低壓儲(chǔ)氫能否成為氫能車發(fā)展突破口?
汽油和柴油,天然氣和氫氣怎么樣?在大眾眼中,氫作為汽車燃料是非常危險(xiǎn)的,國家也將氫列為危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行管理。儲(chǔ)氫、加氫、用氫各個(gè)環(huán)節(jié)都存在安全隱患。另一個(gè)不為人知的事實(shí)是,氫燃料電池的很多關(guān)鍵部件和儲(chǔ)氫充氫設(shè)備都需要進(jìn)口,而國內(nèi)同級(jí)別產(chǎn)品的高價(jià)也在一定程度上制約了氫燃料電池汽車的普及和推廣。然而,現(xiàn)在有一種被稱為“低壓儲(chǔ)氫技術(shù)”的黑色技術(shù),可能會(huì)加快氫燃料電池汽車的到來。
60秒閱讀全文:●低壓加氫站建設(shè)成本不到400萬元,遠(yuǎn)低于同規(guī)模高壓加氫站1000多萬元的投資,安全性大大提高。●低壓儲(chǔ)氫燃料電池公交車加氫15公斤約需20分鐘,可滿足300公里以上車輛的運(yùn)行里程要求,駕駛體驗(yàn)與純電動(dòng)公交車無異?!褴囕d低壓儲(chǔ)氫罐短期內(nèi)不適合在乘用車領(lǐng)域推廣。低壓儲(chǔ)氫技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展還需要后續(xù)驗(yàn)證,等待相關(guān)法律法規(guī)的完善和頒布。
7月8日,全球首個(gè)低壓加氫站在遼寧省葫蘆島市興城市揭牌?,F(xiàn)場展示了低壓儲(chǔ)氫技術(shù)的關(guān)鍵部件、加氫全過程和車輛運(yùn)行情況,吸引了中國工程院院士郭孔輝、中國科學(xué)院院士徐志雷三位院士駐足體驗(yàn)。
與南陽“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”的炒作不同,本次低壓儲(chǔ)氫技術(shù)演示會(huì)將整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件、各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)和技術(shù)思路拿出來供大眾討論。包括國家有關(guān)部門和地方政府領(lǐng)導(dǎo)在內(nèi)的主要合作伙伴都站出來積極交流。興城人將率先登上低壓儲(chǔ)氫燃料電池公交車。
“世界首個(gè)低壓加氫站在遼寧省葫蘆島市興城揭牌”
為加氫站節(jié)省2/3的建設(shè)成本。
與純電動(dòng)汽車相比,氫電池汽車在續(xù)駛里程、充電時(shí)間、低溫性能等方面具有明顯優(yōu)勢。國內(nèi)一直在努力推動(dòng)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但實(shí)際上路運(yùn)行的氫燃料電池汽車數(shù)量并不多,難點(diǎn)之一在于高壓儲(chǔ)氫技術(shù)的安全性。
目前國內(nèi)氫燃料電池汽車使用的是35MPa的氣態(tài)壓縮氫氣,這將與未來歐美正在推廣的70MPa的壓力相一致。這意味著壓力為20MPa的氫氣由加油機(jī)輸送到氫加氣站后,只能通過氫加氣站內(nèi)的多級(jí)增壓設(shè)備加入到壓力為35MPa的儲(chǔ)氫瓶內(nèi)。
在這個(gè)過程中,已經(jīng)處于高壓的氫氣很容易泄漏,任何電火花都可能引起爆炸。另一方面,我們今天介紹的車載低壓儲(chǔ)氫罐,儲(chǔ)氫壓力只有5Mpa,安全性更高。它可以替代布置在氫燃料電池頂部的巨大高壓圓柱形儲(chǔ)氫瓶,同時(shí)免去了氫氣加氣站對(duì)氫氣加壓、高壓加注和高壓儲(chǔ)存設(shè)備的投入,減少了對(duì)加壓加注設(shè)備關(guān)鍵部件進(jìn)口的依賴。
在加氫站的投資成本上,低壓加氫站的優(yōu)勢非常明顯。目前,日供氫量500公斤的高壓加氫站僅投資1200-1500萬元,占地面積約3000平方米。如果采用全套進(jìn)口設(shè)備,價(jià)格會(huì)更高,每天只能滿足30-40輛氫燃料電池公交車的氫氣需求。而低壓氫加氣站只需要不到400萬元,占地面積只有300-500平方米。
“充電”20分鐘,行駛300公里。
在我們乘坐的展覽大巴上,沒有其他氫燃料電池車的高壓儲(chǔ)氫瓶,取而代之的是更小的低壓儲(chǔ)氫罐。車輛外觀與普通公交車相同,駕駛體驗(yàn)與普通純電動(dòng)公交車相同。
然而,低壓儲(chǔ)氫技術(shù)并非沒有缺點(diǎn)。
《固體合金儲(chǔ)氫裝置》
與氫氣壓縮成高壓氣體甚至液體的儲(chǔ)存形式不同,低壓儲(chǔ)氫是通過吸附金屬粉末將氫氣儲(chǔ)存在重金屬罐中。對(duì)于儲(chǔ)存同樣質(zhì)量的氫氣,雖然低壓儲(chǔ)氫罐的體積只有高壓儲(chǔ)氫罐的三分之一,但它的重量卻增加了很多。
用氣量方面,采用低壓儲(chǔ)氫技術(shù)的車輛比高壓版本高0.3kg/100km左右,實(shí)際用氣量為4.0-4.3kg/100km,在可接受的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍內(nèi)。15kg加氫約需20分鐘,可滿足300km以上車輛的運(yùn)行里程要求。由于系統(tǒng)質(zhì)量較高,低壓儲(chǔ)氫技術(shù)不適合短時(shí)間內(nèi)在乘用車領(lǐng)域推廣,卡車和工程機(jī)械有較好的應(yīng)用場景。
此外,即將引入市場的低壓儲(chǔ)氫合金材料雖然從成本和循環(huán)壽命要求等多方面考慮,但確實(shí)存在重量儲(chǔ)氫密度低的缺點(diǎn),吸放氫過程伴隨一定的熱效應(yīng)和平臺(tái)壓力變化。通過新材料的進(jìn)一步優(yōu)化,下一代產(chǎn)品的重量儲(chǔ)氫密度將得到提升。
“低壓儲(chǔ)氫燃料電池汽車的充氫口”
相對(duì)來說,低壓儲(chǔ)氫罐的價(jià)格還是比較高的,同樣儲(chǔ)氫容量下,比高壓儲(chǔ)氫罐貴20萬元左右。如果將來能大規(guī)模開發(fā),成本可能會(huì)大幅下降。值得注意的是,從低壓儲(chǔ)氫技術(shù)所需金屬成分的提取到儲(chǔ)氫罐的生產(chǎn),整個(gè)過程可以本地化,合金材料也可以循環(huán)利用。
工業(yè)化是最終目標(biāo)。
“我們面臨的是如何利用氫能,更好更快地發(fā)展產(chǎn)業(yè)化,否則,發(fā)展氫能就沒有意義。”中國工程院院士郭孔輝的評(píng)價(jià)更貼近市場。
技術(shù)創(chuàng)新是永無止境的,但工業(yè)化是有很多條件的。低壓儲(chǔ)氫技術(shù)要真正在市場上普及還有很長的路要走,需要國家和地方政府的正確引導(dǎo)和支持。據(jù)葫蘆島市人民政府市長王立偉介紹,氫能是一個(gè)非常前沿的話題,這個(gè)行業(yè)還處于起步階段。引進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的目的是尋求實(shí)用性、應(yīng)用性和產(chǎn)業(yè)化。
《雙方簽署的低壓合金儲(chǔ)氫氫燃料電池汽車應(yīng)用推廣框架合作協(xié)議》
活動(dòng)期間,遼寧嘉華(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)新能源、葫蘆島新奧燃?xì)?、金航科技簽署了氫加氣站建設(shè)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議和高純氫氣供應(yīng)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。嘉里島與深圳市新能源汽車應(yīng)用推廣中心簽署低壓合金儲(chǔ)氫氫燃料電池汽車應(yīng)用推廣框架合作協(xié)議;興城市人民政府與旅航星基簽署氫能研發(fā)戰(zhàn)略合作協(xié)議。
這些協(xié)議的簽署,表明了地方政府和企業(yè)全面發(fā)展氫能應(yīng)用的決心,也提高了低壓儲(chǔ)氫技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的成功概率。
徐志雷、郭孔輝、杜有為三位院士出席峰會(huì)。
編輯有話要說:
發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是為了改善我們的生活環(huán)境,減少污染排放,減少我們對(duì)石化能源的依賴。然而,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),氫的利用必須擴(kuò)大規(guī)模。在汽車行業(yè),無論是氣態(tài)高壓儲(chǔ)氫技術(shù),還是正式亮相的低壓儲(chǔ)氫技術(shù),都必須把安全放在第一位。
從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度來看,無論是哪種儲(chǔ)氫方式和電堆產(chǎn)品,都將面臨材料回收再利用。我們應(yīng)該在汽車工業(yè)大規(guī)模發(fā)展氫能之前做好這些準(zhǔn)備。氫能社會(huì)看似遙遠(yuǎn),但可能是明天!
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