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氢能技术

国内外加氢站技术路线对比

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2022-6-10     浏览次数:    

加氢站是指为氢能汽车或氢气内燃机汽车或氢气天然气混合燃料汽车等的储氢瓶充装氢燃料的专门场所。自2019年3月,氢能被写入中国《政府工作报告》,提出“推动充电、加氢等设施建设”以来,各地政府纷纷出台氢能相关扶持政策与发展规划,支持与引导氢能与燃料电池发展。在此基础上,燃料电池车发展与加氢站建设提速。国家能源局表示,我国在氢能加注方面获得新突破,已累计建成加氢站超过250座,约占全球数量的40%,加氢站数量位居世界第一。


加氢站分类


按氢气供应方式分类,加氢站可分为站外供氢加氢站和站内制氢加氢站。其中,站外供氢加氢站内无制氢装置,氢气通过长管拖车、液氢槽车或者氢气管道,由制氢厂运输至加氢站,由加氢站压缩并输送至高压储氢罐内存储,通过加氢机加注到燃料电池车中使用。站内制氢加氢站即建有内制氢系统的加氢站。其中,内制氢技术包括电解水制氢、天然气重整制氢和可再生能源制氢等。站内制备的氢气需经纯化、干燥后再进行压缩、存储和加注。


各国加氢站技术路线


国际上,美国、日本、欧洲等国家在加氢站技术开发方面起步较早,90%以上加氢站具有70MPa加氢能力,以液氢储存的大容量加氢站日加氢量可超过2000kg,加氢站全负荷、高可靠运行技术持续进步,支撑氢能基础设施全周期成本逐步降低。美国、欧盟以及日本加氢站发展路线图如下:


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我国加氢站进程


我国重点发展燃料电池商用车,采用35MPa的III型瓶用于车载储氢,氢能供应以20MPa的高压管束形式为主,尚无液氢加氢站运行经验,同时站内制氢加氢站受法规 与标准限制,因此我国当前建成的加氢站绝大多数为外供高压气态氢的35MPa加氢站。


随着我国燃料电池车的规模化应用,我国加氢站将逐步由当前的低负荷、粗放式加氢运行状态过渡至高密度、快速加氢的全负荷运行状态;燃料电池车在大重载、长续航场景下拓展应用,将出现储氢密度更高的70MPa加氢需求。根据国华能源投资有限公司的研究,我国加氢站技术路线如下:


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我国加氢站技术与美国、日本、欧洲等国家仍然有一定差距:一方面,现役35MPa加氢站尚未经历高负荷加氢工况下的性能和可靠性验证,存在较大优化空间,35MPa加氢站关键装备的核心零部件依赖进口,有待深入开发;另一方面,70MPa加氢站关键装备完成攻关后,仍需经过加氢站应用验证,进一步提高性能与可靠性,攻克核心零部件国产化,提高竞争力。此外,用于大规模加氢的液氢站技术基本处于研发空白状态。


我国应采取高压气态储氢和液氢储氢加氢技术并举路线,积极开发70MPa高压气态加氢站及液氢加氢站,重点提升加氢站关键材料及组件的性能,开发出高性能、长寿命、低成本的氢气压缩机、液氢泵,形成系统性、自主化的完整产品谱系,满足燃料电池汽车用氢场景的需求。


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