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中国氢能装备基础设施产业化进展和发展建议

北极星氢能网 来源:北极星电力网    2020/10/28 14:39:03 我要投稿

北极星氢能网讯:我们认为,中国氢能基础设施未来的发展就是西部的可再生能源制氢,氢气管道运输,氢气运输,液氢船,液氢接收站,还有液氢高压氢的混合加注站。

——江苏国富氢能技术装备有限公司联合创始人,研发总监 魏蔚

2020年10月27日-28日,PGO绿色能源生态合作组织与长三角氢能产业技术联盟联合举办的第三届亚洲氢能与燃料电池技术应用展览会暨论坛将在杭州召开,北极星电力网全程直播,详情点击》》》

28日下午,江苏国富氢能技术装备有限公司联合创始人,研发总监 魏蔚作题为《中国氢能装备基础设施产业化进展和发展建议》专题演讲。

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文字实录:

第一部分是关于中国氢能装备和基础设施产业化的进展情况,以我们企业作为例子来看中国当今基础设施产业化进展到了什么样程度。第二部分对发展我国氢能与燃料电池基础设施的一些思考和建议。

国富氢能在转型氢能产业的企业发展历程是从2014年开始,最早我们投资了化学吸附储氢,但我们觉得这个技术用于燃料电池汽车产业化还早,所以在2016年转成高压和低温的技术路线,同时在2018年作为一个独立IPO的公司进行运作,在今年的9月完成了C轮融资。国富氢能创业团队应该是一个中老年创业团队,在09年到2013年做了液氢用于海南火箭发射场,而在去年开始到今年,到明年年底这三年间,我们要做的是在河南洛阳建成8.5吨/天的液氢工厂。公司的产品三大系列,车载氢系统加氢站和液氢解决方案,我们参编了目前国内与上述产品相关的六项国家标准。

在产业化制造方面,目前大概中国50%的车载氢系统和加氢站装备是由我们公司提供的。2019年我们在公告当中的占比是48%,截止到2020年的10月,我们为中国超过3500辆燃料电池汽车提供了供氢系统,为50座加氢站提供了装备。在2017年,我们在上海首创了中国的燃料电池汽车闭环产业联盟运营模式,这个运营模式的核心就是提供整体打包服务,降低创新产品给客户带来的风险。而这一商业模式,应该是被美国的两个纳斯达克上市公司所验证过的,氢能领域比较有效的商业模式。以上海燃料电池商业化促进中心作为发起,集成了像国富氢能、东风特专等产业联盟类的企业,提供了从电堆到装备基础设施到整车制造到加氢站的运营再到终端车辆的租赁等等,这是中国的第一个闭环产业联盟轻车熟路的运营平台。从2017年投放的燃料电池汽车,到现在为止已经有500台以上超过了2万公里的行驶里程。

长三角地区一直是中国商业模式的前沿,在产业联动、长三角地区推广力量方面,我们的商业模式始终如一,以综合大型化工企业提供副产氢为上游,在中下游通过装备及时设施和电堆提供服务,由轻车熟路平台为绿色物流企业推广商用的燃料电池物流车。

从产业化方向和企业布局来看,我们认为中国不缺氢能,缺的是高效的制氢、储运配送和基础设施条件。而从中国的政治角度和市场角度,大功率长续航里程替代柴油重卡,这是中国节能减排的重任,这是一个政治问题。而液氢和未来的湿冷高压是解决重卡的技术路径。因此我们的布局在于智能化工厂大规模制造,目前已经建了5万个高压氢瓶的生产线,这里百分之百的国产化,不是说我们不买国外的东西,而且跟国外有相类似的国产供应商,从而可以能够全球范围内引进更加经济、高效的供应链。当然,我们还在70兆帕和四静平领域作为战略布局,同时完善液氢的产业链。而河南洛阳液氢工厂,从2019年开始运作,目前已经开工建设,并且进入了核心装备的集成制造阶段。当然,这个十吨的氢液化综合能耗每公斤在14度电左右,这是由于低温液化的规模效应。如果规模在5吨的时候,这个能耗要到15甚至20度每公斤。当液化高达50、100的时候,最低只有6到7度电每公斤的样子。在这个领域里面,我们不仅完成了相应的工艺包技术引进,同时也自主开发液氢全产业链的装备。

在装备制造的基础上,反过来看中国发展燃料电池汽车和氢能的商业落实和国家战略到底是什么。在中国,发展氢能的意义在于保证国家能源安全,而氢能可以释放无碳的一次能源,促进低碳清洁化,同时最关键的是降低中国在石油和天然气领域的进口依存度,通过可再生能源来替代进口的油气。而石油天然气关系到国计民生,能够带来自主高效的终端能源体系。看这个数据,中国当下,这是2019年的石油的进口依存度是70.8%。在中国用可再生能源替代油气的可行性在于中国的可再生能源以光伏和风电为主,装机速度、装机容量、成本目前已经做到了全球第一,而中国保持现有风能12%、太阳能15%的年增长率到了2035年就能够达到完全替代进口油气的目标。而要想保持这么高的持续增长力,必须把风能和太阳能有一个消纳的途径,单靠电网特高压线是不够的,这就是储能要做的事情。而可再生能源储能如果用电池来做的话,需要5000GW的电池,是中国当下锂电池年产能的50倍,而如果用氢来储能的话,只要5000万吨氢能,就可以把每年的储能解决掉了。因此用氢来做储能,更具有规模优势,同时,它的灵活性、可运输性以及损耗都会比电池要优越得多。

所以,中国的氢源和加氢设施来支持燃料电池汽车的发展,带动中国基础设施的建设,从而真正最终完成储能和能源的大业。因此,近两年来国家的氢能政策导向在努力导向基础设施,以新能源汽车作为产业的热度,推动基础设施的建设。包括2019年加氢设施写入了政府工作报告,而刚刚召开的国务院常务会议通过了新能源汽车产业发展规划,里面再三重点强调要加强氢的基础设施建设,包括提高氢燃料制储运的经济性,要逐步降低氢燃料储运成本,推进加氢基础设施建设,利用现有的场地和设施。中国目前在全球具有最多的商用燃料电池汽车,2017年到2019年累计生产5900台,2019年生产了3022辆,今年我们预计会超过4000台,因为今年截止到这个月,已经装了1500辆了,我们的市场份额的基础上再翻一番,今年中国至少有4000辆以上的车辆会下线。

而基础设施这个领域,氢能要对标的是天然气的基础设施,因为天然气的产业链和氢具有极高的相似度。在制氢、储运环节,从液化工厂、运输船、公路运输、铁路运输两者都具有极高的相似度。中国天然气的基础设施花了二十年不到的时间做完了西气东输,布局了1万座的加气站,这些都是基于2004年做完了西气东输目前中国的天然气干线管道长达8.7万公里,同时,我们有超过200座的液化天然气工厂和超过40座的液化天然气海上接收站。而中国进口天然气在2019年62.4%靠液化天然气进口,37.6%靠管道来进口。以此来支撑着中国670多万辆的天然气汽车,连续五年居全球首位。中国的天然气有40%多以来进口,天然气在当下中国能源占比仅占到8.1%,而2035年甚至到2050年,未来氢能在中国能源端的消费占比将达到20%,也就是未来的十到二十年间,氢能的基础设施规模、数量要达到当下天然气基础设施规模的两倍以上。

所以说,我们认为中国氢能基础设施未来的发展就是西部的可再生能源制氢,氢气管道运输,氢气运输,液氢船,液氢接收站,还有液氢高压氢的混合加注站。

我们国家各种迹象已经在表明,我们要做基础设施的决心和努力,首先今年住建部两个国家标准同时修订征求意见,都把液氢作为了加氢站的主要内容,同时增加了加油加氢合建站,利用原有的土地优势,可以快速转型,快速落地。在昨天10月27日,工信部中气协会组织全行业1000多名专家修订的节能与新能源汽车路线图在上海发布,这个2.0版的燃料电池汽车技术路线图当中就包括了氢的基础设施。在这里,2020年中国加氢站的数量超过100座,2025年会超过1000座,30到35年超过5000座,在20年到35年中国的加氢站是液氢储氢的加氢站,降到25块钱每公斤。个基础设施未来的发展趋势,之所以要做液氢,是因为液氢不仅完美解决了本产业链的问题,同时把高压氢产业链里面的氢源品质问题,以及未来升级的生冷高压储氢问题,保护70兆帕等问题都在液氢的基础上解决了。所以液氢与气氢共存的氢能产业链才是一个完整的产业链。

液氢作为一个燃料,它能够规模化降低燃料成本,提高储氢密度,减少加注时间。燃料电池不仅有了液氢的重卡,还有液氢的船舶,甚至液氢的飞机。今年北汽福田已经发布了液氢重卡,接着奔驰也发布了它的液氢重卡。

在这里,其实我对燃料电池城市示范群的目标、奖励积分的标准有一个小的疑问,为啥要奖励200公里以内的氢能运输。中国要鼓励可再生能源氢的制取,零售价不超过35元,一定要的超大规模的生产和高效储运。中国氢能产业的未来,我们认为是大规模可再生能源制氢加氢液化加液氢储运。参考液化天然气基础设施的发展路径,对标美国、俄罗斯、日本这些发达国家大尺度的国家。西门子已经在17.5兆瓦级电解水制氢上取得突破,已经可以足够建设每小时数百公斤的电解槽。在风能、太阳能利用方面,欧洲已经走在了前列,那么电解水制氢,一公斤耗电55度,而大规模氢液化,一公斤大概耗电10度左右,电解水制氢已经具备了经济性,谁还会在乎再多花2块钱,运到两千公里以外的东部地区。在这个领域里面,液氢其实已经被中国各大能源集团和上市公司布局了,我能在这里讲液氢是基于中国有十个以上的能源集团和上市公司在液氢领域所做的布局。

所以说,在这个领域里面,我们今天要逐渐看到我们产业,我们绿氢的未来,从而实现氢能的生生不息和可再生循环。

(以上内容根据现场速记整理,未经嘉宾审核)

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