氢能基础设施产业集聚效应明显,油氢合建是未来方向

宁洋

新一代汽车,能源,新材料,互联网

  • 2019-08-14
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2019年7月1日,国内首座油氢合建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成,意味着“三桶油”在氢能领域布局的冰山一角已经初步显现出来,本文简介了国内加氢站的标准及规格,并阐述了国内加氢站的分布及发展趋势。

摘要:2019年7月1日,国内首座油氢合建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成,意味着“三桶油”在氢能领域布局的“冰山一角”已经初步显现出来,本文简介了国内加氢站的标准及规格,并阐述了国内加氢站的分布及发展趋势。

据中国氢能联盟预计,2050年国内氢能利用将占总能源利用体系的10%以上,需求量接近6000万吨,其中交通领域氢气用量为2458万吨,占交通领域能源总量的19%。国内的燃料电池汽车按照规划,2030年将达到100万辆,而加氢站是氢能产业上游制氢、中游储运氢和下游交通领域应用的枢纽,因此,建设加氢站受到了各国和地区的重视。

加氢站按标准分为三级,混建为未来方向

工信部主编的《加氢站技术规范(GB50516-2010)》中规定,加氢站可以单站建设,也可以混合建设,前者需要重新选址,投资成本很高;而在已有的加油站中并入加氢装置不仅节省了成本,同时规避了目前电动车充电面临的场地问题,是未来加氢站的发展方向。

2019年7月1日,由中国石化主导的佛山樟坑油氢合建站正式建成,这是国内首座“油、氢、电”混合服务网点,其日供氢能力为500kg,意味着“三桶油”已开始在加油站中并入加氢设备,显现“冰山一角”。

  表1 《加氢站技术规范(GB50516-2010)》中加氢站的等级划分

(资料来源:《加氢站技术规范(GB50516-2010)》)


加氢站外供氢着重制氢厂距离,内制氢着重制氢技术

按氢气来源划分,加氢站可分为外供氢加氢站和内制氢加氢站。其中,外供氢加氢站内无制氢装置,氢气主要通过高压气运、低温液运或者高压低温管道,从周边制氢厂运输至加氢站。该类加氢站在储存时,由压缩机将氢气压缩后,传输至站内的大型高压储氢瓶内,使用时通过管道送至氢气加气机,而后加注到汽车中。全球约30%加氢站为液氢加氢站,主要分布在美国和日本,国内目前全部为高压气体加氢站。

  

图1外供氢加氢站工作流程简图

(资料来源:《燃料电池汽车加氢站的工程实践》)

内制氢加氢站则是在站内建有制氢系统,目前在加氢站已应用的制氢技术包括电解水、天然气重整,以及可再生能源制氢。站内的氢气储备,主要依靠自主制备的氢气,经过纯化、干燥后再进行压缩、存储,使用时通过氢气加气机加注到氢能源燃料电池汽车中使用。由于电解水和天然气制氢较可再生能源制氢的设备易于安装、自动化程度高,且技术较为成熟,因此内制氢加氢站中较多采用电解水和天然气重整路线。

  

图2 内制氢加氢站工作流程简图

(资料来源:《燃料电池汽车加氢站的工程实践》)

加氢站依托各地优势资源,区域集聚效应凸显

截至2019年6月,国内已运行加氢站共30座,加氢规模500kg以上的占53%,但多为示范运营和内部试验为主,在建加氢站合计约有40余座。从已运行的加氢站中由远及近来看,国内加氢站的日加注能力规格逐渐增大,已从200kg/d提高到1000kg/d甚至2000kg/d。

  

图3 国内已运行加氢站具体分布

(资料来源:《我国燃料电池汽车加氢站发展现状及对策建议》

从产业布局来看,加氢站的区域集聚效应显著,国内已运营的加氢站主要集聚在上海、广东、江苏和湖北四省,约占全部加氢站的65%。主要是由于这四个地区发展氢能产业较早,是国内最早的燃料电池研发与示范地区,其中,东部地区(山东、江苏和上海)区域内氢能利用相关的规模以上企业约有68家,示范运行的燃料电池客车约600辆;南部地区(广东)拥有规模以上企业32家,示范运行燃料电池客车95辆。国内制氢企业分布也明显呈现出东部沿海多内陆少,北京、山东、江苏、上海和广东氢气产量占全国制氢总量超过60%。

小结

加氢站按标准分为三级,油氢混建为未来方向;加氢站外供氢着重于制氢厂距离,内制氢着重于制氢技术;加氢站依托各地优势资源,在上海、江苏、广东、湖北等区域集聚效应凸显;随着“三桶油”在氢能基础设施建设的渗透,将加快设施的建设速度,并确立了油氢合建加氢站的主体建设方向。


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