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活动 | 氢论2022——加氢站关键技术与设备、设计建设与运营专题论坛实录

发表时间:2022-04-25 14:57
嘉兴市长三角氢能产业促进会.

嘉兴市长三角氢能产业促进会成立于2021年,是由积极投身于氢能产品研究、开发、制造、应用、服务等领域的企业、单位主体自愿组成的非营利性社会团体。

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液氢储存和液氢泵——清华大学车辆与运载学院肖秋红


随着氢能产业规模的不断提升,氢储存、配送、运输在整个氢供应链中的重要性日益凸显。
目前,我国液氢、有机液态储氢等新型氢储运技术还不成熟,仍主要以高压气态形式进行氢储运。当前行业正积极推进液氢储运的示范运行,并进行天然气掺氢、管道输氢、有机液体储运、固体材料储运等技术的开发和布局。
国内氢储运技术未来的主要发展方向是推进70MPaIV型瓶的标准出台和产业化应用、气瓶用碳纤维的自主化、降低氢气液化能耗和氢气液化成本、国产民用液氢技术和装备的逐步突破。预计在2025年可以实现70MPaIV型瓶的广泛使用,初步实现液氢装备自主化,开展一批液氢存储示范项目;至2030年,98MPaIV型瓶将实现规模化生产,气瓶成本进一步下降,液氢装备可以实现规模化生产,成本显著下降,在中远距离大规模储运方面实现规模化应用。远期(2050年)氢气管网将密布于城市、乡村,车载储氢将采用更高储氢密度、更高安全性的储氢技术。
高压气态储氢是目前应用最广,技术最为成熟,但是在安全性和储氢密度方面天然存在瓶颈;低温液态储氢技术在单位质量和单位体积储氢密度具有绝对优势,但是由于在液化过程中能耗大,以及对储氢容器的绝 热性能要求极高等原因,储存成本过高,但是对于大规模、远距离的氢能储运,低温液态储氢有较大优势。肖老师就液氢储罐和液氢泵的核心配件技术要点做了简单的介绍与展示,并对此的商业应用提出了展望。

加氢站压缩机关键技术及其研发——西安交大动力工程及工程热物理专业博士、博士生导师贾晓晗

为实现碳达峰、碳中和目标,加快氢能基础设施建设,尤其是加氢站的建设刻不容缓。作为加氢站的核心设备——压缩机的研发就是顺势而为。全球加氢站增压设备类型主要是隔膜压缩机、液驱活塞压缩机与离子液体压缩机。
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隔膜压缩机具有极佳的泄漏特性,工作腔无需任何润滑,压缩工质纯度高,高排气压力、大压比,但是他的缺点也是十分明显:基础理论储备差、核心部件寿命低、关键设备可靠性差、流量小、无法带载启停。液驱活塞压缩机则是空间紧凑、占地面积小,可带载启停,成本略低,可靠性高,易损部件少等,缺点则是存在泄漏,控制复杂,噪音大(无隔音措施),动密封件寿命短。离子液体压缩机拥有多级压缩、高效率、超大压比以及进气压力低至0.5-0.6MPa等优点,但其结构复杂、动力系统复杂、离子液体分离以及国内暂无相关技术的缺点也是显而易见的。
未来,对加氢站的需求越来越大,势必会对压缩机的要求也越来越高,我们必须在膜片寿命提升技术、排气孔热应力调控技术、超高压密封技术、油气隔离技术、多缸控制策略等技术问题上有所突破,才能适应社会的需求。

氢能压缩机研发与应用——丰电金凯威(苏州)压缩机有限公司

总经理刘杰


氢气清洁、无毒、高效、可燃性好,热值为汽油的三倍,燃烧产物仅为水。《巴黎协定》生效以来,国际社会为建立清洁、低碳、安全高效的能源体系,积极探寻绿色能源转型路径,氢能被寄予厚望。
氢气压缩机是氢能产业链中的关键装备,其工作原理为将低压气体经过单级或多级压缩,使得排气压力达到特定值,从而高效率实现氢气制取、氢气充装以及加氢站氢气加注。
丰电金凯威是目前国内唯一一家压缩机产品可以覆盖氢能全产业链的公司(制取、充装、加注),公司产品覆盖制氢原料气压缩机、氢气充装压缩机、加氢站压缩机,是国内唯一一家能为氢能从制取到加注提供全套压缩气体解决方案。设计集装箱式加氢站用压缩机,方便移动,实现快速充装。易损件更换简便。操作简单,维保容易,且提升产品运行效率、延长更换件使用寿命、高效响应售后问题处理,降低客户经济损失。
针对目前行业压力低、技术弱以及起步晚的痛点,丰电金凯威有了比较成熟的解决方案,解决高压隔膜压缩机设计方法滞后的问题,突破压缩机的启停次数限制,启停次数突破50次/天,解决传统整体式缸头高强度、抗氢脆材料成本过高的问题,成本降低50%以上。随着氢能产业发展的日趋旺盛,氢能压缩机的市场需求也正朝着‘更高压比、更加高效、更加可靠、更加安全’的方向发展,丰电金凯威立足于市场前沿,率先研发了多款性能先进的隔膜压缩机产品。


液驱压缩机在加氢站的应用实践分享

——北京海德利森科技有限公司CMO兼市场总监郭魏



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目前国内加氢站的“特色”:大多数示范站的配置偏低,   加氢能力小于等于500kg/d,示范车辆普遍较少,   每日加氢量较低,   车辆加氢时间无规律, “默认”使用隔膜压缩机,   难免“以偏概全” 、“削足适履”。郭总根据现有国内的现状总结了自己的看法:国内目前建的基于目前建的所有的加氢站,包括我们看到在国内做的比较好的这些商业加氢站,未来在压缩机上我觉得要注意5个问题:第一个就是零星材料;频繁启停对压缩机的选   型和考验将更为关键;第三个就是tco就是所谓的总体运用成本;第四个就是综合能耗;70MPa及更高   技术的要求无论是乘用车,还是商用车,都会快速进入70MPa阶段,这就需要我们快速提高技术等级。
针对现状,海德利森一直致力于技术研发,适应市场需求。自2008开始加氢站技术研发和经验积累,为上汽集团氢燃料电池汽车项目、张家口第一座冬奥会加氢站、佛山南海区高密度商业加氢站等提供服务,并建造了海德利森丹灶加氢站,在临港 、钢铁 、焦化体系提供液驱压缩机。

频繁启停


加氢站建设与运营—浙江浙石油综合

能源销售有限公司嘉兴分公司总经理戴中林


嘉兴市由浙石油销售公司控股子公司共建成投产2座氢站,嘉善客运东站和平湖樱花站,其中嘉善客运东站是全省首座电站,平湖樱花加氢站是国内首座液氢油电综合供能服务站。嘉善客运中心东站于2019年10月15日投运,2020年完成加氢总量39243.37公斤。未来,我司在氢能方向做了三方面的规划:一是氢能供应链的一个运营体;二是氢能产业化的培育;三是氢能技术的研发。
目前我们运营过程中遇到的问题:一是归口部门设计、配套政策不完善;二是加氢站运营困难,经营压力大。并从三个方面提出了建议:一是建议完善加氢站建设及验收的相关规范标准,健全线管行政审批程序,出台相关可行性管理办法;二是建议优化加氢补贴办法,建立企业可持续经营的自信心;三是建议相关部门从新产业培育的角度优化加氢站土地出让模式,从其他方面降低土地获取成本。

规模化的液氢储氢加氢站保障氢燃料电池车队实现商业化运营

——空气化工产品(浙江)有限公司氢能业务发展总监史华伟

空气产品公司是一家全球领先的工业气体公司在多元化的终端市场处于领先地位,包括能源、化工、金属、加工制造和电子等行业。AP服务中国市场逾30年,建成约20套超大型空分和气化装置,是全球最大氢气生产商,拥有60年氢气生产和运输经验,在全球开发基础设施,支持重型车应用转型,为氢能全产业链提供覆盖氢气生产、液化、储运和加注的全面解决方案。空气产品公司液氢储运、压缩技术可以提供紧凑,高效的高压氢气压缩。
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商业液氢加氢站拥有更高的储运效率,更强的加注能力,未来车载液氢储氢,实现重卡车型超远距离运输,只有才能实现商业车队的规模化运营,尤其是49吨重卡,30吨重卡,还有18吨的卡车,这种非常集中的港口码头,物流园区,包括快递快运以及转运中心,如果要实现这样的最适合氢能卡车应用场景的商业化,如果没有液氢技术,我们认为这是不可实现的。
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