【壓縮機(jī)網(wǎng)】相對(duì)純電動(dòng)汽車而言，效率更高、更節(jié)能環(huán)保的氫燃料電池汽車，被一些國(guó)家和企業(yè)認(rèn)為是未來(lái)新能源汽車發(fā)展的方向，因而有著“氫芯”之稱的氫燃料電池國(guó)產(chǎn)化狀況更令人關(guān)注。

 

　　近年來(lái)，一些國(guó)家和主要汽車企業(yè)紛紛發(fā)布停售燃油汽車時(shí)間表，新能源汽車成為未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。相對(duì)純電動(dòng)汽車而言，效率更高、更節(jié)能環(huán)保的氫燃料電池汽車，被一些國(guó)家和企業(yè)認(rèn)為是未來(lái)新能源汽車發(fā)展的方向，因而有著“氫芯”之稱的氫燃料電池國(guó)產(chǎn)化狀況更令人關(guān)注。

 

　　5月8日，廣東省佛山市南海區(qū)政府和愛(ài)德曼氫能源裝備有限公司正式簽訂項(xiàng)目投資協(xié)議。該協(xié)議的簽訂，標(biāo)志著愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，這是佛山市實(shí)現(xiàn)氫燃料電池本地化生產(chǎn)的重要一步，有力地推動(dòng)了廣東氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。佛山燃料電池及氫能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟也于同日正式成立。

 

　　氫燃料電池國(guó)產(chǎn)化提速

 

　　愛(ài)德曼氫能源裝備公司是一家燃料電池制造商，通過(guò)引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，完全國(guó)產(chǎn)化，有好幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。去年12月6日，愛(ài)德曼與南海簽訂項(xiàng)目合作框架協(xié)議，達(dá)成了愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項(xiàng)目投資協(xié)議。

 

　　愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項(xiàng)目選址于南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)，將建成氫燃料電池及動(dòng)力總成生產(chǎn)基地，計(jì)劃投資30億元，年產(chǎn)能8萬(wàn)套氫燃料電池，分三期推進(jìn)，其中s*期項(xiàng)目將于今年投產(chǎn)，全部項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值200億元以上。該項(xiàng)目是南海繼廣東長(zhǎng)江汽車整車生產(chǎn)及氫動(dòng)力研發(fā)中心項(xiàng)目后，引進(jìn)的又一氫能產(chǎn)業(yè)重磅項(xiàng)目。
 

 

　　“氫燃料電池是氫燃料電池汽車的心臟，也是氫能產(chǎn)業(yè)的核心。愛(ài)德曼廣東氫燃料電池生產(chǎn)項(xiàng)目的落地，標(biāo)志著南海區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)化步伐又邁進(jìn)了一大步，夯實(shí)了南海區(qū)作為華南地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用先行者的地位。”佛山市委常委、南海區(qū)委書記黃志豪表示，該項(xiàng)目將加快完善佛山市和南海區(qū)新能源汽車產(chǎn)業(yè)和氫能產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)筑氫能產(chǎn)業(yè)鏈合作的良好格局，加快氫能與燃料電池產(chǎn)品在市場(chǎng)端的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與推廣。

 

　　活動(dòng)當(dāng)天，愛(ài)德曼廣東氫能源裝備公司、浙江大學(xué)流體動(dòng)力與機(jī)電系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、東風(fēng)特汽（十堰）客車有限公司、佛山市南海區(qū)華南新能源汽車產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心等14家企業(yè)和機(jī)構(gòu)的代表與南海區(qū)政府共同發(fā)起成立“佛山燃料電池及氫能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟”。

 

　　創(chuàng)新聯(lián)盟將大力引進(jìn)高端人才，在南海區(qū)建立“院士工作站”和“博士后工作站”，大力推進(jìn)南海燃料電池生產(chǎn)基地建設(shè)，并以燃料電池為核心，打造愛(ài)德曼大數(shù)據(jù)支持下的新型物流服務(wù)平臺(tái)，幫助物流企業(yè)優(yōu)化創(chuàng)新物流服務(wù)模式。同時(shí)，創(chuàng)新聯(lián)盟還將根據(jù)中央政策和佛山市政府的發(fā)展戰(zhàn)略，設(shè)立佛山氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，全面支持佛山市氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

　　全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展遭遇挑戰(zhàn)

 

　　目前，氫燃料電池技術(shù)創(chuàng)新正成為q*能源技術(shù)革命的重要方向，在車用能源領(lǐng)域，氫燃料電池被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)車輛使用階段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技術(shù)方案，是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。

 

　　2016年，國(guó)家發(fā)改委、能源局等聯(lián)合發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》，將“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”列為能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動(dòng)的15項(xiàng)具體任務(wù)之一，氫能產(chǎn)業(yè)正式被納入中國(guó)國(guó)家能源戰(zhàn)略。

 

　　“當(dāng)前，不少國(guó)內(nèi)廠商都已開始布局氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，但是相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈離成熟還有一定距離，只是進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化‘試水’階段。”愛(ài)德曼公司執(zhí)行總裁龔靖表示。

 

　　作為國(guó)內(nèi)w*掌握量產(chǎn)氫燃料電池金屬雙極板電堆技術(shù)的生產(chǎn)廠家，愛(ài)德曼也有自己的煩惱。“我們目前主要使用進(jìn)口材料，因?yàn)樗麄兊募夹g(shù)更成熟，這也意味著更高的成本。”龔靖認(rèn)為，“作為一個(gè)投入市場(chǎng)的產(chǎn)品，性價(jià)比非常重要，像膜、催化劑這種原材料和氫氣泵、加濕器配套設(shè)施制造，我們希望中國(guó)企業(yè)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程再快一點(diǎn)，成本能降得再低一點(diǎn)”。

 

　　“氫能源汽車產(chǎn)業(yè)很難靠某個(gè)企業(yè)單打獨(dú)斗取得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，需要電池-汽車-加氫站全鏈條發(fā)展。”上海同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院新能源汽車工程中心燃料電池復(fù)合電源研究所博士周偉表示，加氫基礎(chǔ)設(shè)施不足是當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大阻礙，政府需要持續(xù)加大對(duì)加氫站建設(shè)的扶持和推廣力度，研究制定加氫站發(fā)展的總體規(guī)劃布局，鼓勵(lì)國(guó)有和社會(huì)資本參與加氫站的融資業(yè)務(wù)。

 

　　氫能源產(chǎn)業(yè)的立法問(wèn)題也受到企業(yè)的關(guān)注。“現(xiàn)階段氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐緩慢，與氫這種能源依然被作為化工品沒(méi)有被當(dāng)作能源產(chǎn)品來(lái)使用有很大關(guān)系。”廣東泰羅斯汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理張銳明認(rèn)為，政府應(yīng)從產(chǎn)業(yè)化角度出發(fā)，解決涉氫全產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)法律法規(guī)問(wèn)題。

 

　　降低加氫站成本不妨從壓縮機(jī)下手

 

　　氫革命正在進(jìn)行中，勢(shì)頭一直在增長(zhǎng)，但“雞和蛋”難題仍然在這個(gè)熱門話題的辯論中出現(xiàn)--燃料電池汽車(FCVs)制造商不愿意在沒(méi)有足夠氫燃料補(bǔ)給的情況下，大規(guī)模生產(chǎn)和銷售FCV；而加氫站建設(shè)者不愿意在沒(méi)有足夠FCV的情況下建造加氫站。

 

　　日益增長(zhǎng)的燃料電池汽車市場(chǎng)需要一個(gè)強(qiáng)大的加氫站網(wǎng)絡(luò)，但這些站點(diǎn)的成本仍然很高。

 

　　美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出的一種解決方案，可以大幅削減成本，提高燃料的補(bǔ)充能力--幫助氫與汽油競(jìng)爭(zhēng)。這一概念被稱為兩級(jí)壓力整合，旨在降低氫燃料站的z*大成本之一：壓縮機(jī)。

 

　　通過(guò)重新設(shè)想氫氣的儲(chǔ)存方式和壓縮機(jī)的運(yùn)行方式，壓力整合策略可以將一個(gè)新的氫氣站的設(shè)備成本降低30%，或者允許現(xiàn)有的站點(diǎn)在不購(gòu)買新壓縮機(jī)的情況下將其燃料容量增加一倍。

 

　　阿貢的研究人員在超過(guò)十年的時(shí)間里，一直在評(píng)估氫氣輸送和加注的過(guò)程和成本，并得到了DOE能源效率和可再生能源辦公室(EERE)下屬的燃料電池技術(shù)辦公室(FCTO)的支持和指導(dǎo)。

 

　　壓力整合的想法在2012年成形，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析，壓縮機(jī)和存儲(chǔ)占了一半以上的成本。

 

　　“這確實(shí)激發(fā)了我們的思考和好奇心”，阿貢領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的s*席能源系統(tǒng)分析師Amgad Elgowainy說(shuō)。“你怎么能降低壓縮成本呢?”

 

　　從更近的角度看，阿貢的研究小組發(fā)現(xiàn)，加氫站的壓縮機(jī)往往尺寸過(guò)大，使用不足。

 

　　該設(shè)備在高峰時(shí)刻努力工作，以保持高壓力和為顧客加注氫氣，但其他時(shí)間卻閑置著。隨著壓力降低，氫氣供應(yīng)罐的排空，加氫站有效分配氫氣的能力也降低了。

 

　　Elgowainy說(shuō)：“在一個(gè)典型的加氫站設(shè)計(jì)中，有些車輛無(wú)法完全填滿，因?yàn)楣?yīng)壓縮機(jī)儲(chǔ)罐的壓力越來(lái)越小，從消費(fèi)者的角度來(lái)看，這簡(jiǎn)直是糟糕。”

 

　　兩級(jí)壓縮系統(tǒng)通過(guò)將供應(yīng)存儲(chǔ)分為兩級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

 

　　在非高峰期間，壓縮機(jī)將氫氣從第2級(jí)容器轉(zhuǎn)移到第1級(jí)容器中，而不是閑置的。

 

　　當(dāng)為儲(chǔ)氫罐加注高壓氫氣時(shí)，壓縮機(jī)將從第1級(jí)儲(chǔ)氫罐中抽取氫氣。由于在非峰值時(shí)的壓力整合，第1層處于高壓狀態(tài)，壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)比其他類型的壓縮機(jī)更高的吞吐量。

 

　　“這不是新發(fā)明，”Elgowainy說(shuō)。 “這是一種在加注氫氣時(shí)的發(fā)明。”該方法可以與任何儲(chǔ)氫系統(tǒng)一起工作，無(wú)論是固定式地面儲(chǔ)存還是用管式拖車輸送氫氣。

 

　　由于壓縮機(jī)使用合并式壓縮方法，可以使加氫站使用更小、更便宜的壓縮機(jī)。兩級(jí)壓縮方法可以使加氫站的氫氣利用率達(dá)到80%，而在普通的加氫站只有約60％。這樣可以增加氫氣運(yùn)輸效率，進(jìn)一步降低成本，并減少了燃料供應(yīng)的中斷。

 

　　z*后，新方法通過(guò)持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行壓縮機(jī)，有助于延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命和可靠性，而不是隨著需求波動(dòng)隨時(shí)啟動(dòng)和停止。

 

　　Elgowainy說(shuō)，這一概念z*終可以應(yīng)用于氫以外的領(lǐng)域，并對(duì)其他氣態(tài)燃料（如壓縮天然氣燃料）也有幫助。

 

　　在過(guò)去的三年里，阿貢研究人員在國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和改進(jìn)了兩級(jí)壓力整合概念。

 

　　現(xiàn)在，由于能源部技術(shù)商業(yè)化基金的獎(jiǎng)勵(lì)，他們計(jì)劃做一個(gè)真實(shí)的演示。位于賓夕法尼亞州沃明斯特(Warminster)的壓縮機(jī)制造商PDC機(jī)械公司正在與阿貢合作。

 

　　PDC副總裁Kareem Afzal說(shuō)：“壓力整合的使用有可能降低氫站的成本。他補(bǔ)充說(shuō)，這也減少了加氫站的體積規(guī)模，這兩種都是加氫站上潛在的寶貴價(jià)值。”