降低制氢成本
据北京英博捷氢科技有限公司总经理冯罡介绍,目前,国内仍以煤制灰氢为主,并配套长管运输车实现氢的运输使用,成本较高。也有不少公司致力于电解水制氢,但所产氢价格昂贵。“如以0.6元/千瓦时的电价计算,电解水制出的氢气成本价格达到33元/千克;再加上摊销、运营成本,最终售价至少达到50元/千克。一辆续航里程为500千米的氢燃料电池车大约耗氢25千克,经济性远低于汽柴油车。”冯罡说。
对绿氢而言,其成本与绿电成本息息相关。“单位制氢成本(LCOH)是评价绿氢经济性的核心指标,目前制氢设备直流电耗的LCOH是4.5~4.6千瓦时/立方米。”隆基氢能科技有限公司副总裁王英歌表示,以光伏发电为例,如果光伏发电的经济性能进一步提高,绿氢也将随之产生较大的降价。国内光伏企业期望光伏发电的电价能达到1元/千瓦时,届时绿氢将拥有更广阔的发展空间。在沙特,2021年已实现光伏发电电价1.04美分/千瓦时,相当于0.1元/千瓦时,远超中国光伏企业家的预期。
如何解决制氢高成本难题?多名企业人士表示,技术研发特别是绿氢制备技术研发是关键。他们同时期待更多的政策的“春风”吹进行业,建议在全国范围内发放绿氢补贴,或出台像《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施》等政策,为加氢站提供10元/千克的运营补贴。
解决储运难题
据了解,传统用氢模式一般是将氢气从产地运输至加氢站储存使用,氢气的储运成为制约氢能产业发展的关键环节。中国石化石油化工科学研究院第二十七研究室副主任徐润告诉记者,我国加氢站的氢气主要依靠长管拖车运输,运力低、成本高、装卸时间长、综合能效低且存在安全隐患。
“35吨重的罐装运输车辆每次只能运送约300千克氢气,考虑到压力容器的安全,不能完全释放罐内氢气,实际只能卸装200多千克。”徐润解释说,“同时,还要建设容积足够大的储氢装置,增加了建设成本和土地成本。此外,氢气易燃易爆,接卸环节安全风险大一些。”
针对这一问题,目前业内有建设制加氢一体站、应用固态储氢车、使用集装箱式运氢设备等“解题”思路。其中,建设制加氢一体站备受关注。
“加氢站就像加油站一样,很多位于城区。”辟缔熙机械(上海)有限公司总经理周勇说,以广东省为例,该地区氢气资源有限,运输成本极高,要发展氢能只能试点城市内制氢,建设制加氢一体站就是一个可行的尝试。
记者了解到,2月15日,我国首个甲醇制氢加氢一体站在辽宁大连自贸片区正式投用。建设单位中石化北方能源(大连)有限公司总经理王海波告诉记者,站内每天可产出1000千克99.999%高纯度氢气,相较使用传统用氢方式,综合成本可降低20%以上。
然而,目前国内已建成大约300座加氢站,其中90%以上都不带制氢装置。“受制于国内安全规定,加氢站的氢气大多采用长管拖车远程装卸,无法实现制氢加氢集成一体。但在国外,集电解制氢、重整制氢与加氢于一体的集成式加氢站已有较多应用,可大幅节约氢气的储运成本,并证实了其安全性。”周勇告诉记者,“根据日本相关运行实践,集成式加氢站两米以外的距离就有建学校、便利店的,没有出现过安全事故。如果广东的试点能够安全地运行下去,相信未来集成式加氢站能够在全国慢慢推广覆盖。”
拓展市场规模
“如果氢能汽车市场能到达现在锂电池汽车市场的规模,那么它的制造成本将大幅下降。且氢燃料电池不存在电池衰减问题,在低温条件下也能正常使用,优势更大。”冯罡介绍说,相较于锂电池,氢燃料电池在使用寿命、超过200千米的长距离运行上都更有优势。目前我国正在大力推动氢能牵引车、城市物流车替代传统柴油车。
但是,目前氢燃料电池车的采购成本整体高于普通燃油车。“我国商务车规模总量大约为400万辆,但是氢燃料电池车一年也只交易几千台,占比非常小。”北汽福田汽车股份有限公司一位专家表示,氢燃料电池车主要依托于地方政府财政支持,通过招投标交易销售物流车与商务车,很少供应于民用。
“现在的氢能汽车的发展状态很像10年前的锂电池汽车,都是依靠政策支持推广的。”冯罡认为,氢能汽车要发展,必须解决成本太高、技术创新不足及产业规模不够大等问题。
2022年北京冬奥会上,氢燃料电池大巴车首次亮相应用,为氢能在运输领域的发展带来了巨大的示范效应。冯罡告诉记者,氢能的下游产业急需建设更多示范项目,一方面能带动市场规模,促使成本降低;另一方面能为行业提供应用案例,推动技术创新,最终使“技术——规模——成本”三要素形成联动效应。
“氢燃料电池车正处在风口上,只要规模发展起来,成本就会迅速下降。
展源
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是科技创新的基础条件和成果产出源泉。十四五以来,国家着力打造战略科技力量,推进国家 建设和国家重点 体系重组,数字化、智能化、自动化赋能生物科技快速发展,掀起了科研领域创新变革的浪潮。
作者:展源
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