電子發燒友網報道(文/黃山明)近日,據央視新聞報道,目前國內加氫能力最大、集成新技術最多、并使用光伏綠點制氫一體站的廣東韶鋼產業園加氫站正式投入運營。
據了解,該加氫站于今年7月24日開工建設,總占地面積為20畝,設計加氫能力為每天4噸,目前投運的一期加氫站按2噸/天配置,可為300多輛氫能物流車輛加氫,實現了從制氫到儲運氫,到加氫再到運氫的全氫生產流通鏈。
公開信息顯示,該加氫站目前由三種供氫模式構成,除了站內配備550標準立方米/小時綠氫制氫裝置,通過屋頂光伏發電為水電解功能制氫為主來供氫外,還有焦爐煤氣管道供氫、管束車供氫等。
對于加氫站而言,除了制氫以外,氫氣的存儲運輸方式是設計加氫站時的重點與技術難點。盡管中國作為產氫大國,氫原料豐富,但是由于運輸和儲存條件苛刻,儲運環節成為了氫產業鏈上的難點,這甚至影響到了加氫站的模式設計。
根據氫氣存儲方式的不同,外供氫加氫站進一步劃分為高壓氣氫和液氫占兩大內,其中高壓氣氫站建設成本相對較低,也是全球應用最為廣泛的加氫站模式,當前國內的加氫站均為高氣壓氫站,包括目前新建的韶鋼產業園加氫站。
從加氫站的主要構成來看,主要設備有壓縮機、儲氫罐、加氣機、泄氣柱、管道、控制系統、氮氣吹掃裝置、監控裝置等。核心設備主要是儲氫罐、壓縮機、加氣機,值得一提的是,壓縮機成本在加氫站全部的建設成本中占比大約在30%左右。
另一方面,以壓縮機為例,目前國內加氫站普遍采用的是隔膜式壓縮機,能夠較好的解決排期壓力高和壓縮后氫氣純度的問題。但在實際應用中,卻還是有一些問題需要重視。
比如制氫在化工流程中原本是連續運行,但在加氫站中卻變為間歇運行,這就需要頻繁啟停,對于隔膜壓縮機重要運動件的不良影響不容忽視,大大降低了膜片的使用壽命,同時在氣壓較低的情況下,整機排氣量也會明顯降低。
同時,往復活塞式壓縮機在排氣壓力較高的情況下,壓縮介質的密封效果和整機機械效率都會明顯降低,并且對于32MPa以上的排氣壓力,往復活塞式壓縮機并不是合適的選擇。對此,有業內人士提出三個解決方案,一個是采用離子壓縮機;二是改良現有設計適應頻繁啟停工況;三是大排量機組可以考慮低壓段用活塞式壓縮機,高壓段用隔膜式壓縮機的組合方案。
在此之前,單獨的加氫站成本非常高,主要是由于氫氣的需求量相對較少,獨立加氫站面臨虧損的問題,單純的加氫站建設難以實現大規模推行。
不過如今隨著加氫站于國內物流相結合,再加上國內車廠在加速推出氫氣卡車,加氫站的運營前景已經得到扭轉。
還需值得注意的一點是,目前國內外加氫核心設備仍然存在明顯的技術差距。比如從2020年數據來看,歐美日加氫站普遍采用與汽車配套的70MPa壓力標準,并已經實現設備量產,而日本已經提升到了88MPa。
氫氣壓縮機上,美國PDC等公司已經掌握具有三層金屬隔膜結構的氫氣壓縮機制造技術,輸出壓力上限超過85MPa,此外在高壓儲氫罐、氫氣加注機上,美國、加拿大、德國、日本等都已經實現了70MPa以上的耐壓。
而國內的加氫站供氫系統在2020年尚處于35MPa壓力的技術水平,核心設備主要依賴于進口。如今的韶鋼產業園加氫站的壓縮機、儲氫罐、氫氣加注機還未知道技術水平到底是多少,但很難在1年內追趕上國外先進水平。
隨著碳中和戰略的推進,國內氫氣產業也在快速的發展,包括更多的加氫站建設以及光伏、風電儲能制氫的出現,都加速推動氫氣產業的爆發。但需要正視的是,如今加氫站核心技術上還較國外有所落后,國內需要追趕的腳步還不能停歇。
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