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油-氢合建 能成为加氢站难题的新解吗?

北极星氢能网 来源:中国汽车报  作者:赵琼  2020/7/6 9:06:47 我要投稿

北极星氢能网讯:近一段时间以来,氢燃料电池汽车产业的发展进入快车道。各地方政府积极出台相关政策,加氢站建设规划提上日程、补贴细则频频推出……作为与电动汽车并行发展的新能源汽车路线,外界对氢燃料电池汽车的未来也抱有诸多期待。工信部起草的《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》(征求意见稿)中提出,力争经过15年的持续努力,纯电动汽车成为主流,燃料电池商用车实现规模化应用。

(来源:公众号“中国汽车报”ID:zhongguoqichebao 作者:赵琼)

虽然氢燃料电池汽车整个产业链的发展仍面临诸多挑战,但曙光也开始浮现。记者了解到,随着行业的发展,制约其发展的一大瓶颈——基础设施建设有了破局对策。当然,这并不是我们可以为最后的胜利欢呼雀跃的时候。魏蔚直言:“没有储运,就算建好了加氢站,哪里有氢源可加?”这就像玩消消乐游戏一样,在解决了一个难题之后,还要面对下一关的考验,直到通过最后的终点。在产业化的“通关”挑战下,我国氢燃料电池汽车行业无疑正进入“hard(困难)模式”。

加氢站不足燃料电池汽车推广受阻

河北张家口是2022年北京冬奥会的主办城市之一。走进这座城市,记者便可以嗅到北京冬奥会筹备的气息。市政府正对面的广场上,矗立着醒目的倒计时标牌,时刻提醒着人们冬奥会的临近。与筹备冬奥会一起紧锣密鼓进行的,还有张家口关于氢燃料电池汽车产业的规划。根据北京交通研究院编制的《张家口赛区冬奥会交通服务车辆能源保障加氢站规划》,冬奥会期间运行的氢燃料电池汽车将达2000辆,需要制氢产能每天为34.1吨。

张家口被誉为崛起的“氢能之城”,在这座城市的街头,很容易就能发现一辆辆氢燃料电池公交车穿梭其间。张师傅是一名驾驶2路公交车的司机,从去年开始,他开上了这辆氢燃料电池客车。张师傅告诉记者:“氢燃料电池客车的驾驶感受比我之前开的燃油车好多了,减振效果好,车辆操控也更灵敏舒适。”

记者了解到,除2路外,张家口1路、32路、K2路等公交线路的运营车辆都是氢燃料电池客车。“现在,市里跑的氢燃料电池公交车,已有100多辆。”据张师傅介绍,车辆途径的基本上都是城市主干道,每次购置氢燃料电池公交车后,都会优先在重要线路上进行运营。当被问及车辆多久加一次氢,可以行驶多远时,他回答:“车辆每天只需晚上加一次氢即可,加氢一次能跑8圈,一圈是26公里。”

根据官方提供的数据,截至目前,张家口正在运营的氢燃料电池公交车共计174辆,是全球保有氢燃料电池公交车数量最多的城市之一,未来其规模还将快速扩大。据记者观察,张家口运行的氢燃料电池客车来自宇通客车、福田客车等厂家。得益于北京冬奥会举办的契机,张家口氢能与燃料电池汽车产业将迎来一次爆发式发展潮。不过,仅就目前的状况来讲,要实现2000辆的目标,还得先解决当下的难题。

记者从张师傅口中得知,现在正在路上运营的有100多辆氢燃料电池公交车,是由于现在张家口只有一座海珀尔撬装式加氢站,无法满足更多车辆加氢的需求。据悉,目前,该市现有运营车辆每天加氢都需要排队了。

从这个意义上说,崛起中的“氢能之城”正遭遇燃料电池汽车推广的瓶颈。为了满足北京冬奥会期间车辆的用氢需求,《张家口氢能保障供应体系一期工程建设实施方案》明确了两个总体目标:2022年北京冬奥会前,氢气产能要实现1万吨/年,其中一期工程要建设加氢站16座;2020年底前建成10座,2021年6月底前建成6座。

未来将以混建站模式推广加氢站

张家口的加氢站将如何成功投建?据了解,中石油和中石化计划启动加油站与加氢站合建项目,以油-氢合建的方式推进加氢站建设工作,还吸引了中国节能环保集团公司、金风科技等能源企业布局氢能业务,金鸿能源、中国石油天然气集团有限公司和中国石油化工集团公司在张家口市启动加油站与加氢站混建项目,以油氢混建站推进加氢站建设工作。

今年6月初,张家口纬三路加氢站举行了奠基仪式,这意味着方案进入了实质性建设阶段。纬三路加氢站旁边就是加油站和充电站,该项目建成后,这一区域将成为一个立体化的“多元动力补给站”,可以满足未来不同动力车辆用户的出行需求,而且易于管理。为此,张家口市专门成立了事务小组,落实到责任,落实到人,推动加氢站的建设。据悉,纬三路加氢站为张家口市开了一个好头,未来这种以加油、加气、加氢为一体的加氢站模式,将逐步在全市推广。

回望我国电动汽车发展的十年,我们既收获了丰硕成果,又得到了一些教训。此前,由于曾单纯将焦点放在补贴车辆上,充电基础设施的发展一度失衡。发展氢燃料电池汽车产业,前车之鉴不可忘。魏蔚告诉记者:“对于氢燃料电池汽车产业的发展,不会像当年发展电动汽车那样粗犷、盲目地进行补贴,而是将更细化、更谨慎,推动商用市场的形成。”作为向氢燃料电池汽车提供氢气的基础设施,加氢站的数量直接影响了燃料电池汽车的商业化进程,引起了相关部门的足够重视。

根据《节能与新能源汽车技术路线图》(2016),燃料电池汽车的发展目标是从2020年到2030年逐步由示范运行向大规模推广应用发展。其中,2020年达到5000辆,2025年达到5万辆,2030年达到百万辆。对于加氢站的建设目标,则是到2020年数量超过100座,2025年数量超过300座,2030年数量超过1000座。

据消息灵通人士透露,在新一版的路线图中,关于氢能与燃料电池汽车的发展,花费了大量的精力和篇幅对制氢、储运、基础设施建设进行要求。新版路线图的最大特点就体现在这些方面,目的在于设法把推广氢燃料电池汽车的基础条件做好,让它有一个能够成长和发展的“土壤”。因此,在内部定稿的路线图上,车辆推广规划目标与以前相比变少了,与之形成对比的是,基础设施加氢站的布局增加了好几倍。

在中国电动汽车百人会论坛(2020)上,中国电动汽车百人会副秘书长王贺武也分享了中国氢能燃料电池汽车发展路线图的内容:原本2030年达到百万辆的目标,或许会后延到2035年,并且提出了2025年要建设超过1000座加氢站,2035年要达到5000座加氢站,数量已是之前的五倍。

这种转变的主要推动力在于,未来加油加氢站或加气加氢站这种混建站将成为主流,并在全国范围内进行推进。记者了解到,以加油站或加气站为基础建设加氢站,不仅安全且成本低,同时省去了选址的麻烦,极易推广。这也解释了为什么规划制定者敢于将加氢站的数量在之前的基础上提高数倍。近日,中国电动汽车充电基础设施促进联盟秘书长许艳华在百人会研讨会上也提到,中石化正在布局加油、加气、加氢、加电四位一体的基础设施。

根据新兴产业研究与顾问公司TrendBank的统计,截至目前,国内已建成加氢站51座,其中2019年建成了28座。2019年建成的加氢站,主要分布在上海、广东广州、佛山、罗定、浙江嘉善、山西大同、湖北武汉、江苏盐城、河南新乡、辽宁兴城、山东潍坊、德州、内蒙古乌海、新疆乌鲁木齐等地。可以预见的是,随着这种混建站不断推进,氢燃料电池汽车产业化进程中的基础设施阻碍将逐渐消除。

规范发展相关国标正在形成

记者了解到,位于张家口纬三路的加氢站项目,核心设备均来自国际一流供应商,站内设置2台双枪双计量加氢机,2座充装量350kg/车氢气长管拖车固定车位,1组充装量202kg的储压器,站总储氢量为902kg,氢压机处理能力为1000kg/12h,落成后可满足约150辆氢燃料电池汽车的能源供给。据悉,项目属于三级站,符合《加氢站技术规范(GB50516-2010)》,而针对将来会大规模推广的合建站,也要符合相关国家标准。

而为确保涉氢能产业安全有序发展,张家口市也起草了《氢能产业安全监督和管理办法》。(以下简称“《办法》”)。《办法》共9章90条,内容涉及企业自身的安全管理、安全运行要点及各监管部门的管理职责等。在涉氢企业的安全管理方面,《办法》涵盖了氢能生产、储存、输送、加注、使用全产业链的安全管理要点。参照《中华人民共和国安全生产法》,从氢能产业规划、证照办理、人员配备、人员资质、三项制度、应急预案及演练、人员培训、设备维护等生产经营的全过程对氢能企业提出了安全管理的要求。

日前,根据相关要求,住房和城乡建设部组织中国电子工程设计院有限公司等单位起草了国家标准《加氢站技术规范(局部修订条文征求意见稿)》。在这次修订的内容中,更新了加氢站及合建站等级划分;细化了加氢站及合建站内设施防火间距要求;补充完善了氢储存系统及设备技术要求等内容。

今年4月,财政部发出了《关于征求新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(以下简称“《通知》”),其中特别提到了调整补贴方式,开展燃料电池汽车示范应用。

根据《通知》,将当前对燃料电池汽车的购置补贴,调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域,重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范,中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励(有关通知另行发布),争取通过4年左右的时间,建立氢能和燃料电池汽车产业链,关键核心技术取得突破,形成布局合理、协同发展的良好局面。

《通知》的发布,被行业人士认为是氢燃料电池汽车“十城千辆”的开端,同时也是新一轮淘汰赛的开始。制约氢燃料汽车发展的主要原因,依旧是居高不下的成本。目前,氢燃料电池汽车的购置成本仍然较高,包括制氢、储运、加氢在内的基础设施建设也需要巨大的投资。行业人士表示,如果氢燃料电池汽车产业脱离政府补贴,很难继续“玩下去“。上述“以奖代补”的政策,将加速氢燃料电池行业“洗牌”,且整个产业化进程会进一步缩短。目前,地方政府对于发展氢燃料电池汽车积极的态度,与这一政策的推动不无关系。

当下最主要的矛盾在氢气储运环节

“当下,中国氢能产业发展的主要矛盾是氢源的储运配送。”在魏蔚看来,无法大规模推广燃料电池汽车的原因,在于氢气供应跟不上,氢气储运效率太低,价格太高。这也就意味着,解决了基础设施建设带来的瓶颈,后面要跟上的则是氢气的储运。加氢站的数量并不能解决配送的矛盾,更不能解决储运的矛盾。接受记者采访的多位汽车行业人士均表示,对于燃料电池汽车的推广,氢是关键。

“与电动汽车相比,氢燃料电池汽车推广的阻碍表面上是缺乏外部的供能设施,本质上则是因为双方能源供给的不同。电网在电动汽车出现以前,已在工农业生产及生活中普遍应用,而氢气在燃料电池汽车出现前,在生产生活中只是少量应用。”新能源汽车行业独立研究员曹广平表示,氢燃料电池汽车在一定程度上是因车生“网”;电动汽车在一定程度上则是因“网”生车。

在曹广平看来,目前“氢无链,无大产业链”,而“电有网,已有大网”。在这种情况下,氢网的建立离不开技术突破。国家“863”电动汽车重大专项动力电池测试中心主任王子东也表示,分布式低成本制氢才能避开运输与压缩所产生的成本,即利用某种能量在原地制氢,而不是长途运过来;分布在各个加氢的地点制氢,而不是通过运输网运氢。这种散点灵活的方式,可以使成本骤降。

此外,氢能产业对储氢的要求总的来说是储氢系统要安全、容量大、成本低、使用方便。从目前主要储氢材料与技术来看,有高压储氢、液体储氢、金属氢化物储氢、有机氢化物储氢及管道运输氢等。现阶段,液氢储运逐渐成为研发重点,日、美、德等国已将液氢的运输成本降低到高压氢气的1/8左右。日本已将液氢供应链体系的发展作为解决大规模氢能应用的前提条件。

在住房和城乡建设部发布的《加氢站技术规范(局部修订条文征求意见稿)》中,除了对加氢站技术规范做出修订,还拟新增液态氢储存相关内容及技术标准。这也就意味着,如果文件通过,燃料电池汽车将获准加注液态氢气,或推动整个产业链降低成本。

在魏蔚所描绘的理想图景中,氢气的储运要像现在的LNG(液化天然气)一样,有西氢东输管道,有液氢海上接收站、液氢运输船,液氢罐箱多式联运等。“液氢加氢站储氢和加氢成为主流,液氢实现全球贸易,我觉得至少10年以上才能实现”。她说。


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