佳华利道首席科学家黄宝泉 氢作为一种清洁燃料, 被认为是未来有发展前景的能源之一。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存3种,目前国内主推的氢燃料电池汽车都应用高压气态储存技术,压力为35MPa(日本、美国加州已经尝试推广70MPa高压储氢技术)。 黄宝泉表示,氢燃料技术的研究和应用必须从全产业链的角度进行深入考量,不仅是储氢技术,还包括加氢技术和加氢站的建设。而事实上高压储氢技术在国内市场推广仍然面临不少技术瓶颈。 “卡脖子”问题阻碍产业发展 黄宝泉介绍,主要问题包括加氢站初始建设成本高,后期运营维护费用大,终端使用成本无法降低。目前国内市场推广的高压加氢站,加注压力为35MPa ,日供氢量350~500公斤,初期建设成本需要人民币1200万元到2000万元左右,在日本推广的高压加氢站,加注压力达到70MPa,日供氢500公斤,建设成本会更高,约为人民币3000万元左右,以上提到的建设成本仅包含设备采购,安装和场站土建施工成本,不含土地费用。以日供氢量500公斤的加氢站推算,每天只能满足不到30台公交车的加氢需求,投入产出比过低。 另外,达到70MPa压力后,对硬件设施的耐久性是相当大的考验。很多硬件在使用一段时间后便会出现氢气泄露的现象。 同时,氢气压缩机寿命短,技术被国外企业垄断,价格昂贵,阀体等关键部件同样依赖进口,加氢站后期维护成本高,直接导致氢气终端使用价格居高不下,目前终端氢气使用成本(含气体提纯)处于40~50元/公斤。 另外,高压加氢站建成之后,站内设施管理、人员上岗培训更加重要,国内相关管控措施依然不够健全。 在凌兆蔚看来,推广使用固态合金储氢技术,目的就是解决氢燃料汽车上路的最后一个门槛,解决储氢、加氢的难题。随着全球氢能产业逐渐向中国市场的转移,中国市场具备了固态合金储氢技术产业化的发展条件。 明年将进行试点应用 在演讲中,黄宝泉将低压固态合金AB2储氢装置单元(压力5MPa,有效储氢量为8.4kg,体积376.9L)与高压气态储氢罐组单元(压力35MPa,有效储氢量为9.5kg,体积1295.8L)进行举例对比。结论显示,相同体积下,固态低压合金储氢装置,压力降低为高压气瓶的1/7,可有效储存的氢气质量为高压气瓶的3倍。 据悉,佳华利道针对日行300公里行驶里程需求的9米公交车研发的第一台合金储氢系统产品,通过测试显示储氢质量数据达到16.8公斤,未来随着新材料研发和制造工艺的成熟,储氢质量密度有望得到更大的提升。 黄宝泉认为,固态合金储氢市场前景广阔,适用于城市客车、重型卡车、物流车和叉车等。合金储氢技术可实现大于5000次的循环充放,足够覆盖客车使用生命周期,降低用户运营维护成本。车辆报废后,合金可回收再利用。 固态合金储氢瓶 另外,合金储氢技术简化加氢站建设过程。固态合金储氢技术仅需要6MPa,不需要向国外进口昂贵的隔膜式压缩机和其他硬件,只需要常规20MPa压力的长管拖车就可以作为加氢站使用,令初始建设成本降至人民币700万元以下。另外,实现了简化后的加氢站,占地面积也仅为500平方米左右。更重要的是,低压加氢站日供氢量完全取决于长管拖车和加氢口的周转率,如此一来,加氢的车辆不再需要受限于原来高压加氢站的日供氢量,终端用户的氢气使用成本(含气体提纯)可降低至20~30元/公斤。 凌兆蔚说:“我们申请了固态合金储氢技术车辆使用的相关企业标准,在向国家相关部门报备之后即可试销,计划明年上半年建立应用试点,已经有多个地方政府明确表示愿意进行合作。” 固态合金储氢技术有哪些不足吗?“有,但可以接受,并且已经有明确的改进思路和方法。”凌兆蔚表示。固态合金储氢技术相比高压储氢技术,储存同等质量的氢气,整个系统需要的质量会更大、更重,一定程度上减少车辆的续驶里程,但依然能满足车辆300公里以上的续驶里程需求,且系统占用体积非常小,未来第二代系统整体会更轻,将会大大增加车辆续驶里程。 |
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