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现代汽车投资LOHC储氢技术的逻辑

北极星氢能网 来源:势银能链  作者:TrendBank势银  2020/7/13 9:38:43 我要投稿

北极星氢能网讯:TrendBank认为,为完成政府氢能经济路线图目标,韩国加氢站降本需求迫切,主流技术高压气态储氢成本高、效率低,迫切需要研发新技术以满足规模化氢能发展需求,安全、可利用现有油气设施、适合长距离运输是LOHC被关注和投资的关键,现代对LOHC技术的投资必将推动该技术在行业的应用。

(来源:微信公众号“势银能链” ID:energylink 作者:TrendBank势银)

6月4日,德国Hydrogenious公司官网报道现代汽车公司对其LOHC技术的投资。

液态有机物储氢技术(简称LOHC)原理是借助某些烯烃、炔烃或芳香烃等储氢剂和氢气的一对可逆反应来实现加氢和脱氢,质量储氢密度在5%-10%,储氢量大,储氢材料为液态有机物,可以实现常温常压运输,方便安全。

全球范围内除德国Hydrogenious公司从事LOHC技术的研究和开发应用外,还有日本千代田公司、中国武汉氢阳能源有限公司、久格新能源有限公司、青岛海望等。

韩国现代汽车是全球领先氢能燃料电池汽车制造企业,2019年销量跃居全球第一超过日本Mirai,作为全球领先的车企投资LOHC公司并计划在韩国推动LOHC在加氢站方面的应用,TrendBank认为,现代投资事件对LOHC行业乃至整个储运行业有一定的积极意义。

以下是TrendBank势银对现代汽车投资LOHC技术的分析

01.主流技术高压气态储氢成本高、效率低,迫切需要研发新技术,以满足规模化氢能发展需求

全球范围内目前主要有四种储氢方式,分别是高压气态、低温液态、有机液态、金属固态。

高压气态储氢为全球范围内商业化应用最广泛、最成熟的一种储氢方式,产业链也最完整,是目前最主流的储氢方式,低温液态储氢次之,固态储氢技术开始商业化应用,液氢储运在部分国家和地区仍是空白。

有机液储氢目前处于研究示范阶段,日本千代田公司2019年12月开展有机液储氢远洋长距离运输示范,中国武汉氢阳能源公司多次开展有机液储氢车用及储能领域应用示范。

TrendBank对不同储运方式成本进行研究发现,供应一个1000kg/d加氢站,氢气生产装置与加氢站距离在150km左右时50MPa气氢拖车运输费用最低,当距离在500km时气态运输费用高,液氢等明显有成本优势。

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目前,韩国一个普通加氢站的年度运营成本约3.2亿韩元(约187万人民币)。其中,最大的部分是氢气购买成本。在韩国国内销售的氢气价格为8000韩元/公斤(约46.7元/公斤),这是政府为满足与汽柴油车竞争而制定的政策。

根据韩国政府的氢经济发展路线图,2022年氢气价格将降低到6000韩元/公斤。目前市场上的氢气零售价为6000-7500韩元/公斤,留给加氢站利润仅为每公斤1000韩元(年购置成本在1.7亿韩元左右),难以覆盖站内进口设备的维护成本以及人工成本,加氢站氢源降本需求迫切。

02.安全、可利用现有油气设施,适合长距离运输是LOHC被关注和投资的关键

氢气进口需求促使韩国布局适合长距离运输的储氢方式

2018年,韩国将H2定位为新的增长引擎,并承诺将韩国变为H2经济体。

2019年,韩国政府发布了 “2040氢气路线图”。根据路线图,韩国政府将重点聚焦氢燃料电池交通和发电领域,2040年目标620万辆车,15GW的装机发电量,政府预测2022年氢气需求是47万吨,2030年194万吨,2040年526万吨,而韩国三大石油化工厂的氢气总产能约为200万吨,届时将需要新的氢气资源补充。

2040年,韩国政府规划70%的氢来源于绿氢,其中一部分来源于国内市场,韩国国内目前可再生发电成本全球最高,要想有竞争力降本方面还有很长路要走,为此韩国将眼光投向国外进口。进口氢涉及氢气远洋长距离运输。

海外氢能供给体系最大的难点就是储运。常温常压下的氢为气体,单位体积的燃料值很小,要提高能量密度,方便运输和储存必须采用液化的方式,氢燃料必须转换为能源载体才便于储运,能源载体既包括石油、汽油和天然气等传统能源物质,也包括氢能、甲基环己烷、氨、甲醇和金属镁等化学物质。

目前,重点开发液氢、有机液储氢、氨的生产和利用技术,日本对这三种技术都有开展研究,液氢、有机液储氢已经开始示范验证,不同的技术特征见下表。

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液化氢比压缩氢的运输效率高12倍,方便高效储运,长距离运输比高压氢成本低,但比甲基环己烷成本高,液氢站可省去脱氢工艺直接使用,气化后提取的氢气纯度高,但缺点是必须建设液化氢的专用基础设施,而且需配备大规模设备和价格不菲的专用罐,液化过程能耗占15%-30%。

氨的最大优点是比其他氢能载体密度高,而且无须脱氢工艺,可直接用于燃烧,燃烧时不排放CO2、也可直接用于发电、工业锅炉和水泥窖炉等工业领域,且储存和运输可利用LPG等既有的基础设施,氨加注站须进行脱氢和提纯工艺,脱氢耗能10%,最大的缺点是必须控制毒性和臭气,存在着脱氢时的CO2排放问题,直接燃料时的NOX的问题,可燃性剧毒物的安全问题等。

有机储氢的最大的优点是可常温常压下运送液体,可利用既有的加油设施,性质与汽油相同,可与现有的石油罐装船、油罐汽车和加油站通用,有机液加氢站比液氢加氢站建设成本低。

2019年,韩国和挪威政府宣布液氢运输合作,大宇造船和海洋工程部正在研究使用氨作为船用燃料的可能性,韩国KOGAS计划2030年进口30万吨氢气,2040年进口120万氢气。

韩国未来需要进口氢气,以满足氢能燃料电池用氢需求,适合长距离远洋运输的储氢方式将受青睐。

03.国内LOHC企业对现代投资的见解和看法

在接受TrendBank势银调研时,武汉氢阳能源有限公司副总裁夏智勇指出,四个商业逻辑促使现代投资LOHC。

跟其它储氢技术比,LOHC具有便利、安全、高效等优点,LOHC技术不断优化,工程化加快,目前具备商业化应用条件;

氢能产业高速发展,从各个政府发布的氢能战略及规划看,氢能未来将有很好的预期,但没有规模化发展,很难实现经济性。规模化储运问题不解决,氢能产业发展将遭遇壁垒,相较于高压、深冷、固态储氢而言,LOHC是唯一能实现高效、安全、规模化的储运氢技术;

2019年现代NEXO销量达4987辆赶超丰田Mirai(2494台)成为全球销量第一。作为规模化生产、销售氢燃料电池车的一线企业,现代汽车更能体会产业发展的三大痛点,一是氢源供应的稳定,二是终端应用客户的氢气使用价格,三是氢能基础设施完善;或者推动LOHC的商业化应用,是消除这三大痛点的良方。

德国Hydrogenious公司从成立至今,得到欧洲氢能市场和各国的高度重视,在应用方面发展比较快,目前在欧洲商业化发展方面取得一定成绩,参与大规模储能项目如氢发电厂项目,现代的投资或许可以帮助现代汽车借势拓展其氢燃料电池商用车(重卡等)及其它车型在欧洲市场份额。

夏智勇认为,现代投资LOHC的积极意义有以下四点:

市场需要高效、安全、规模化的储运技术来满足氢能燃料电池的发展;

LOHC技术已经得到了氢能燃料电池市场主流企业的关注;

作为氢能燃料电池的领跑者,现代汽车必然会将前期积累的技术与LOHC匹配、藕合从而推动LOHC在行业的应用;

同时也必然会引起更多的市场主体对LOHC的关注,带来资本支持。

南通久格新能源技术总监小池田章对TrendBank势银表示,久格新能源和德国Hydrogenious所用的有机储氢载体是同一种类型,均为甲苯类,技术路线和日本千代田化工一样,千代田主要用于发电,都是大型化工厂级别,久格新能源主要是小型化路线,目的是为了找到更多的应用场景。LOHC技术在日本研究了20年左右时间,在日本也有一定的示范应用。

推广应用离不开标准先行,目前氢阳能源出台了一系列有机物储氢相关企业/团体标准。

氢阳能源位于湖北宜都的年产1000吨储油生产基地以及位于湖北枝江的年产2000吨氢油生产基地已经建成,氢油生产5-8吨/天的产能,可有效利用湖北枝江地区煤化工的低纯度(99%)副产氢。氢阳能源表示,未来LOHC技术将在三个方面取得突破性应用,一是氢气生产企业与用氢企业匹配不平衡的情况下,可以利用LOHC技术高效储氢/长距离运氢,二是电网储能方面,三是垃圾超高温转化直接制氢油方面。

水木易德投资认为,现代的投资对探索LOHC技术在氢能长距离储运环节中的产业化路径更具标杆意义,进一步的联合开发将有效提升该技术的携氢密度并降低吸脱氢的能耗和工作条件。

原标题:现代汽车投资LOHC储氢技术的逻辑

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