存区、加注区、加氢机等功能区和设备,站点的储氢能力达360公斤,每天可以为10辆大巴、20辆轿车加注氢气。氢气的密度为空气的1/14,360公斤的站点储氢,再加上站点罐输车的300多公斤氢气,这个量可谓不容小觑。


     “其中公交车的加注一般在5到15分钟内加注完毕,轿车则在3到5分钟内加注完毕。加满氢气的大巴车续航能力达到300公里,小轿车达到500公里。”李参成介绍。


      氢能的市场价格和用气安全备受关注。对此,李参成介绍,目前瑞晖加氢站的氢气采用外购形式,销售时以体积或重量为单位收费。由于氢气处于起步刚开始应用的阶段,各个环节的成本都还没有有效的压缩,所以现在它的成本是汽油车和柴油车的两倍。在用气安全方面,加氢站提供的是压缩氢气,压力最高达45兆帕,是自来水压力的100倍,所以瑞晖加氢站在为车辆加注氢气时采用三级平衡机制,所有操作工人持特种设备使用证上岗。


      南海区将投入四辆氢能源公交车在丹灶—桂城,丹灶—狮山两条线路运行。瑞晖加氢站首先在这四辆公交车上加注氢气“练兵”。待四辆公交车的调试、审批等程序完成后就将上路运行,届时市民可选择乘坐,感受氢能汽车的舒适乘车体验。


延伸阅读


中国制造:世界首列氢燃料电池有轨电车运营!

10月26日,由中车唐山公司研制的世界首列商用型氢燃料混合动力100%低地板现代有轨电车载客运营。这是全球范围内,氢燃料电池有轨电车首次商业运营,标志着我国在新能源轨道交通领域实现重大突破。

中车唐山公司在4年前就开始进行研究了,经过这几年的努力,终于突破了燃料电池/超级电容混合动力牵引和控制等一系列关键技术,这些技术在全球都是第一次被突破。氢燃料电池技术可以说是全球清洁能源的主要开发方向,其原理是通过氢与氧的直接电化学反应发电,是电解水的逆过程。具有能量密度高、噪音低、无污染,发电反应最高温度不超过100℃等特点,唯一的排放物质只有水,不产生氮氧化合物。


那么这辆氢燃料电池有轨电车是如何行驶的?氢燃料电池有轨电车采用了世界最先进的100%低地板技术,车厢地板距轨道面仅35厘米,最小转弯半径仅19米,可沿现有城市道路直接铺设轨道,并且在地面行驶和停靠,无需站台,乘客轻松搭乘。根据中车唐山公司介绍,这辆氢燃料电池有轨电车采用了2动1拖3辆编组,共设置乘客座位66个,最大载客量为336人,可根据当前的运营需求增加或者减少编组和载客量。

据悉这辆氢燃料电池有轨电车可以在最高速度持续运行,每当在制动或者停站时,燃料电池和制动能量回收系统都能为超级电容和蓄电池充电,能量回收率达30%以上。当前这辆列车的运营全程为13.84公里,最高运行时速70公里,一次快速加氢只需15分钟,可持续行驶40公里。

氢燃料电池发电原理

氢燃料电池的主要结构包括电极、隔膜与集电器等。电极和一般电池一样,也分为阳极和阴级。隔膜的主要作用是把氧化剂和还原剂隔开。集电器主要起到收集电流和疏导反应气体等作用。

氢燃料电池发电时,电池阳极上的氢会分解出电子和质子,质子会穿过隔膜达到阴极,而电子则在外部电路运行,从而产生电能。在阴极氢和氧会生成水。而只要有持续的氢气和氧气供应,并将反应生成的水排出去,燃料电池就能够持续提供电能。


氢燃料电池的优点


燃料电池之所以被很多人看好,就在于这种电池相对于现在的锂离子电池而言有不少优势,特别是面对油价上涨和能源危机,以及日益恶劣的大气环境等问题之时,氢燃料电池的优势就格外引人关注。

一是氢燃料电池绿色环保。

由于氢气和氧气发生化学反应之后,得到的产物是水,而传统汽车用的汽油燃烧后会释放氮化物、硫化物,污染空气质量,是造成城市雾霾的重要原因之一。相比之下,用氢燃料电池的汽车要环保的多。

二是制取氢气的原材料非常丰富。

由于氢气可以由电解水来获取,而地球上有非常丰富的水资源,制取氢气的原材料可以说是取之不尽用之不竭。

三是氢燃料电池可以和新能源形成互补

由于光伏发电、风力发电等新能源发电时间和发电功率不像火电和核电那样恒定,电能的质量相对逊色一些。因此,电网往往会限制风电厂和光伏电站的发电量。如果将光伏发电和风力发电产生的电能用于氢气制取,那么既可以解决消化光伏发电和风力发电产生的“多余”电能,又可以实现氢气制取的绿色环保,为氢燃料电池提供充足的原料。

四是能量转换效率高。

由于氢燃料电池在使用中是直接将化学能转换为电能,不像一些设备要经过化学能——热能——电能的转换,因而不受卡诺循环限制。拥有更高的能量转化效率,根据测试,氢燃料电池的能量转换效率可以达到内燃机的2-3倍。

五是没有像锂离子电池那种相对漫长的充电过程。

氢燃料电池本质上是一个以氢气和氧气为原料的发电装置,因而不像锂离子电池那样有相对漫长的充电过程。举例来说,河北唐山唐胥铁路使用的有轨电车一次快速加氢只需15分钟。

六是氢燃料电池噪声低。

由于氢燃料电池没有往复及回转运动的机械部件,因此燃料电池运行时非常安静,噪声大约只有 55分贝,相当于人们正常交谈的水平。

七是能量密度高。

目前,锂离子电池技术已经撞上了天花板,电池企业已经很难再提升锂离子电池的能量密度。即便以剑走偏锋的方式强行提高锂离子电池的能量密度,那也是以牺牲安全性、寿命的指标为代价的,最好的例子就是去年三星Note7手机因电池原因接连自燃和爆炸。

因此,现在一般的电动汽车的航程大约在300-400公里左右,像特斯拉的航程能够达到450公里,但这是以安全性为代价的。这也是特斯拉电动车接连烧车的原因之一。而如果采用氢燃料电池,电动车的续航能力可以大幅提升,一些实验车型的航程已经达到了700—800公里,而且随着技术的进步,电动车的航程还有提升潜力。

氢燃料电池的不足


首先是对安全性的要求非常高。由于氢气是极小的分子,很容易造成泄露,而且在一定比例和氧气混合之后,就会发生爆炸。在氢气的生产、储存、保管、运输和灌装过程中,一旦泄露将会造成不可估量的后果。

其次是成本偏高。之前提到,氢气的生产、储存、保管、运输和灌装比较复杂,对安全性要求也高,这就大幅提升了成本。而采用储氢合金的做法虽然安全,而且部分储氢合金的储氢密度甚至大于液氢,但这类金属几乎全是稀贵金属,价格几乎都直逼黄金,大规模商用的可能性微乎其微。

三是缺乏加注氢气的氢气站。正如充电站成为电动汽车普及的短板,氢气站的匮乏也使采用氢燃料电池的车辆难以普及。

本次世界首列氢燃料电池有轨电车在河北唐山唐胥铁路首次投入商业运营,标志着中国在氢燃料电池的技术和成本控制上均取得了突破。希望中国能在燃料电池技术方面越走越远,越走越好。

综合参考自:上海证券报、中汽院北京分院、中新网、石墨烯资讯

责编:何明哲

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