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氢燃料电池业会否出现“热恋”后的“冷落”?

导读: 佛山“氢能周”把氢燃料电池再一次推到了聚光灯下,氢燃料电池在社会上的热度不断增加。业内普遍认为,氢燃料电池产业链尤其是上游产业和下游氢燃料电池汽车配套设施的成熟程度,将直接影响氢燃料电池产业的发展。

氢燃料电池业会否出现“热恋”后的“冷落”?

佛山“氢能周”把氢燃料电池再一次推到了聚光灯下,氢燃料电池在社会上的热度不断增加。业内普遍认为,氢燃料电池产业链尤其是上游产业和下游氢燃料电池汽车配套设施的成熟程度,将直接影响氢燃料电池产业的发展。这个产业会否出现“热恋”后的“冷落”,不仅需要政策的引导,还需要好的发展思路。

制氢的挑战

日前,国内首个氢燃料电池氢气品质团体标准《质子交换膜燃料电池汽车用燃料  氢气》(T/CECA-G 0015-2017)正式对外发布,该团体标准其中一项重要内容即规定了燃料电池汽车用氢气的品质。据电池中国网了解,燃料电池汽车对氢气的品质极其挑剔,并非99.999%的高纯度氢气就能用到燃料电池车里面”。在对氢气的高品质检测上,氢气中的很多杂质目前国内实验室尚难检测。

燃料电池对氢气的严苛要求,对制氢也带来很大挑战,而且制氢企业面临的不只是氢气品质方面的挑战。水电解制氢分为两种,一种是利用碱液来制氢,另一种用纯水制氢。

英国ITM电力公司总经理Nick Hart介绍了PEM(质子交换膜)水电解制氢技术的最新进展。Nick Hart认为,水电解制氢不仅要保证高质量,还要注意电解槽的工作效率以及与电网的关系。此外,Nick Hart还表示,水电解制氢在全球范围内应该有共同的标准可循。

储氢装置的技术创新

浙江大学教授郑津洋介绍了中国加氢站储氢技术的进展。储氢装置是加氢站技术中的一个重要装置,随着氢能的发展,加氢站的建设越来越多,储氢装备的需求量不断增长。这种高压储氢装备与传统装备有一些区别,主要有以下特点:

一、氢气容易发生泄漏和爆炸;二、过高的压力可能会导致容器破坏;三、氢有可能侵入到材料内部,导致材料性能劣化。

郑津洋认为,加氢站储氢装置应该具备以下基本特点:

一、能够承受高压;二、装置具备在线检测功能,一旦氢气发生泄漏,可以第一时间知道;三、有发生危险自动报警的能力;四、良好的经济性,制造更加简便。

大容量的高压氢气储存仍然面临着成本、安全、容积等方面的挑战。加氢站用储氢装置与车载储氢容器不同:车载储氢容器追求轻量化,但加氢站对储氢容器的重量没有明确要求。从美国能源部提出的技术指标可以看出,它是按照经济性来判断的。

据此,浙江大学联合浙江巨化装备制造有限公司和北京海德利森有限公司,成功开发了全多层钢制高压储氢系统,该技术的核心思想是采用全多层结构,通过四方面的创新,解决安全性问题和经济性问题。

这四方面的创新为:一、通过全多层的技术解决“氢脆”的问题;二、使用预应力钢带缠绕技术,降低成本;三、基于失效模式的设计,设置安全监测报警装置;四、模块化设计。丰田中国常熟加氢站前不久投入使用,该加氢站采用的即是98MPa全多层钢制高压储氢技术。

加氢站的布局思路

氢燃料电池汽车的推广与纯电动汽车有所不同,纯电动汽车只需在电网覆盖且电力供应满足需求之处建设充电桩,即可完成基础设施建设,而氢燃料电池汽车则需要建设加氢站、制氢厂等一系列设施。建设加氢站的成本比充电桩要高出许多,这也是燃料电池汽车目前推广难的一个重要原因。

以前说“要想富,先修路”,道理相同,氢燃料电池作为一个产业要发展,首先要把基础设施完善起来,打通这一环节,才能缓解和消除氢燃料电池汽车用户的加氢焦虑。

业内普遍认为,氢燃料电池汽车适合长途、重型车,纯电动汽车受限于动力锂电池的技术水平,更适合短途、轻型车。在未来车用能源中,氢燃料电池汽车与纯电动汽车将并存互补,共同支撑新能源汽车产业的发展。

电池中国网在与业内人士交流时,有一个共识,即发展氢燃料电池应该换一种思路,不能每个城市各立山头、单打独斗。由于氢燃料电池汽车更适合跑长途,在全国主要高速沿线布置一定数量的加氢站(加氢站规模和级别无需太大),就能盘活沿线的氢燃料电池汽车市场。同时,在高速沿线也可以多布局一些加氢加油合建站,这样就降低了建站和运营成本,根据氢燃料电池汽车所处的不同发展阶段,合理安排加氢、加油业务所占的比例。

12月6日,在佛山“氢能周”开幕式上,中石油和中石化已经宣布开始加氢加油合建站的建设,这是一个好的开始。

市场经济不是万能的,并非只要实行了市场经济,资源配置就可以自动优化。市场本身具有自发性,市场调节具有一定的滞后性甚至盲目性。我国氢燃料电池产业会不会出现“热恋”后的“冷落”?如何在全球范围内抢占氢燃料电池制高点?这些问题仅凭市场自行调节难以全部解决,还需要相关政策的支持、引导和规范,氢燃料电池产业的发展考验着决策者的胆识和魄力。

作者:周效敬

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