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何文:加氢站是燃料电池汽车的关键基础设施

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2016-08-25 浏览:
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中国储能网讯:2016年8月10日,储能大讲堂之氢能及燃料电池专场在武汉成功举办,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会为主办方之一。讲堂上,派瑞华氢副总经理何文先生做了主题演讲,内容丰富,专业性很强。我们整理了一段精要,语音讲解如下,以助读者化繁为简,把握要点。

       

何文(派瑞华氢副总经理)演讲:

大家好!非常高兴有这个机会和大家分享氢基础设施的概况,这个PPT主要讲的是氢能基础设施的情况。我先简单介绍一下我们公司——北京派瑞华氢能源科技有限公司,我们主要做氢能基础设施,从事制氢到储氢和加氢站的工作。

氢能在地球上是非常丰富的元素,是未来能源领域的终极目标选项之一,氢的主要存在方式是化合物,氢气大部分的应用领域是工业、化工、医药等。我们今天讨论的是,把氢气作为能源来使用。作为能源的载体,氢能有相当好的优势,没有污染。不仅如此,我认为,将来氢的来源,也要做到没有污染,这样的话,做氢燃料电池才有意义。

氢能在2012年进入里程碑式发展。由于化学燃料碳排放比较多,导致全世界做氢能比较火,尤其丰田的车出来以后,驱动全世界氢能产业大发展,巴拉德在当今中国也是相当受关注。

氢的制备主要有两种,水电解制氢和天然气制氢。北京的永丰加氢站是我们公司建的,分三期,第一期是外供氢,第二是天然气制氢,第三是水电解制氢。后来天然气制氢没有怎么应用,水电解制氢还在使用,是比较重要的环节。这个环节能把现在大量的弃电转换成氢气,作为能量载体存储起来。

氢的存储,有气态存储、液态存储和固态存储三种方式。中国都是气态存储,外面汽车跑拉的氢气都是和天然气一样,气态运输将来在大规模运输的时候,会碰到一定的问题,主要是装载的氢气不是特别多。液态储氢是一个方向,在欧洲、美国、日本基本上氢气的运输都是靠液态来做,只有中国做的是气态,下一步这方面也会做一些改进。现在我了解有很多的厂家和单位都准备做液氢。在中国有了做液氢的标准,有了液氢就可以做氢气液态运输。

在固态储氢方面,我们和一些公司有合作,一些便携式或者小型的做固态储氢比较合适,大规模还不是很方便。储氢方式的对比、氢的运输罗列了一些,集装格16到20个在一起,这个储氢量不大,一个集装格在100左右。管束车用得比较多,管道投资太大了,在工业园区里使用是没有问题的。

将来主要是发展液氢,尽管液氢在国内暂时也没有做起来。我提一下船舶方面,日本用的氢气,是从澳大利亚拉过来的,通过液氢的船拉过去,现有一艘,正在建第二艘,将来中国有这么大的器件能卖到日本也是挺好的一个生意,有需求满足需求,市场都好办。

谈到氢的应用,氢气可以提供给各式各样的车辆,这里面包括一些船舶,现在有很多造船的也是准备用氢能来练手,前几天有武汉的一家单位跟我们沟通做船方面的事情。

加氢站行业要做出一些标准,这里面有加氢站的标准,还有氢气安全的要求,才能够将加氢站建立起来。我发表我的意见,我们中国的加氢站套用了制氢站的标准,设备的安全间距要求都比较高。我最近去了欧洲和北美,看了人家的加氢站,没有一个加氢站像中国搞得这么大,人家是紧凑型的,达到的功能和我们一样,离马路5、6米都没有问题,和很多加油站都在一起。中国的加氢站搞得很严格,造成了建站的时候,连合适的地都不好找,我们在建站的时候也碰到了一些问题。

大家有机会可以看一下H2Station,网站上可以看每一个加氢站,这个是开着还是停了还是正在建以及规划,上面都有说明。我在美国的时候用过,找到了站就可以去看。

美国的加氢站最主要是在加州那边,洛杉矶、旧金山,一般建在大的机械公司和石油公司那边。

这是美国加氢站的图片,下面是奥克兰的加氢站。我当时在加州看加氢站的时候特别有意思。第一次看到加氢站的氢气的价格一公斤是5.99美金,这个价格很便宜;到另外一个加氢站,最高的时候是16美金一公斤氢气。在加州你要是买了燃料电池车,免费提供给你几年用氢的费用,是不存在价格问题的。通过我们这边的核算,大家可以节省氢气的成本。如果一公斤不超过40块钱人民币的话,实际上氢气就可以跟燃油车来进行PK了。

丰田百公里氢耗是0.7公斤,差不多是30块钱,普通国内的燃油车,北京的油价6块钱,8升的油是48块钱,记住这个数,氢气的来源成本是相当有优势的。

这里面我再多提几句,弃水和弃电成本不到一毛钱,光伏的成本是3毛钱左右,把电用到水电解上面支持氢气成本也是很可观的。

这是德国的加氢站,我印象在汉堡的加氢站是水电解制氢,你们看我的电用的是德国的大量风力发电和光伏发电。

日本这种模式是没有污染的,加氢站做得紧凑,相比之下,我们国内离散型的占空间比较大。

这里面也提到了一些,有几种模式:外供氢模式,电解水制氢模式,重整制氢模式。重整制氢如果比较稳定做起来比较方便,如果一会儿制氢一会儿不制氢,时开时停很麻烦。在2008年奥运会就用的重整制氢,现场的氢气灌满了以后重整制氢就要停下来,用的时候开两瓶,时间大概在2个小时,就可以满足氢燃料使用的需求。

关于建站的成本,这里面可以给大家讲讲。我们建站,如果设备的价格可以,可能按照国家大于200公斤去拿400万元的补贴,成本在800~1200万元,设备加土建这个数可以建出来。设备方面使用的参数有大有小,用国外产品的话,价格会高一些,周期长一些。我们做的一个加氢站项目,中标价格在500万元左右。

国外的成本比中国的成本贵。中国做加氢站这一块,也是比较有优势的。现在我们一个简单的加氢站从氢气的存储、压缩,除了关键的零部件中国生产不了,别的在国内都有配套,都可以做,成本要低很多。

这是当时北京的加氢站(编者注:下图来自派瑞华氢官方网站)。

大家可以看到,这个车的加氢我们全程参与。2005年开始跑,一开始没有在加氢站加氢,一开始在北京一个分公司通过临时管理来加氢,到了2006年这个车就停了,当时还在商量这个车要不要接着跑和运营,后来北京市那边也没有谈妥。

这些车都在中国,那家公司有一辆,汽车博物馆有一辆,公交公司有一辆,他们把储氢瓶钻了小眼不能使用了。他们停了以后拿过去做分析,最后得出结论:尤其在北京取暖季的时候,燃油消耗比较厉害,北京的尾气有污染,冬天取暖烧煤有硫化物,对氢有影响,(其实是)氢气没有问题氧气有问题。

整个承包下来是BP公司承包的,美国AP公司提供所有的技术和设备,当时建这个站很贵,印象中有几千万元人民币,现在要建一个站大概几百万元就可以了。

这是上海安亭加氢站,当时在上海运营的时候,这个站用的氢气是通过工业提纯而来的。

这是我们给郑州宇通建的加氢站,比较大,没有办法,因为这里面要求储罐和压缩机有安全距离,而且是叠加的。大家可以看,我们加氢站的建设标准,里面都有。

加氢站除了建站有标准和要求之外,通过我们的总结,运行这个站也有一套自己比较有特点的运营管理制度,来保证加氢站的安全。加氢站安全了,运营的人要通过培训和比较好的管理,才能够让加氢站没有问题。我当时离开北京的加氢站时,加了几千公斤的氢气,后来2008年奥运会的时候,又有清华的大巴车,还有同济大学做的轿车,也在这边加氢。

我们总结出来,建站的流程是比较复杂的。现在很多人咨询我,问:建站怎么建?有什么难度?我给他们讲,第一把土地找好了,实际上设备的供应,一点问题都没有。这都是很成熟的,我们现在要建一个站,大概半年的时间;要确保手续要跑完,周期是比较长的。我们在佛山建一个加氢站,去年10月份左右开始,到现在土地还没有施工。因为在运行过程当中,得一步一步来,很多不能同时开工。比如说,消防、土地证、环评、人防等,很复杂,这些工作在建站里面要涉及到70%左右的工作量,30%左右的工作量是订设备和做方案。

审批可能是一个部门一个部门跑,还有先后顺序,有时候想交叉起来干,还不一定能比较好地做。

当时北京的加氢站跑了一年多。行政审批没有办法,肯定是需要时间的。这也是一个审批的流程,大家可以看一看,这里面有水电气、人工建完了以后,最后这个站要运营,运营的主体肯定得有一些证照,比如说当时北京建了安全生产管理的证,人员还得去考试,领导考试操作员工也得考试,考试完了以后要有一套管理的体系,最后说你可以取这个证,这是很复杂的过程。

这是成本分析,我们给别人省掉很多工作。如果方便的话,可以在站上小规模制氢,就目前的发展状态来说是比较合适的,资金不用考虑很大,因为车辆不多,等车辆多了以后可以结合外部供氢来解决问题。

加氢站的成本主要有:固定成本、运行成本、原料成本和运输成本。我们把加氢站做了分类:固定式、撬装式、简易式、移动式。这几种方式普及了以后是有机的混合,固定的站可以做成制氢或者外来供氢,撬装式占地面积会小一些,这样固定式、撬装式和移动加氢站比较方便。

比如我们在顺义这些地方做大一点的制氢站,可以满足要求。城市内不太好建加氢站,北京地区也比较贵,以后车子直接停在一个地方,我们通过移动加氢直接给你加满,和用户没有太大的关联,在APP上操作就可以了。这样就不需要找气体,到了晚上停在一个地方就把气加了。

这是固定式加氢站的流程,通过压缩机存储到高压储罐加氢气,整个上面还有控制系统和监控系统。

这是我们做的宇通的加氢站,右图是佛山南海加氢站,现在佛山那边规划了好几个站,这个加氢站对应的大巴车正在招标。

撬装式加氢站从外面看整个是集装箱,这是我们公司在主要开发的一个产品,用起来会比较方便。

还有简易式加氢站。好多企业,比如说做氢能源电池的实验,或者样车的时候,没有必要投入那么多,怎么办?可以提供简易的加氢服务,就是这张图片大家看得见,这是移动加氢车,将来有比较大的发展和生存空间。

总结一下,据我了解,中国今年有大概不到10个加氢站的规划。将来有很多要建,有好几个地方,湖北这边要建站,盐城、中山、上海都要建站,未来五年将加快建设。

我们公司还在往哪方面走?就是用弃电制氢,也在做一两个项目,加氢站如果是水电解制氢,氢气的成本80%是电费,弃电制氢的价格比较有优势。

谢谢!

提问环节

问:在氢燃料汽车产业发展的不同阶段,使用的氢气用什么方式运输最为可行?

:关于储运的问题,现在主要用压缩氢气,现在槽车主流运力为200公斤,在一定时间内,液氢会是一个方向,为什么呢?欧美、日本用的都是液氢的方式,使用液氢后,如果做加氢站只要做气化就可以了,后面不用氢气压缩机,只要有液泵就可以通过气化的方式解决。

郑丹丹:未来几年,展望到2020年,如果让您选出在燃料电池汽车推广方面最有力的三个国家,您会选哪三个?

何文:这个问题很好!第一个应该是日本,第二中国,第三美国。我去过日本和美国,也去过欧洲,看了一下,在日本和中国,政府引导性比较强烈;欧洲有所不同,政府介入较少。将来氢燃料电池要大规模使用,政策性的引导很有帮助。

关键字:加氢站 燃料电池

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