? 圖:氫云新能源研究院院長(zhǎng)魏蔚 提起液氫,,是基于燃料電池汽車是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)階段大量投資人,、技術(shù)專家都看好燃料汽車的未來(lái),。隨著新能源汽車發(fā)展,未來(lái)燃料電池汽車也將類似于電動(dòng)汽車——達(dá)到百萬(wàn)量級(jí)規(guī)模,。在此大規(guī)模運(yùn)營(yíng)階段,,它的基礎(chǔ)保障條件勢(shì)必不同于今日的局面。因此,,我將與大家分享:從我國(guó)燃料電池汽車發(fā)展的預(yù)測(cè)情況來(lái)看液氫產(chǎn)業(yè)鏈有哪些優(yōu)勢(shì),,目前全球液氫的發(fā)展現(xiàn)狀,以及我國(guó)要做怎樣的液氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)才能保障燃料電池車輛大規(guī)模運(yùn)營(yíng),。 一,、我國(guó)燃料電池汽車發(fā)展的預(yù)測(cè) 我國(guó)燃料電池汽車發(fā)展的規(guī)模預(yù)測(cè),從三個(gè)方面遞進(jìn)來(lái)看:全球的汽車保有量預(yù)測(cè),、我國(guó)新能源汽車發(fā)展趨勢(shì)以及在我國(guó)新能源汽車規(guī)劃下對(duì)燃料電池汽車最初步的預(yù)測(cè),。 首先,眾所周知,,全球的汽車保有量已突破億輛級(jí),,市場(chǎng)廣闊,其中乘用車和商用車的占比約為3:1,。而發(fā)達(dá)國(guó)家在燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方面,,已走在我們前列,他們的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)我國(guó)未來(lái)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展極具參考意義,。歐盟,、日本和美國(guó)是燃料電池汽車發(fā)展最快的區(qū)域,將在2020年-2025年率先進(jìn)入到百萬(wàn)輛級(jí),。分享部分國(guó)家的“氫能”戰(zhàn)略和國(guó)策理念:歐盟提出在2020年氫燃料家用車的比例達(dá)到5%(已跨入百萬(wàn)輛級(jí)),,同時(shí)其他氫燃料交通工具(比如商用車)達(dá)到2%,而到2040年進(jìn)一步達(dá)30%以上,;美國(guó)提出在2020年燃料電池汽車產(chǎn)能達(dá)20萬(wàn)臺(tái)/年,,2025年達(dá)30萬(wàn)臺(tái)/年;日本提出在2025年燃料電池車輛達(dá)20萬(wàn)輛,,同時(shí)加氫站實(shí)現(xiàn)320座(目前已有100座),。而上述的歐盟、美國(guó)和日本液氫民用產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)已有多年積累經(jīng)驗(yàn),對(duì)比來(lái)看我國(guó)的發(fā)展程度,。 新能源汽車的發(fā)展路線規(guī)劃于2012年提出,,我國(guó)純電動(dòng)汽車在短短的幾年已發(fā)展到一百萬(wàn)輛級(jí)。燃料電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線和相關(guān)規(guī)劃晚于純電動(dòng)汽車的政策發(fā)布,,但同樣會(huì)歷經(jīng)由補(bǔ)貼支持帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程,,相關(guān)補(bǔ)貼和政策才剛剛開(kāi)始。 而我國(guó)的規(guī)劃里面在2020年達(dá)到1萬(wàn)輛,,在2030年達(dá)到200萬(wàn)輛,。大部分燃料電池產(chǎn)業(yè)研究者對(duì)燃料電池汽車數(shù)量會(huì)很快突破國(guó)家所規(guī)劃的數(shù)值呈樂(lè)觀態(tài)度,因?yàn)樾履茉雌嚹壳暗拇媪恳呀?jīng)達(dá)到了一個(gè)百萬(wàn)量級(jí)的級(jí)別(乘用車:商用車為7:3),。通俗地說(shuō):鋰電是用來(lái)替代汽油車的,,而燃料電池未來(lái)是用來(lái)替代柴油車的,所以燃料電池汽車在商用車領(lǐng)域里面會(huì)有更好的一個(gè)表現(xiàn),。而商用車不同于乘用車,,其閑置成本太高,一旦購(gòu)置后往往需要最長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)度運(yùn)營(yíng),,它對(duì)燃料的需求是連續(xù)不斷的。因此,,我們?cè)谶M(jìn)行車輛保有量預(yù)測(cè)時(shí),,認(rèn)為在2017—2022年燃料電池汽車還是基本以商用車為主導(dǎo)(占比70%以上),是基于對(duì)燃料電池車輛的技術(shù)路線和市場(chǎng)需求的一個(gè)看法,。我們預(yù)計(jì)到2020年燃料電池商用車的保有量會(huì)達(dá)到3.6萬(wàn)輛左右,,主要是分布在有政策、有經(jīng)濟(jì)實(shí)力,、有環(huán)保需求的區(qū)域——華南,、華東和京津冀地區(qū)。預(yù)計(jì)到2025年燃料電池的乘用車還會(huì)在萬(wàn)量級(jí),,但同時(shí)商用車保有量可能已達(dá)20萬(wàn)輛左右,。也就是說(shuō)在2020年之前,燃料電池車輛以商用車為主流,,而商用車如果要確保每天平均續(xù)航歷程200公里,,日加氫量在8公斤左右。乘用車的加氫需求量很小,,可暫時(shí)忽略,。僅僅考慮商用車加氫量,2020年我國(guó)的日加氫量將達(dá)270噸/天,,2025年將達(dá)到1700噸/天,。從產(chǎn)量來(lái)看,我國(guó)是一個(gè)氫氣大國(guó),大量的工業(yè)副產(chǎn)氫也好,,煤制氫,、化工制氫,、天然氣重整制氫甚至可再生能源電解水制氫,,每年氫氣產(chǎn)能約2600萬(wàn)噸。氫源不是問(wèn)題,,真正的難點(diǎn)是氫氣的運(yùn)輸,,即如何將分散在各地的氫氣配送到加氫站,,或者是集中在燃料電池欠發(fā)達(dá)地區(qū)的氫氣運(yùn)送到需要?dú)錃馊剂系陌l(fā)達(dá)地區(qū)。因此如何保證氫氣的供應(yīng),,提高儲(chǔ)運(yùn)的效率,,是燃料電池車輛這個(gè)行業(yè)規(guī)模化發(fā)展的一個(gè)重大瓶頸,。 二,、低溫液氫產(chǎn)業(yè)鏈的比較優(yōu)勢(shì)分析 氫氣的運(yùn)輸要著重強(qiáng)調(diào)低溫液氫產(chǎn)業(yè)鏈。因?yàn)榛跉錃馓厥獾男再|(zhì),,它的分子量密度最小,,在高壓下密度也有限。而目前現(xiàn)已知的技術(shù)把它低溫化,、液化是提高密度的最有效,、最直接和最成熟的手段。事實(shí)上在氫氣的儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域有很多的技術(shù),,但是否能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化及其適合的應(yīng)用場(chǎng)景是有區(qū)分的,。我們以日本作為對(duì)比:日本是一個(gè)能源匱乏大國(guó),氫氣進(jìn)口量一直占據(jù)全球首位,,并且通常采用運(yùn)輸船大規(guī)模從澳大利亞進(jìn)口氫氣,。目前有兩種進(jìn)口的方式:一種是低溫液氫船,還有一種就是常溫常壓化學(xué)吸附儲(chǔ)氫,?;瘜W(xué)吸附即把氫氣和甲苯形成苯環(huán)己烷氫化物的形式,以船運(yùn)方式運(yùn)輸?shù)饺毡?,然后用油罐卡車送到化工廠里脫氫,、凈化后,以高壓氫的形式配送到加氫站,。而船運(yùn)進(jìn)口來(lái)的低溫液氫到了碼頭之后,,直接用運(yùn)輸車配送到加氫站。在日本的加氫站現(xiàn)階段普遍都是以高壓氫的方式加入到燃料電池車輛里面去,。但是,,全球尚未有人把吸附儲(chǔ)氫產(chǎn)業(yè)化用于加氫站和燃料電池汽車,樣車有但是沒(méi)有批量化。吸附儲(chǔ)氫這種方式有它的特殊用途和應(yīng)用,,比如在軍用領(lǐng)域,、大規(guī)模的海上運(yùn)輸和陸地運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用場(chǎng)景。 液氫與其他的儲(chǔ)運(yùn)方式相比,,具有較大的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì):第一,,全產(chǎn)業(yè)鏈能耗低。每公斤氫氣液化的能耗大約在10-13度電,,當(dāng)運(yùn)輸距離超過(guò)200公里時(shí),,液氫相比高壓氫所節(jié)省的運(yùn)費(fèi)可以抵消掉液化工廠消耗的電費(fèi)。第二,,低成本擴(kuò)容的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),。由于液氫儲(chǔ)存密度大,所需要的儲(chǔ)罐是最小的,。當(dāng)加氫站最初開(kāi)始建設(shè)的時(shí)候,,因?yàn)檐囕v比較少,它的日加氫量可能只有100公斤或200公斤,。但是隨著氫燃料電池車規(guī)模按量級(jí)增長(zhǎng),,日加氫量可能達(dá)到上千公斤。新建一個(gè)加氫站涉及到土地的征用,、流程的審批,、設(shè)備的建造、安裝調(diào)試,、安評(píng)、環(huán)評(píng)等,,耗時(shí)可能1-2年,。因此布局基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)最好的做法是先在相應(yīng)的站點(diǎn)布局,前期先做小規(guī)模的示范性的加氫站,,隨著車輛的爆發(fā),,業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng),在原有站點(diǎn)的基礎(chǔ)上,,迅速的擴(kuò)容擴(kuò)大規(guī)模,,而高壓儲(chǔ)氫很難做到日千公斤的加氫量。因此低成本擴(kuò)容是液氫加氫站的一個(gè)非常好的優(yōu)勢(shì),。第三,,液氫質(zhì)量有保障,滿足超純氫用戶需求,。由于液氫液化的溫度非常低(零下253度),,所有的雜質(zhì)在液氫溫度下都是以固體顆粒的形式存在的,雜質(zhì)很容易分離,對(duì)于超純氫用戶以液氫作為供氫方式有它天然的技術(shù)優(yōu)勢(shì),。第四,,液氫可以為燃料電池車輛提供多種燃料方式,比如常壓液氫,、常溫高壓氣氫以及深冷高壓氣氫等燃料,。而高壓加氫站只能提供高壓氫氣。未來(lái)在我國(guó)車輛商用化發(fā)展的市場(chǎng),,液氫和深冷高壓的用途可能會(huì)比高壓氫更加普遍,。類似于現(xiàn)在的液化天然氣在商用車輛燃料中的應(yīng)用,它在天然氣燃料市場(chǎng)中能占據(jù)約四分之一到三分之一的份額,,而液氫由于其密度特點(diǎn)會(huì)占據(jù)更高比例,。 將高壓儲(chǔ)運(yùn)和液氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈比較來(lái)看,具較大差異,。第一,,在儲(chǔ)運(yùn)效率方面,我們將40英尺的液氫罐箱與同尺寸的高壓長(zhǎng)管拖車進(jìn)行比較:在自重上前者為15噸,,后者為26噸,;前者液氫有效裝載量是2.5噸,后者為0.3噸左右(扣除不能排放出去的氣體),。在此自重和裝載量的比例下,,使得液氫運(yùn)輸成本不到高壓氫成本的1/8,且距離越遠(yuǎn),,成本差距越大,。第二,在對(duì)外銷售時(shí),,液氫比高壓氫銷售計(jì)量更精確,。買賣氫氣的用戶都希望氫氣產(chǎn)品在對(duì)外銷售時(shí)能計(jì)量準(zhǔn)確。現(xiàn)階段氫氣交易量少,,計(jì)量誤差矛盾還未凸顯,。在日交易量達(dá)到數(shù)百噸甚至上千噸時(shí),銷售氫氣的企業(yè)將對(duì)計(jì)量的精準(zhǔn)性非常敏感,。液氫可以采用稱重法計(jì)量銷售,,誤差在1%以內(nèi);而高壓氫目前只能用差壓法,,至少有約 3%的誤差,。第三,即前面提到的低成本擴(kuò)容優(yōu)勢(shì),。由200公斤/天擴(kuò)容到2000公斤/天,,液氫加氫站只需要增加液氫泵,、汽化器、蓄能器等輔助設(shè)施,,而不需要新增儲(chǔ)氫裝置,。并且建設(shè)同規(guī)模的液氫儲(chǔ)氫加氫站相比高壓儲(chǔ)氫加氫站,總投資至少低15%—20%,。 我們直觀以數(shù)據(jù)比較兩者高壓儲(chǔ)運(yùn)和液氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈差異,。第一,運(yùn)費(fèi)方面,。以幾何容積為40英尺罐箱為例,,在90%的有效裝載率下容積為36立方米,裝載液氫的量大約在2.5噸,,大約是27500標(biāo)方,。而長(zhǎng)管拖車裝載氣體,額定工作壓力為20Mpa,,真實(shí)滿載時(shí)壓力只有18Mpa,,尤其夏天受溫度影響嚴(yán)重;往外排放時(shí)殘余50bar,,即5Mpa左右壓力時(shí)氫氣無(wú)法排除,。在此條件下比較兩者運(yùn)輸?shù)膯挝粯?biāo)方運(yùn)費(fèi),在200公里運(yùn)距的時(shí)候每單位標(biāo)方的氫氣(液氫運(yùn)輸)運(yùn)費(fèi)不到0.1元,,而高壓氫為0.84元,,前者為后者八分之一。對(duì)于高壓氫,,超過(guò)300公里時(shí)單位標(biāo)方氫氣運(yùn)費(fèi)已高于一塊錢,,這已經(jīng)超出了現(xiàn)有企業(yè)的成本承受能力。因此,,高壓氫不適用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸,。從技術(shù)和商業(yè)角度,液氫運(yùn)輸距離到2000公里以上沒(méi)有問(wèn)題,。第二,銷售計(jì)量方面,。液氫在工業(yè)上作為一種工業(yè)氣體銷售,,可以采用稱重法,用常見(jiàn)的50噸地磅,,其計(jì)量誤差可以控制在20公斤以內(nèi),,對(duì)于2.5噸的液氫來(lái)說(shuō)計(jì)量誤差不超過(guò)1%,工業(yè)上是允許的,。但高壓氫只有300多公斤,,只能采用差壓法,,即滿載的時(shí)候氫氣的壓力和卸車之后氫氣的壓力的差值,同時(shí)考慮溫度,、壓縮因子等的影響,,用復(fù)雜的計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行修正,誤差在3%左右,。此外還有壓力表的計(jì)量精度,、溫度測(cè)試誤差的問(wèn)題,每300多公斤就要計(jì)量一次,,一天銷售10噸,,它計(jì)量的次數(shù)會(huì)是液氫計(jì)量次數(shù)的6-8倍,還有一個(gè)多次計(jì)量的累計(jì)誤差存在,,因此規(guī)?;N售時(shí)氣體企業(yè)更希望用液氫的方式計(jì)量。第三,,低成本擴(kuò)容案例,。我曾經(jīng)分別于2014年、2016去美國(guó)同一座加氫站,,即plug power建造的液氫加氫站實(shí)地考察,。plug power是目前全球內(nèi)部液氫加氫站最多的公司,它在美國(guó)為物流企業(yè)的叉車建造超過(guò)60座液氫儲(chǔ)氫加氫站,。在建設(shè)初期,,它的日加氫量只有兩三百公斤。到了2016年,,這個(gè)加氫站因?yàn)楦浇奈譅栺R倉(cāng)儲(chǔ)中心燃料電池叉車的增加,,日加氫量增加到600公斤。此時(shí),,它并未改造液氫儲(chǔ)氫容器,,只是增加了一組儲(chǔ)氫瓶和一個(gè)高壓汽化器。如果再繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模,,它可以再增加一個(gè)液氫泵,,這些都屬于輔助設(shè)備,對(duì)整個(gè)加氫站的占地面積沒(méi)有影響,。同時(shí),,對(duì)設(shè)備投資來(lái)講,它僅僅增加了20-30%的投資,,可使得加氫站的日加氫能力擴(kuò)大3-5倍,,投資收益顯而易見(jiàn)。 三,、全球液氫工廠建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃 全球的液氫產(chǎn)業(yè)鏈到底發(fā)展到了一個(gè)什么樣的規(guī)模,,我們可以根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)在的情況,,來(lái)反思一下我國(guó)要做到什么樣的程度才能匹配我們的燃料電池車輛的發(fā)展。全球目前已經(jīng)有數(shù)10座液氫工廠,,總液氫的日產(chǎn)能470噸,,其中加拿大和美國(guó)兩個(gè)國(guó)家占了全球液氫產(chǎn)品總量的85%以上。美國(guó)有15座以上的液氫工廠,,液氫日產(chǎn)能達(dá)300噸以上,,居于全球首位。歐洲20多噸的液氫日產(chǎn)量,,4座液氫工廠,。亞洲有16座,主要分布在日本,、韓國(guó)等,,我國(guó)的液氫工廠比較少。從應(yīng)用來(lái)看,,以全球最大的液氫國(guó)——美國(guó)為例,,美國(guó)有1/3的液氫,也就是一天有100噸以上用于石油化工電子行業(yè),,不到20%用于航空航天領(lǐng)域,,有超過(guò)10%是用于燃料電池車輛的。plug power每天采購(gòu)液氫的量已達(dá)到25-30噸以上,。未來(lái)用于燃料電池車輛的液氫比例可能會(huì)超50%,。 從全球液氫儲(chǔ)氫型加氫站的分布來(lái)看,目前主要集中在美國(guó),、歐洲和日本,。看液氫一定要看plug power這個(gè)非常特殊的企業(yè),,它建的60座液氫加氫站,,這個(gè)數(shù)據(jù)在全球 對(duì)外運(yùn)營(yíng)加氫站的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)里面是看不到的。但是它這些加氫站實(shí)實(shí)在在存在,,而且占據(jù)了目前美國(guó)液氫銷售相當(dāng)重的一個(gè)比例,,該公司70%左右的營(yíng)收來(lái)自于買賣液氫業(yè)務(wù)。而日本現(xiàn)在建的加氫站絕大多數(shù)都是液氫儲(chǔ)氫加氫站,。目前日本燃料電池車輛運(yùn)營(yíng)并不理想,,加氫站門可羅雀,而液氫如果不及時(shí)加出去會(huì)汽化變成氫氣排放,。因此,,日本頂著加氫能力不足,,大量的氫氣汽化,,氫氣損耗這樣的壓力,,靠著政府的補(bǔ)貼,還在這樣重點(diǎn)布局和批量化建設(shè)液氫加氫站點(diǎn),。我們知道日本是寸土寸金的,,建設(shè)一個(gè)加氫站不易,它這一個(gè)站將來(lái)面對(duì)的車輛肯定不是現(xiàn)在每天幾十輛這樣一個(gè)狀況,,而是成百甚至數(shù)百輛,。所以說(shuō)日本規(guī)劃液氫加氫站的目的就是為了等待未來(lái)燃料電池車輛的爆發(fā)。 從液氫在終端燃料罐領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)看,,目前車載供氫系統(tǒng)有多個(gè)技術(shù)路線,。雖然現(xiàn)在更多的是35Mpa的高壓系統(tǒng),70Mpa的高壓系統(tǒng)在乘用車也會(huì)越來(lái)越廣泛,。我們不能忽略掉液氫以及深冷高壓在車輛終端的應(yīng)用,。尤其是對(duì)于商用車輛,將來(lái)為了提高續(xù)航里程,,增大儲(chǔ)氫密度和儲(chǔ)氫量,,液氫儲(chǔ)氫和深冷高壓會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用在車輛終端上。液氫儲(chǔ)氫適合超大功率儲(chǔ)氫商用車輛,,而且一旦加注了之后就會(huì)持續(xù)使用,,這也契合商用車特點(diǎn)。因此,,在乘用車領(lǐng)域終端想推廣液氫是不可能的,,因?yàn)榧恿藲渲笕绻挥茫簹鋾?huì)氣化排放產(chǎn)生損失和危險(xiǎn),。而商用車沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,,燃料加進(jìn)之后馬上就去用掉。商用車采用液氫儲(chǔ)氫,,一方面提高了儲(chǔ)氫的效率,,同時(shí)還規(guī)避了排放風(fēng)險(xiǎn)。所以對(duì)于重型卡車,,大型公交車輛等,,將來(lái)液氫非常適合,類似于車輛液化天然氣的應(yīng)用,。當(dāng)然,,商業(yè)化的船舶、列車輕軌等也非常適合液氫儲(chǔ)氫,。液氫因?yàn)榉肿恿啃〕合旅芏鹊偷奶攸c(diǎn),,所以還存在一個(gè)其他工業(yè)氣體所不具備的特性——深冷高壓超臨界狀態(tài),它具有比70Mpa更低的壓力,,而同時(shí)又具有比常壓的液氫更高的密度,。所以說(shuō)深冷高壓儲(chǔ)氫是一種提高安全性,、提升續(xù)航里程的重要措施。寶馬相關(guān)的樣車已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái),,長(zhǎng)城汽車也在走這個(gè)技術(shù)路線,。將來(lái)的乘用車要想達(dá)到700公里甚至1000公里以上的續(xù)航歷程,70Mpa達(dá)到這個(gè)技術(shù)相對(duì)來(lái)講更難一些,。而對(duì)于深冷高壓儲(chǔ)氫這種方式來(lái)講,,乘用車突破1000公里的續(xù)航里程是指日可待的。不僅是乘用車,,包括一些城際客車這些對(duì)續(xù)航里程要求比較高的車輛,,都更適合使用深冷高壓氣氫。但是如果沒(méi)有液氫,,深冷高壓狀態(tài)是達(dá)不到的,,即先要有液氫才會(huì)有更高密度的深冷高壓儲(chǔ)氫方式。所以說(shuō)這也是液氫產(chǎn)業(yè)鏈要突破要推廣要建設(shè)的一個(gè)原因,。它還關(guān)系到未來(lái)乘用車?yán)m(xù)航里程的發(fā)展,。 四、我國(guó)液氫工廠建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃 那我國(guó)現(xiàn)在液氫工廠建設(shè)到底到了一個(gè)什么樣的程度,?事實(shí)上,,我國(guó)現(xiàn)在液氫工廠的建設(shè)少的可憐。若沒(méi)有相應(yīng)的液氫產(chǎn)業(yè)鏈和相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起來(lái),,單靠現(xiàn)在的高壓加氫站,,燃料電池車輛是發(fā)展不起來(lái)的。就像充電樁制約了鋰電動(dòng)車的發(fā)展一樣,,氫燃料是制約燃料電池車輛發(fā)展的重要因素,。說(shuō)是加氫站是太簡(jiǎn)單了,應(yīng)該說(shuō)是液氫制約了燃料電池車輛的發(fā)展,。 目前我國(guó)液氫日生產(chǎn)能力約5噸,,而且全部是用在航天火箭發(fā)射及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。因?yàn)橹挥熊姺皆谟?、?guī)模小,,所以它的投資和價(jià)格是高得離譜。就像海南文昌2.5噸/天的液氫工廠,,其項(xiàng)目總投資超過(guò)了3億元,。軍方做國(guó)家戰(zhàn)略是可以不計(jì)成本的,但對(duì)于民用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,,成本控制是非常關(guān)鍵的,。從全球的發(fā)展以及從我國(guó)50年航天事業(yè)的發(fā)展來(lái)看,液氫標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)和安全管理都不是障礙。關(guān)鍵是如何把它商業(yè)化并進(jìn)行成本控制,。 我國(guó)也有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,,并且特別指定。比如說(shuō),,在國(guó)標(biāo)50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》里面特別說(shuō)明:在設(shè)置液氫儲(chǔ)罐的時(shí),它的安全間距可以比液化石油氣儲(chǔ)罐的防火間距減少25%的,。言下之意,,液氫的儲(chǔ)存至少是比液化石油氣的儲(chǔ)存安全得多。液化石油氣的儲(chǔ)罐遍地都是,,則液氫完全可以很安全的儲(chǔ)存在我們的周圍,。 從富瑞氫能液氫工廠控制成本的方法來(lái)分析,這是我國(guó)最早開(kāi)始液氫工廠商業(yè)化和市場(chǎng)化的企業(yè),。要想做這一領(lǐng)域肯定是要有先導(dǎo)的企業(yè)考慮如何把它的成本降下來(lái),。基于我們團(tuán)隊(duì)對(duì)液氫這個(gè)領(lǐng)域10年以上的研究,,從2008年開(kāi)始核心團(tuán)隊(duì)就和我國(guó)航天系統(tǒng)合作跟液氫相關(guān)的項(xiàng)目,,在前面的這些液氫儲(chǔ)運(yùn)的基礎(chǔ)上,研究全球氫的液化情況,,通過(guò)技術(shù)比較和經(jīng)濟(jì)性分析之后,,從前年開(kāi)始引進(jìn)了俄羅斯的工藝包和俄羅斯的膨脹機(jī)。軍用的液氫工廠規(guī)模都非常小,,但如果說(shuō)擴(kuò)大規(guī)模,,規(guī)模效益會(huì)使得液氫工廠的經(jīng)濟(jì)性非常好。目前我們做下來(lái),,6噸/天可以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的盈利,,30噸/天的規(guī)模就可以達(dá)到高水平的收益。如果到了100噸/天這樣一個(gè)規(guī)模,,液氫的投資收益相當(dāng)可觀,。而在進(jìn)行降低成本的時(shí)候,選擇氫源是很關(guān)鍵的,。我們也分析過(guò)美國(guó)18噸/天以上的液氫工廠的氫氣的來(lái)源,。就兩個(gè)來(lái)源:一個(gè)是天然氣重整;另一個(gè)是工業(yè)副產(chǎn)氫,。美國(guó)天然氣的價(jià)格是非常便宜的,,所以天然氣重整制氫這方面的優(yōu)勢(shì)我們沒(méi)法比,但是工業(yè)副產(chǎn)氫我國(guó)是有優(yōu)勢(shì)的,。所以說(shuō)以這些工業(yè)副產(chǎn)氫PSA凈化后作為液化的氫源是可以降低成本的,。同時(shí)像有些化工領(lǐng)域,比如丙烷脫氫制丙烯產(chǎn)生的副氫,工藝過(guò)程中還有相當(dāng)多的冷能可以利用,,通過(guò)冷能利用技術(shù)可以降低液化的能耗,。理論上來(lái)講,如果說(shuō)小規(guī)模的液氫工廠,,氫液化每公斤的能耗在13度電,,但通過(guò)冷能回收,通過(guò)優(yōu)化流程可以降到每公斤的能耗10度電以下,。氫的液化過(guò)程單獨(dú)靠自身是液化不了的,,必須要進(jìn)行深度的預(yù)冷。在一般的流程當(dāng)中是要用液氮來(lái)進(jìn)行預(yù)冷的,,雖然液化工廠消耗的液氮的量比較大,,但是自身上空分廠來(lái)生產(chǎn)液氮是不合適的。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有非常成熟的液氮物流的供應(yīng)鏈,。通過(guò)國(guó)內(nèi)成熟的供應(yīng)鏈采購(gòu)液氮,,來(lái)減少液化裝置的投資,是降低液氫工廠投資的一個(gè)重要因素,??梢酝ㄟ^(guò)這些方法來(lái)降低成本來(lái)獲得廉價(jià)的液氫。 這是一個(gè)6.5噸的富瑞氫能的液氫工廠示范項(xiàng)目,?;跉錃饷繕?biāo)方1.2元的價(jià)格和0.6元/度電的測(cè)算,可以實(shí)現(xiàn)配套12座500公斤/天的加氫站來(lái)降低成本,。這個(gè)示范項(xiàng)目我們預(yù)計(jì)初步的選址在湖北的枝江,,預(yù)計(jì)2019年的6月會(huì)建成投產(chǎn)。在這個(gè)示范項(xiàng)目之后,,后續(xù)我們會(huì)做100噸/天的液氫工廠,。因?yàn)檫@個(gè)規(guī)模是跟目前美國(guó)的規(guī)模是非常相似的。這個(gè)規(guī)模包括了每3座每天30噸的液化工廠,,可以支持180座500公斤/天的加氫站,,在500公里的一個(gè)運(yùn)輸半徑里面,實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的非常好的投資回報(bào)率,。規(guī)劃未來(lái)五年在我國(guó)建設(shè)3個(gè)每天100噸的液氫工廠基地,,可以支持300座1000公斤的液氫加氫站,每個(gè)加氫站可以配套150輛商用車,,能夠支持45000輛的商用車的商業(yè)化運(yùn)營(yíng),。 這是目前我國(guó)適合建設(shè)液氫工廠的氫源和它所處的位置。適合建設(shè)氫液化工廠的氫源,,包括丙烷脫氫項(xiàng)目,,包括氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫,,核電站的富余核電制氫等等。能夠建設(shè)液氫工廠的位置主要也是集中在江蘇,、浙江,、福建、廣東,、陜西,、湖北、山東,、陜西,、重慶等地。這也是我國(guó)長(zhǎng)三角,、珠三角、京津冀發(fā)達(dá)地區(qū)和氫燃料電池車輛的發(fā)展地區(qū),。在它的運(yùn)輸半徑里面,, 500公里的運(yùn)輸半徑已經(jīng)可以覆蓋我國(guó)的華東、華南和華中地區(qū),。這是我們?cè)谝簹鋬?chǔ)運(yùn)方面所做的工作,,液氫的儲(chǔ)罐和液氫的罐箱已不是問(wèn)題。 這是目前富瑞氫能所能夠做到的高壓加氫站和液氫加氫站的一個(gè)投資運(yùn)營(yíng)的比較,。在建站總投資上,,如果說(shuō)是一天1000公斤的加氫站,在含土建,、安裝,、土地審批之后的總投資在1300萬(wàn)左右,其中在設(shè)備投資將近1000萬(wàn),。而設(shè)備的功耗包括了壓縮機(jī)的功耗以及快速加氫之前要對(duì)氫氣進(jìn)行的預(yù)冷,,還有另外單獨(dú)耗功,總功耗在220千瓦左右,,配制3臺(tái)加氫機(jī)每天可以加入150輛的商用車,。而對(duì)于液氫加氫站來(lái)講,達(dá)到每天1000公斤的加氫量建設(shè)總投資的1100萬(wàn),,設(shè)備的投資只要700萬(wàn)左右,。而設(shè)備的功耗,因?yàn)橐簹浔帽旧肀葰錃鈮嚎s機(jī)功耗要低,,液體增壓比氣體增壓耗功要小,,同時(shí)液氫的冷能可以回收,來(lái)對(duì)加注前的高壓氫氣進(jìn)行降溫,,所以說(shuō)液氫加氫站的能耗只有高壓加氫站的一半,,總投資降低25%,能耗降低50%。而安全間距液氫比高壓氫的安全間距要小的,,所以說(shuō)占地面積還可以節(jié)省15%,。從這個(gè)分析上來(lái)看,我們最終得出的結(jié)論就是,,液氫才是燃料電池汽車大規(guī)模運(yùn)營(yíng)的終極保障,。 |
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