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全球首座低压加氢站落地!低压储氢技术有何“与众不同”?

2019-07-12 09:04:13 杨珮琳

7月8日,全球首辆装配有低压合金储氢系统的公交车在辽宁葫芦岛正式公开亮相,坐落于葫芦岛兴城经济开发区的全球第一座低压加氢站也已完成建设,正式投入推广示范。

在同期举办的“2019辽宁氢能产业发展高峰会”上,众多院士、专家围绕氢能与低压储氢技术予以解读,探讨其未来发展前景。

全球首座低压加氢站落地!低压储氢技术有何“与众不同”?

“与众不同”的低压储氢技术

虽然燃料电池发展迎来高潮,但整个氢能产业仍然存在不小挑战。今年的全国两会上,中国科学院院士欧阳明高就指出,发展氢燃料电池汽车当前最大的难点是车载储氢技术没有达到理想状态,而且成本偏高。想要解决这个问题,必须靠技术创新。

当前,氢能存储的主流方式有高压氢气罐储存、液氢存储等。在深圳市佳华利道新技术开发有限公司(以下简称佳华利道)与北京有色金属研究院、太空科技南方研究院联合攻关下,储氢技术开辟了另一条路径——低压合金储氢。

全球首座低压加氢站落地!低压储氢技术有何“与众不同”?

低压合金储氢在加氢时采用无加压,不存储的加注方式可以降低加氢站设备与投资要求,占地面积由原先的3000平米大幅降至300-500平米。这样也就可对现有加油站和CNG加气站稍加改造便可投入运营。

此外,高压加氢站受到加压机以及高压储氢容量的影响,站内氢气存储量在500-2000公斤不等,而低压加氢站则不受存储量的限制。

低压合金储氢系统的制造过程从原材料到生产全部实现国产化,合金材料也可回收再利用。

“该技术有效的氢气储存量可以达到93%。”有研工程技术研究院教授级高工蒋利军表示,该技术可以满足现在汽车的需求,即在20分钟之内把氢充满,续航在300公里以上。“这个储氢罐可以在20分钟之内充入15.4公斤的氢,而充氢的压力只有5.0Mpa。”蒋利军说。

现场演示加氢 产品技术获得专家肯定

加氢站现场,工作人员为一辆燃料电池公交车进行了加注,整个加氢过程不到20分钟,其安全性、便捷性和稳定性赢得了参观人员的认可。在乘坐体验环节,大家也对车辆的平稳性、舒适性和环保性给予了肯定。

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与会专家表示,氢燃料汽车发展最基础的加氢站在中国还属于薄弱环节。目前的固态合金储氢技术解决了氢燃料汽车上路的最后一道“门槛”。随着全球氢能产业逐渐向中国市场转移,固态合金储氢技术产业化的发展条件也逐渐成熟。

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中国工程院院士郭孔辉

“低压储氢汽车一直受到广大地区的热烈欢迎,需求侧一直很兴旺。”中国工程院院士郭孔辉表示,“氢能源汽车发展有着可喜的前景,低压合金储氢技术来的正是时候。”

工信部装备工业发展中心副研究员尚勇指出,该技术可以使运输、储存到加注环节的压力降低下来,这样就可以绕过国外的氢压缩机以及储罐的技术壁垒,实现自主突破;另外在储氢密度上又能提高三倍,这样初步计算可以产生20倍的放大效应。

“目前,我国没有高强度的碳纤维和高压的压缩机,因此采取低压合金储氢技术路线是可行的,也具有一定创新性。”中国科学院院士都有为说。

中国工程院院士徐志磊表示,低压合金储氢的技术接近于成熟,对其开发前景比较有信心。

特别是该技术由多个团队共同开发,涉及众多领域,例如材料、制氢等方面,将各自优势进行整合,体现出了非常好的合作精神。

“一个产品变成一个商品,商品变成一个市场,市场变成一个产业,这个过程很漫长,我们要支持并推广这样的合作与团队精神,推动整个产业健康发展。”徐志磊说。

积极应对挑战 推进产业应用

低压合金储氢技术迈出了万里长征的第一步。对于其未来发展,院士、专家纷纷提出了看法与建议。

具体技术方面,尚勇提了几点建议:

一是合金储氢的材料,吸氢和放氢压力与温度控制需要非常精准的控制策略,并考虑到加速、减速等整个工况的要求,例如储氢材料放氢的速度能否跟上工况的变化需要重点考虑。

第二,该技术目前主要应用在商用车,未来的发展还要向乘用车转移,覆盖到全部车型,因此储氢系统整体的质量也需要进一步降低。

第三是系统的回收和报废。

第四是考虑不同地区温度的差异,能否做到快速启动。

徐志磊表示,储氢技术与基础研究和应用研究的相关性很高,需要用多学科的方法连接理论与实验使其变得更好。这也就需要在不同的阶段里,众多专业协同合作开发。

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蒋利军坦言,在同种工况条件下跟高压储氢进行比较,确实由于比高压罐偏重,使得低压储氢系统的百公里耗氢量多了0.3公斤。

“但这个范围是可以接受的,按照目前每公斤50元的情况计算,百公里仅增加15元,与建加氢站的整个资金投入相比还是降低了成本,并且重点在于安全性提高了。”蒋利军指出。

未来需要发展更好的燃料电池的储氢材料,形成标准化的产品之后通过批量制造降低加工成本。

合力攻关 产业集群优势显现

国家发改委能源研究所可再生能源发展中心主任任东明表示,各个地方在推动氢能发展时,一定要认识到氢能的产业链比较长,要以合作共赢的理念,进行强强联合。

葫芦岛在兴城全力建设氢能源产业基地正是秉承了这个理念。首先,“富氢”是葫芦岛氢能源产业基地的先天优势。2018年,葫芦岛本地氯碱化工企业航锦科技股份有限公司(以下简称航锦科技)副产氢达1万吨。

其次,作为氢燃料电池的国家队,大连化物所一直承担国家燃料电池课题研究,其下属企业新源动力主要生产氢燃料发电机,为葫芦岛氢能源产业提供强大的科技研发支持。

全球首座低压加氢站落地!低压储氢技术有何“与众不同”?

在高峰会上,国内行业的领军企业热情高涨,纷纷投来橄榄枝,要与葫芦岛氢能源产业深度合作。

辽宁佳华新能源有限公司分别与葫芦岛新奥燃气有限公司、航锦科技签订了加氢站建设战略合作框架协议、高纯度氢气供应战略合作框架协议。

佳华利道与深圳市新能源车辆应用推广中心签订了低压合金储氢式氢燃料电池车辆应用推广框架合作协议;兴城市人民政府与深圳绿航星际太空科技研究院签订了氢能源研发战略合作协议。

欧阳明高曾指出,中国燃料电池的商业化已经开始,在中国的北方寒冷地区,燃料电池产业将更具竞争力。

业内专家指出,低压合金储氢的技术路线使加气难的问题得到简化,对加速氢燃料汽车落地、推进整个行业发展将起到实实在在的作用。同时,该技术路线还同时带动了整个氢能产业链发展,有望带动产业经济新腾飞。

正如佳华利道董事长凌兆蔚接受采访时所说:“我们的目标是打造更符合中国国情、更安全、更经济的燃料电池汽车技术。”

新能源