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出处:必威体育注册信息会|发布时间:2018-08-27 14:24

导语:液氢储氢加氢站预计2019年底开始在我国逐步投入商业运营。作为更经济、安全高效的加氢站类型,此种基础设置的铺开,将为燃料电池汽车行业加速发展提供坚实保障。富瑞氢能在液氢储运设施设备上有多年经验积累,必威体育注册信息会就液氢产业的现状和趋势,走访了富瑞氢能下属氢云研究院院长魏蔚。

访谈实录

Q:请简单介绍下富瑞氢能的情况。

A:富瑞氢能是一家专注于氢能基础设施的装备制造公司,业务覆盖氢能液化、储运、加氢站和车载储氢全产业链,重点布局氢的液化和液氢储运核心装备。公司液氢产业链的装备制造从液化装置和液氢罐箱(container)入手,罐车(trailer)因国内管理法规标准欠缺暂时不做。

Q:公司为什么重点布局液氢产业链呢?

A:公司之所以重点布局液氢产业链,是因为相较于高压储氢,公司更看好液氢储氢的未来。我从安全性及储氢量、成本、扩容能力、氢气品质控制等四个方面分析液氢储运和高压氢储,你们就能窥见一斑。

一、安全性及储氢量

中国目前的运氢方式只有高压储氢+20MPa长管拖车模式。从技术和监管角度,高压储氢的失效模式比低温更加危险,因为压力储存的能量比较大,燃料爆炸产生的冲击波大。从储氢量上看,长管拖车高压trailer一般重量在22-26吨,氢装载量在350-370公斤;而液氢罐箱加行走装置不超过20吨,自重就比高压的trailer轻20%-30%,液氢装载量2.5吨。液氢储运不仅装备重量轻,而且氢装载量是高压的7-8倍。

二、成本分析

1. 运输环节大大降低成本

高压trailer价格在60万左右,已经批量化生产,市场竞争比较透明,产品降价空间不大。当液氢罐箱年产量达到100个,1套设备的价格150万左右;年产量1000个,价格可控制在120万以内。量产时,液氢储运的设备投资成本是高压的2倍到2.5倍,但运输效率是高压的7-8倍。

2. 生产过程中,耗电成本差异比较大

高压储运:用压缩机对气体进行增压,1公斤氢气从常压升到20MPa耗电2度左右,高压经济运输半径是150公里。

液氢储运:液化工厂液化的耗电量比较大,但是项目一般会建在电价相对便宜的地区。所以,不光要比耗电量,还要看电价。液氢储运能将运输半径扩大到1000公里以上,低温运输最大运输半径可扩至3000-4000公里。

以1天6吨氢液化工厂为例,液化1公斤氢气需要消耗13度电。当运输距离达到200公里,液氢节省的运费就可以抵消掉了液化过程中比高压多消耗的电能。超过200公里,低温比高压有优势,电价便宜的情况下,优势更明显。

3. 加氢站建设成本

以日加氢量超过500公斤为例,高压储氢加氢站和液氢储氢加氢站总的设备投资差不多。但当1天加氢量规模达到1000公斤以上时,液氢储氢加氢站设备投资就比高压的低20%,这与它们的工作流程和原理有关。

高压储存密度比较小,加氢量越大,需要储存备用的就越多,也就意味着需要更多的可更换的高压长管拖车或储氢瓶组,量大的话,需要的压缩机也非常庞大,设备投资高。反观液氢储氢,1个60立方米的液氢罐就可储存4吨液氢,不用新增设备,而且量越大,液氢储存的优势越明显。

其次,液氢加注是先对液体进行增压,然后在高压汽化器里面让它吸收环境空气中的热量自然汽化。所以,用液氢泵对液体进行增压,能耗比压缩机给气体增压的能耗节省一半。

还有一个是加注过程。根据SAE J2601加氢站的标准,要实现燃料电池汽车3-5分钟加氢,必须要有低温预冷装置把加注前氢气的温度。500公斤/天以上的高压加氢站都要有预冷装置实现连续快速加氢,而冷却装置耗电量很大。液氢储氢加氢站可以通过冷能回收利用而不需要预冷装置。增压环节能耗节省了一部分,预冷部分又省了一块儿。事实上,从电费这个角度综合来看,液氢储氢加氢站在相同加注量的情况下,耗电量只有高压加氢站的1/3,加上其他消耗最多不超过40%。

高压储氢站1天加氢量超过500公斤才能盈利,而且运营成本高。而只要1天的平均加氢量超过200公斤,液氢储氢加氢站就可以完全碾压高压。液氢储运投资规模越大,规模效应越显著。

三、扩容能力分析

液氢储氢加氢站1天加氢量到500公斤/天配1个液氢泵,加氢量到1000公斤配2个液氢泵,加氢量到2吨/天只需再增加2个氢泵和汽化器,储罐储氢量为4吨,投资不用增加。液氢1天加氢量从500公斤/天扩容到2吨/天,扩容4倍,设备投资只增加20-30%。

高压加氢站1天加氢量从500公斤/天扩容到1000公斤/天,设备投资需要增加50%-60%,而且1天加氢量1000公斤/天基本到了高压加氢站的天花板,再往上扩容就很难。

四、氢气品质控制

燃料电池对氢气纯度的要求很高,氢气的纯度直接影响其寿命。液氢温度是零下253度,除氦气、氖气这两种特别稀有惰性气体之外,其他所有的气体到了这个温度都变成固体。所以,液氢汽化出来的氢气很容易就能到达5个9甚至6个9的纯度,因为液氢的整个系统是耐低温不锈钢的,在装备和技术上可控。而高压氢气品质控制就很难把控,因为运输过程中的容器长管拖车是碳钢的,对氢气品质有污染,又不易检测,技术上很难保证。因此,液氢汽化获得的氢气品质控制更加可靠。

Q:如果液氢储氢加氢站商业化运营,1公斤加氢总成本大概是多少?

A:以日加氢量1000公斤为例,每公斤加氢运营成本5.7元,包含设备折旧、财务费用、电费、人工成本、土地租金、维修保养等。

采购成本:液化量达到1天30吨的规模的话,提纯后的氢气按8.8元/公斤采购(原料气),规模化使耗电量从13度降至11.5度,电价按照5.5毛/度测算,氢气液化的成本在16.86元/公斤。

运输成本:运输距离在300公里,1公斤液氢运输到站上成本的是1.08元;运输距离500公里,成本是1.7元;运输距离1000公里,成本是3.37元。

采购成本、运输成本和运营成本三部分汇总,成本在25元左右,再加上运营商合理利润率,1公斤加氢总成本在30元。1公斤氢气折算成耗油量为6.5-7升,油价按6元/升计算40元左右,加氢比加油更经济。

Q:国内目前有多少座液氢储氢加氢站,推广的难点是什么呢?

A:国内目前只有高压储氢加氢站,液氢储氢加氢站建设还是空白。加氢站基础设施建设不足制约了燃料电池汽车的下线。目前我们在大力推动液氢储氢加氢站的建设,首座液化加氢站最快有望明年年底出来。

液氢储氢加氢站推广的难点是中国没有规模化液化工厂的技术。其次,投资者的注意力都在燃料电池和新能源汽车上,对基础设施装备以及基础设施建设关注不足,尤其是对装备基础设施的认识,特别是对液氢的认识不够,不像液化天然气。大家都认识到液化是天然气的未来,但氢气的液化比天然气更重要,因为在节能方面、规模化降本以及氢气品质上都比高压更有优势。

Q:不少人认为2020年是燃料电池汽车行业爆发的一个节点与补贴政策息息相关的,对此您怎么看?

A:2020年是燃料电池汽车行业爆发的一个节点主要有三个方面的原因:

第一是加氢站建设方面。第一座液化工厂最快是2019年底出来,慢的话2020年初,2020年将会是液氢储氢加氢站商业化运营元年,也是液氢投资的爆发期。另外,从高压站审批建站周期看,2020年高压站会普及。

如果采用油气氢电混合站模式,液氢储氢加氢站比高压站改建容易,因为液氢占地少,储氢装备省,不需要冷却装置,泵的压缩机体积小。

第二是政策补贴的作用,抢补贴是车企的契机。

第三,产业链相对成熟。燃料电池行业经过两三年的发展,技术不断积累和进步,产业链上下游配套逐渐完善,给产业化提供了有力支撑。

Q:对于政策层面,您有什么期待?

A:基础设施建设最难的是加氢站建设。加氢站建设有两个问题亟待解决:一是顶层设计需解决氢气定性问题。要借鉴天然气的发展史来推动氢气的应用。如果仍将氢气归属于危险化学品而非能源气体,不仅地方政府对燃料电池汽车的发展将“敬而远之”,也难以在普通消费者中推广和普及。二是关于怎么审批建站,各地方政府要出台相关政策加以明确和指导。佛山继武汉发布全国首个地方性的加氢站审批及监管地方管理办法之后,近日也出台了《加氢站管理办法》,期待其他地方也能尽快出台类似管理办法。

采访后记

中国氢源分布广泛,但部分氢源丰富的地方存在资源利用不足的问题,客观上也为液氢储运的发展提供了条件。液氢储运在安全性及储氢量、成本、扩容能力、氢气品质控制等四个方面呈现的优势,加上客观存在的需求,未来潜力巨大。当然,魏蔚并非盲目看多液氢储氢,她一再强调,市场推广的初期,日加氢量在300公斤以下的试验和示范项目,运输距离在200公里以内以及就地制氢型加氢站的就是高压储氢的天下。

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