消息：氫燃料汽車發(fā)展的儲氫難題會迎刃而解嗎
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2019-08-07 11:47:42來源：人民網(wǎng)-中國汽車報

其實氫能面臨的挑戰(zhàn)比燃料電池本身的挑戰(zhàn)要大得多

。中國科學(xué)院院士歐陽明高曾多次在采訪中反復(fù)指出當(dāng)前發(fā)展燃料電池汽車面臨的一大困境——...

“其實氫能面臨的挑戰(zhàn)比燃料電池本身的挑戰(zhàn)要大得多。”中國科學(xué)院院士歐陽明高曾多次在采訪中反復(fù)指出當(dāng)前發(fā)展燃料電池汽車面臨的一大困境——儲氫技術(shù)仍面臨重大挑戰(zhàn)

。

7月

，全球首座低壓加氫站落戶遼寧，低壓固態(tài)儲氫技術(shù)迎來突破

。 “氫能源汽車發(fā)展有著可喜的前景，低壓合金儲氫技術(shù)來的正是時候

。” 中國工程院院士郭孔輝這樣評價

。

那么，我國目前的儲氫

、加氫情況如何?低壓儲氫技術(shù)能夠解決我國氫燃料汽車發(fā)展的 “卡脖子”難題嗎?

低壓儲氫具一定創(chuàng)新性

據(jù)了解

，目前，氫的儲存主要有氣態(tài)儲氫

、液態(tài)儲氫和固體儲氫三種方式。高壓氣態(tài)儲氫已得到廣泛應(yīng)用

，低溫液態(tài)儲氫在航天等領(lǐng)域得到應(yīng)用

，有機(jī)液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫尚處于示范階段

。

下圖是研發(fā)方給出的低壓固態(tài)儲氫技術(shù)(合金固態(tài)儲氫)與國內(nèi)主流的35MPa高壓儲氫的數(shù)據(jù)對比。從圖中可以看出

，低壓儲氫的優(yōu)勢主要在于需要的儲氫設(shè)備的體積小

，加氫站設(shè)備成本低。但劣勢在于儲氫罐重量大

，儲氫系統(tǒng)成本高。

工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心副研究員尚勇指出

，該技術(shù)可以使運輸

、儲存到加注環(huán)節(jié)的壓力降低下來，這樣就可以繞過國外的氫壓縮機(jī)以及儲罐的技術(shù)壁壘

，實現(xiàn)自主突破;另外在儲氫密度上又能提高三倍

，初步計算可以產(chǎn)生20倍的放大效應(yīng)。

“目前

，我國沒有高強度的碳纖維和高壓的壓縮機(jī)，因此采取低壓合金儲氫技術(shù)路線是可行的

，也具有一定創(chuàng)新性

。”中國科學(xué)院院士都有為評價說。

當(dāng)前更適合公交領(lǐng)域

但是

，儲氫罐重量偏重帶來的成本問題確實也難以忽視。“從給出的各項數(shù)據(jù)上來看

，目前的低壓儲氫技術(shù)更適合公交領(lǐng)域

。”張家港氫云新能源研究院院長魏蔚對記者表示。

魏蔚指出

，低壓車載儲氫系統(tǒng)的重量是現(xiàn)在高壓儲氫方式的三倍以上，因此低壓儲氫系統(tǒng)當(dāng)下的目標(biāo)定位應(yīng)該是對重量不敏感的車型

。畢竟

，車輛重量的增加，意味著終端用戶使用成本的增加

，再加上系統(tǒng)成本偏貴

，因此該技術(shù)目前更適合的應(yīng)用場景主要是以政府采購為主、成本相對不很敏感的公交領(lǐng)域

，而向其他領(lǐng)域拓展應(yīng)用的難度較大

。同時

，公交車作為大量載人的交通工具

，對安全性要求更高

，相比之下也更適合低壓儲氫技術(shù)路線。

對于成本問題

，該技術(shù)的研發(fā)方之一——有研工程技術(shù)研究院教授級高工蔣利軍表示

，低壓合金儲氫技術(shù)目前確實存在重量偏重的問題，百公里耗氫量比高壓儲氫多0.3公斤

，按照目前每公斤50元的價格計算

，百公里增加的用氫成本是15元

。他同時表示

，未來努力方向是通過產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和批量化，以及改善儲氫材料等方式降低成本

。

我國高壓加氫站是主流

加氫站方面

，《中國汽車報》記者從一份研報中看到，目前

，全球加氫站主要以高壓儲氫和低溫液態(tài)儲氫為主

，全球加氫站中約1/3為液態(tài)加氫站，日本約半數(shù)加氫站為低溫液態(tài)儲氫配套低溫泵加氫站

，而我國的加氫站建設(shè)還處于發(fā)展初期，現(xiàn)階段國內(nèi)運營的加氫站均為高壓儲氫加氫站

。

數(shù)據(jù)顯示

，設(shè)備成本占據(jù)國內(nèi)加氫站建設(shè)的70%左右。根據(jù)測算

，不含土地費用

，國內(nèi)建設(shè)一座日加氫能力500公斤、加注壓力為35MPa的加氫站需要約1200萬元

，約相當(dāng)于傳統(tǒng)加油站的3倍

。對于商業(yè)化運營的加氫站，除建設(shè)成本外

，還面臨著設(shè)備維護(hù)、運營

、人工

、稅收等費用，折合加注成本約在13-18元/公斤左右

。

對比看來

，低壓加氫站300萬元的建設(shè)成本確實減小不少。同時

，研發(fā)方稱

，該技術(shù)在加氫時采用無加壓

，不存儲的加注方式可以降低加氫站設(shè)備與投資要求

，占地面積由原先的3000平米大幅降至300-500平米;高壓加氫站受到加壓機(jī)以及高壓儲氫容量的影響

，站內(nèi)氫氣存儲量在500-2000公斤不等，而低壓加氫站則不受存儲量的限制;低壓加氫站還可通過對現(xiàn)有加油站和CNG加氣站稍加改造的方式投入運營

。

大規(guī)模應(yīng)用還有很長的路

在車載儲氫技術(shù)方面

，高壓氣態(tài)儲氫是國內(nèi)外的主流，并在燃料電池車上配裝高壓儲氫瓶

。同等體積下

，壓力越大儲氫量越高，車輛行駛里程就更遠(yuǎn)

。然而，受儲氫瓶材料限制

，我國高壓儲氫的壓力多為35MPa

，歐、美

、日等國家采取的壓力則是70MPa

，這限制了我國氫燃料電池汽車的發(fā)展。

對此

，有研工程技術(shù)研究院的一位工作人員表示

，低壓固態(tài)儲氫的壓力僅為5MPa，繞過了高壓儲氫因高壓受限于儲氫材料的情況

。低壓合金儲氫系統(tǒng)的制造過程從原材料到生產(chǎn)全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，合金材料也可回收再利用

。

另外，雖然高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)比較成熟

，應(yīng)用普遍

，但是該技術(shù)存有泄漏、爆炸的安全隱患

，安全性能有待提升

。低壓合金儲氫的加氫系統(tǒng)、加氫站操作便捷迅速

，加氫壓力降低

，體積小

，安全程度高

。

“我們的目標(biāo)是打造更符合中國國情

、更安全、更經(jīng)濟(jì)的燃料電池汽車技術(shù)

。”同為研發(fā)方之一的深圳市佳華利道新技術(shù)開發(fā)有限公司董事長凌兆蔚說

。

但在當(dāng)前高壓儲氫為主流的情況下，低壓合金儲氫的推廣難度很大

。一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士指出

，高壓儲氫產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在國內(nèi)外逐步發(fā)展起來，低壓儲氫技術(shù)想要大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將面臨與現(xiàn)有高壓儲氫技術(shù)推廣競爭的態(tài)勢

，想要發(fā)展勢必還有很長的路要走。“如果這個技術(shù)路線更可行的話

，國外早就發(fā)展了

，不會是現(xiàn)在高壓儲氫占主流的態(tài)勢。”這位業(yè)內(nèi)人士說

，低壓儲氫技術(shù)路線走向產(chǎn)業(yè)化會面臨相當(dāng)大的挑戰(zhàn)

。

缺乏頂層設(shè)計是真正的攔路虎

歐陽明高表示，新一代的制氫技術(shù)在科學(xué)層面已經(jīng)有突破

，但如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用更為重要

。

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(2016)》，到2020年我國建成加氫站將達(dá)100座

，2030年將達(dá)到1000座

。數(shù)據(jù)顯示，截至2018年

，全球已建成369座加氫站

，日本、德國

、美國合計占比54%

。我國排名第四，已建成23座

，占比6%

。其中，建站手續(xù)齊備的商業(yè)化加氫站6座

。多數(shù)加氫站的規(guī)劃設(shè)計、工藝流程及設(shè)備配置

、氫源選擇

、自動控制系統(tǒng)等尚不能滿足商業(yè)化運營要求，耐久性驗證較少

。

缺少國家頂層設(shè)計是真正的攔路虎

，這導(dǎo)致加氫站建設(shè)的審批流程復(fù)雜

、投資大、盈利能力有限

、回報周期長等

。魏蔚表示，單純的加氫站建設(shè)時間在幾個月左右

，但是審批則較為復(fù)雜。究其原因

，主要是因為氫目前仍屬于?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；罚冻龅慕ㄔO(shè)成本和時間成本很高

。

據(jù)了解

，目前氫燃料電池汽車的制造主要歸口工業(yè)和信息化部管理，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚沒有明確的主管部門

，特別是加氫站用地審批難已經(jīng)嚴(yán)重制約了加氫站的建設(shè)速度

。就目前發(fā)展來看，我國已經(jīng)出現(xiàn)了燃料電池汽車與加氫站數(shù)量不匹配的跡象

，如果不改善將影響到整個產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

。

責(zé)任編輯：孫知兵

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