2024年11月11日 星期一
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关于推广氢燃料汽车及建设配套加氢站设施的国内外趋势分析

2019/10/15 16:51:091572

氢能源,作为人类能源应用的终极清洁能源,正在受到各个国家的重视,全球范围内氢能的研究发展和应用正在如火如荼的开展。日本丰田公司于2014年12月15日正式在日本发售Mirai氢燃料电池汽车,预计2015年夏天会在北美、欧洲发售,Mirai的发布,标志着传统汽车产业新变革的开始。使用氢气代替燃油产生电能,副产物仅为氢氧化和反应产生的水,但整车性能和续航里程却有了质的飞跃,这是传统汽油车以及目前大部分电动汽车所无法企及的。

氢燃料电池汽车完全颠覆传统汽车的动力模式,采用氢气和氧气作为燃料,通过燃料电池发电带动电动机。氧气可以由空气直接获得,而氢气则必须通过加氢站添加。加氢站,顾名思义,其作用是给氢气燃料电池汽车添加燃料——氢气。加氢站网络是氢气燃料电池汽车推广的基础,然而,现阶段各国都还需要加强基础加氢站设施的建设。

美国加利福尼亚州是全球氢能源产业发展最好的区域之一,早在2004年,加州已经开始进行氢能源加氢站网络建设,截止至2014年,已建设公共、私人加氢站59个,预计至2020年,加氢站网络可覆盖整个区域。虽然实际的发展情况仍然与预期有差距,但是现阶段加州已经有数百辆氢能源汽车,加氢站建设基本满足车辆州内行驶燃料补充需要。美国加利福尼亚州加氢站的迅速发展是与政府的技术、资金的大力支持是分不开的。在中国,虽然燃料电池、加氢站技术起步较晚,但是近5年来发展迅速,相继出现很多氢能源产业相关知名企业,如新源动力,安思卓新能源,上海舜华等,而且国家也十分重视氢能源产业发展,相继发布了各项政策大力推动氢能源的发展,支持地方和各相关企业发展氢能源,其中包括“863”、“973”等科技项目以及国家财政部文件,其中2014年的新政策:建设日供应200公斤氢气以上的加氢站,可享受国家400万元补贴。截止至2014年,使用中的加氢站为2个(上海安亭加氢站与北京加氢站),若干加氢站正在筹备建设中。

氢气是氢能源发展的核心,所有制备、储存和应用的技术均围绕氢气展开,但是我们不可否认氢气是一种易燃易爆的气体。安全问题一定是人们关注的要点之一。针对燃料电池汽车,各大汽车制造商和技术人员已经进行了多年多方面的论证,已经证明其安全性,在此不再赘述。同时,相配套的加氢站的安全,也为人们所关注。

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目前,加氢站主要有两类,一种是外供式加氢站;另一种是现制式加氢站。外供式加氢站主要是购买外来氢气(来源包括工业提纯废氢或制氢企业等),运用拖车将氢气储罐运输并连接至加氢站;现制式加氢站包含制氢设备(水电解制氢、重整法制氢等),氢气现场制备通过氢气压缩机储存之储罐中。随着在未来几年氢燃料电池汽车的普及和推广,外供式加氢站成本会急剧提高,其原因众所周知,氢气运输的高成本和高危险性。而针对现制式加氢站,若采用重整法制氢则有些得不偿失。推行氢能源,是因为氢是高能量、纯绿色的能源,其与氧气燃烧或反映后仅生成水。若采用重整法则必然无法实现节能减排的目的;水电解制氢消耗水和电能,生成氢气和氧气,但是电网的电力大部分来自于传统火电厂,还是未能从根源上面达到绿色生产。难道就没有一个行之有效的加氢站建设方案吗?不,答案是否定的。如果采用可再生能源(风电/光伏发电)及水电解技术制备氢气,则可以做到加氢站零碳排放。据悉,德国正在尝试开发更多运用可再生能源制备氢气的技术,供应燃料电池汽车使用。美国安思卓公司已经具备完善的利用可再生能源制备氢气建设加氢站的技术方案,其核心制氢设备拥有可再生能源制氢专利,可以直接利用间歇性的风电/光伏发电进行氢气制备,极大的改善了氢气制备的能源利用结构。

我国针对燃料电池汽车发展的规划现阶段主要集中在公共交通、政府用车上,我们认为该策略是十分具有远见的。氢燃料电池汽车发展的首要前提是具有相对完整的加氢站网络,而加氢站网络的建设需要大量的资金和时间。公共交通大巴车路线相对比较统一,便于集中管理。在配备了燃料电池汽车后,各个城市可以统一建设加氢站,完全避免了“有站无车”和“有车无站”的场景。同时民众则可以亲身体验燃料电池汽车。这样可以更好的让大众了解氢燃料电池汽车,对推行燃料电池汽车更大范围的应用和完善加氢站网络必将起到积极的作用。

【摘自 安思卓(南京)新能源有限公司 Nick 宋江涛 蒋晨芸】