【壓縮機網(wǎng)】相對純電動(dòng)汽車(chē)而言，效率更高、更節能環(huán)保的氫燃料電池汽車(chē)，被一些國家和企業(yè)認為是未來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展的方向，因而有著(zhù)“氫芯”之稱(chēng)的氫燃料電池國產(chǎn)化狀況更令人關(guān)注。

 

　　近年來(lái)，一些國家和主要汽車(chē)企業(yè)紛紛發(fā)布停售燃油汽車(chē)時(shí)間表，新能源汽車(chē)成為未來(lái)發(fā)展的主要趨勢。相對純電動(dòng)汽車(chē)而言，效率更高、更節能環(huán)保的氫燃料電池汽車(chē)，被一些國家和企業(yè)認為是未來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展的方向，因而有著(zhù)“氫芯”之稱(chēng)的氫燃料電池國產(chǎn)化狀況更令人關(guān)注。

 

　　5月8日，廣東省佛山市南海區政府和愛(ài)德曼氫能源裝備有限公司正式簽訂項目投資協(xié)議。該協(xié)議的簽訂，標志著(zhù)愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項目正式啟動(dòng)，這是佛山市實(shí)現氫燃料電池本地化生產(chǎn)的重要一步，有力地推動(dòng)了廣東氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。佛山燃料電池及氫能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新聯(lián)盟也于同日正式成立。

 

　　氫燃料電池國產(chǎn)化提速

 

　　愛(ài)德曼氫能源裝備公司是一家燃料電池制造商，通過(guò)引進(jìn)德國技術(shù)，實(shí)現了完全自主知識產(chǎn)權，完全國產(chǎn)化，有好幾項技術(shù)指標達到國際先進(jìn)水平。去年12月6日，愛(ài)德曼與南海簽訂項目合作框架協(xié)議，達成了愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項目投資協(xié)議。

 

　　愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項目選址于南海區丹灶鎮，將建成氫燃料電池及動(dòng)力總成生產(chǎn)基地，計劃投資30億元，年產(chǎn)能8萬(wàn)套氫燃料電池，分三期推進(jìn)，其中s*期項目將于今年投產(chǎn)，全部項目達產(chǎn)后，預計年產(chǎn)值200億元以上。該項目是南海繼廣東長(cháng)江汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)及氫動(dòng)力研發(fā)中心項目后，引進(jìn)的又一氫能產(chǎn)業(yè)重磅項目。
 

 

　　“氫燃料電池是氫燃料電池汽車(chē)的心臟，也是氫能產(chǎn)業(yè)的核心。愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項目的落地，標志著(zhù)南海區氫能產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節國產(chǎn)化步伐又邁進(jìn)了一大步，夯實(shí)了南海區作為華南地區氫能產(chǎn)業(yè)推廣應用先行者的地位。”佛山市委常委、南海區委書(shū)記黃志豪表示，該項目將加快完善佛山市和南海區新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和氫能產(chǎn)業(yè)鏈，構筑氫能產(chǎn)業(yè)鏈合作的良好格局，加快氫能與燃料電池產(chǎn)品在市場(chǎng)端的產(chǎn)業(yè)化應用與推廣。

 

　　活動(dòng)當天，愛(ài)德曼廣東氫能源裝備公司、浙江大學(xué)流體動(dòng)力與機電系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室、東風(fēng)特汽（十堰）客車(chē)有限公司、佛山市南海區華南新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心等14家企業(yè)和機構的代表與南海區政府共同發(fā)起成立“佛山燃料電池及氫能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新聯(lián)盟”。

 

　　創(chuàng )新聯(lián)盟將大力引進(jìn)高端人才，在南海區建立“院士工作站”和“博士后工作站”，大力推進(jìn)南海燃料電池生產(chǎn)基地建設，并以燃料電池為核心，打造愛(ài)德曼大數據支持下的新型物流服務(wù)平臺，幫助物流企業(yè)優(yōu)化創(chuàng )新物流服務(wù)模式。同時(shí)，創(chuàng )新聯(lián)盟還將根據中央政策和佛山市政府的發(fā)展戰略，設立佛山氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，全面支持佛山市氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

　　全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展遭遇挑戰

 

　　目前，氫燃料電池技術(shù)創(chuàng )新正成為q*能源技術(shù)革命的重要方向，在車(chē)用能源領(lǐng)域，氫燃料電池被認為是實(shí)現車(chē)輛使用階段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技術(shù)方案，是未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的制高點(diǎn)。

 

　　2016年，國家發(fā)改委、能源局等聯(lián)合發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃（2016-2030年）》，將“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng )新”列為能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng )新行動(dòng)的15項具體任務(wù)之一，氫能產(chǎn)業(yè)正式被納入中國國家能源戰略。

 

　　“當前，不少?lài)鴥葟S(chǎng)商都已開(kāi)始布局氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，但是相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈離成熟還有一定距離，只是進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化‘試水’階段。”愛(ài)德曼公司執行總裁龔靖表示。

 

　　作為國內w*掌握量產(chǎn)氫燃料電池金屬雙極板電堆技術(shù)的生產(chǎn)廠(chǎng)家，愛(ài)德曼也有自己的煩惱。“我們目前主要使用進(jìn)口材料，因為他們的技術(shù)更成熟，這也意味著(zhù)更高的成本。”龔靖認為，“作為一個(gè)投入市場(chǎng)的產(chǎn)品，性?xún)r(jià)比非常重要，像膜、催化劑這種原材料和氫氣泵、加濕器配套設施制造，我們希望中國企業(yè)國產(chǎn)化進(jìn)程再快一點(diǎn)，成本能降得再低一點(diǎn)”。

 

　　“氫能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)很難靠某個(gè)企業(yè)單打獨斗取得長(cháng)遠的發(fā)展，需要電池-汽車(chē)-加氫站全鏈條發(fā)展。”上海同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院新能源汽車(chē)工程中心燃料電池復合電源研究所博士周偉表示，加氫基礎設施不足是當前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大阻礙，政府需要持續加大對加氫站建設的扶持和推廣力度，研究制定加氫站發(fā)展的總體規劃布局，鼓勵國有和社會(huì )資本參與加氫站的融資業(yè)務(wù)。

 

　　氫能源產(chǎn)業(yè)的立法問(wèn)題也受到企業(yè)的關(guān)注。“現階段氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐緩慢，與氫這種能源依然被作為化工品沒(méi)有被當作能源產(chǎn)品來(lái)使用有很大關(guān)系。”廣東泰羅斯汽車(chē)動(dòng)力系統有限公司總經(jīng)理張銳明認為，政府應從產(chǎn)業(yè)化角度出發(fā)，解決涉氫全產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)法律法規問(wèn)題。

 

　　降低加氫站成本不妨從壓縮機下手

 

　　氫革命正在進(jìn)行中，勢頭一直在增長(cháng)，但“雞和蛋”難題仍然在這個(gè)熱門(mén)話(huà)題的辯論中出現--燃料電池汽車(chē)(FCVs)制造商不愿意在沒(méi)有足夠氫燃料補給的情況下，大規模生產(chǎn)和銷(xiāo)售FCV；而加氫站建設者不愿意在沒(méi)有足夠FCV的情況下建造加氫站。

 

　　日益增長(cháng)的燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)需要一個(gè)強大的加氫站網(wǎng)絡(luò )，但這些站點(diǎn)的成本仍然很高。

 

　　美國能源部阿貢國家實(shí)驗室的研究人員提出的一種解決方案，可以大幅削減成本，提高燃料的補充能力--幫助氫與汽油競爭。這一概念被稱(chēng)為兩級壓力整合，旨在降低氫燃料站的z*大成本之一：壓縮機。

 

　　通過(guò)重新設想氫氣的儲存方式和壓縮機的運行方式，壓力整合策略可以將一個(gè)新的氫氣站的設備成本降低30%，或者允許現有的站點(diǎn)在不購買(mǎi)新壓縮機的情況下將其燃料容量增加一倍。

 

　　阿貢的研究人員在超過(guò)十年的時(shí)間里，一直在評估氫氣輸送和加注的過(guò)程和成本，并得到了DOE能源效率和可再生能源辦公室(EERE)下屬的燃料電池技術(shù)辦公室(FCTO)的支持和指導。

 

　　壓力整合的想法在2012年成形，經(jīng)過(guò)實(shí)驗室分析，壓縮機和存儲占了一半以上的成本。

 

　　“這確實(shí)激發(fā)了我們的思考和好奇心”，阿貢領(lǐng)導這項研究的s*席能源系統分析師Amgad Elgowainy說(shuō)。“你怎么能降低壓縮成本呢?”

 

　　從更近的角度看，阿貢的研究小組發(fā)現，加氫站的壓縮機往往尺寸過(guò)大，使用不足。

 

　　該設備在高峰時(shí)刻努力工作，以保持高壓力和為顧客加注氫氣，但其他時(shí)間卻閑置著(zhù)。隨著(zhù)壓力降低，氫氣供應罐的排空，加氫站有效分配氫氣的能力也降低了。

 

　　Elgowainy說(shuō)：“在一個(gè)典型的加氫站設計中，有些車(chē)輛無(wú)法完全填滿(mǎn)，因為供應壓縮機儲罐的壓力越來(lái)越小，從消費者的角度來(lái)看，這簡(jiǎn)直是糟糕。”

 

　　兩級壓縮系統通過(guò)將供應存儲分為兩級來(lái)實(shí)現。

 

　　在非高峰期間，壓縮機將氫氣從第2級容器轉移到第1級容器中，而不是閑置的。

 

　　當為儲氫罐加注高壓氫氣時(shí)，壓縮機將從第1級儲氫罐中抽取氫氣。由于在非峰值時(shí)的壓力整合，第1層處于高壓狀態(tài)，壓縮機能夠實(shí)現比其他類(lèi)型的壓縮機更高的吞吐量。

 

　　“這不是新發(fā)明，”Elgowainy說(shuō)。 “這是一種在加注氫氣時(shí)的發(fā)明。”該方法可以與任何儲氫系統一起工作，無(wú)論是固定式地面儲存還是用管式拖車(chē)輸送氫氣。

 

　　由于壓縮機使用合并式壓縮方法，可以使加氫站使用更小、更便宜的壓縮機。兩級壓縮方法可以使加氫站的氫氣利用率達到80%，而在普通的加氫站只有約60％。這樣可以增加氫氣運輸效率，進(jìn)一步降低成本，并減少了燃料供應的中斷。

 

　　z*后，新方法通過(guò)持續穩定地運行壓縮機，有助于延長(cháng)壓縮機的使用壽命和可靠性，而不是隨著(zhù)需求波動(dòng)隨時(shí)啟動(dòng)和停止。

 

　　Elgowainy說(shuō)，這一概念z*終可以應用于氫以外的領(lǐng)域，并對其他氣態(tài)燃料（如壓縮天然氣燃料）也有幫助。

 

　　在過(guò)去的三年里，阿貢研究人員在國家可再生能源實(shí)驗室測試和改進(jìn)了兩級壓力整合概念。

 

　　現在，由于能源部技術(shù)商業(yè)化基金的獎勵，他們計劃做一個(gè)真實(shí)的演示。位于賓夕法尼亞州沃明斯特(Warminster)的壓縮機制造商PDC機械公司正在與阿貢合作。

 

　　PDC副總裁Kareem Afzal說(shuō)：“壓力整合的使用有可能降低氫站的成本。他補充說(shuō)，這也減少了加氫站的體積規模，這兩種都是加氫站上潛在的寶貴價(jià)值。”