浙江“超前”布局50座加氢站 杭氧集团具备绿色发展技术底气

2023-09-09  admin 本站
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近日,浙江省发布《浙江省加氢站发展规划》,力争到2025年,建设加氢站50座以上、日加氢能力35.5吨以上,通过布局加氢基础设施,推动氢燃料电池汽车的发展,氢能全产业链全面铺开。

50座加氢站是什么概念?目前全国共有加氢站350多座,而浙江仅有22座,数量不占优势。这也意味着未来两年内,浙江将建成30座左右加氢站。在规划中,这样的步伐被称为“适度超前”。

缺电少煤少气的浙江,发展氢产业的底气是什么?经过多年在氢气生产和提纯、储运装备等关键环节的培育,浙江已有一定基础,一批浙企发挥了支撑作用,国内气体行业的领军企业杭氧集团就是其中之一。

制氢:工业副产氢变废为宝

“氢能作为绿色可再生的清洁能源,被认为是解决能源问题的终极答案。杭氧作为一家国企,勇于承担职责和使命,积极开拓新能源、节能储能相关技术、装备及能源气体产品,助力中国实现双碳目标。”杭氧集团股份有限公司党委书记、董事长郑伟表示。

潮新闻记者了解到,2021年,杭氧成立了氢产业发展中心,开展氢能制备、纯化、液化、储运、利用等方面的研究。目前已拥有较为成熟的工业副产氢提纯技术和加氢站成套技术,具备氢液化全流程设计能力和关键设备生产制造能力。

今年,杭氧发布了《杭氧集团氢产业中长期发展规划2022-2030》,加大氢能方面的研发投入和投资规划。

全球大部分的氢气来源于化石原料(天然气、煤炭),会产生大量的碳排放。而缺少资源的浙江,氢源主要以工业副产氢为主,年供氢气达10万吨以上。相对来说,工业副产氢较为清洁,成本极低,配合CCUS脱碳后制备的氢气被称为“蓝氢”。

工业副产氢是目前最具成本优势的氢气获取方式。据杭氧氢产业发展中心测算,当天然气价格在3元/标方时,氢气成本接近20元/公斤;水电解制氢价格更高,电价按照0.6元计算,氢气成本超过30元/公斤。而工业副产氢成本可以做到10元/公斤以下。

杭氧在2002年成立石化工程公司,在化工领域低温分离方面研制成功多项国家首台套技术,如乙烯冷箱、液氮洗单元、丙烷脱氢深冷分离系统等,这些装置均涉及低温分离法提纯氢气,深入研究了易燃易爆介质的材料选择,开发了适用于氢气等介质的压缩机、膨胀机、泵、阀门、板翅式换热器等成套核心设备,为杭氧进军氢产业提供了可靠的技术积累。

在制氢端,杭氧主要开展工业尾气提纯氢气等多种高经济性制氢工艺研发,其自主研发的工业尾气多组分高效提取技术,服务于钢铁、化工等行业企业。

杭氧集团股份有限公司氢产业发展中心副主任、高级工程师王佳伟介绍,比如焦化厂的焦炉煤气,通过低温精馏和变压吸附相结合的方法得到液化天然气、富氢气、一氧化碳等产品,富氢气进一步提纯至高纯氢,可以实现工业尾气中高附加值组分的分离提取,实现产品高回收率及高效利用。

运氢:氢液化装置设备自给率超90%

除了化石原料制氢和工业副产氢,还有一种电解氢,制氢所用的电力来自光伏、风电等绿色电力,被称为“绿氢”,成本较高。

据了解,浙江正积极探索利用海上风电、光伏发电等可再生能源制氢,推动沿海地区开展相关试点工作。从全国范围来看,氢源端与利用端在时间和空间上错位,大量的绿氢示范项目建在风光充足的西北地区,而加氢站和氢能车又集中在东部发达城市。

从这一角度看,氢气资源的调控和运输必将成为制约产业发展的重要瓶颈。

高压氢气管束车是目前最普遍的氢气运输方式,单车有效运量300千克左右,经济运输距离低于150公里。这样的运输方式,成本约为20元/车•公里,占氢气终端消费价格的一半。

要想降成本,必须使储氢罐能容纳更多的氢,而低温液体是常见手段。

在浙江,氢能储运设施日益完善,在液态储氢装备研发生产上具有良好基础。

杭氧是国内最早进行氢液化研发的企业之一,具有深厚的技术储备。早在20世纪,杭氧就与多家科研单位一起合作开发了小型氢液化装置,并一直服务于国家航天事业。

2021年,杭氧就针对氢能源“异地制取,长途运输”的特点,整合低温领域经验及各制造子公司产业链配套优势,启动氢能源市场化应用研究。去年9月,浙江大学氢能研究院和杭氧集团成立液氢装备技术联合实验室,着力突破超低温领域装备“卡脖子”技术。

“将氢气液化后,密度是气态氢的800倍,采用液氢槽车运输氢,单车运量是目前主流的高压管束车的10倍多,因此液氢将会成为未来氢能跨区域调配的重要手段。”王佳伟介绍说,杭氧当前获得了多项氢液化相关授权发明专利,已经完成了小型和大型氢液化装置的完整工艺包,并且氢液化装置里的关键设备都已经完成了样机试制,包括氢气压缩机、膨胀机、板翅式换热器、液氢阀门、液氢储罐等,氢液化整套装置的设备自给率达到90%以上。

加氢:日均加氢量超5吨

“《浙江省加氢站发展规划》的出台,为氢能推广指明了更加清晰的方向。我们也在积极寻求项目接洽,争取杭氧的加氢站能够在本土落地。”郑伟说,加氢站是杭氧氢产业的重点业务之一,我们能够提供加氢站成套的完整服务。

据介绍,在大型加氢站的设备成本里,压缩机占了50%以上,杭氧自主研制的标准化撬装氢气压缩机具有成本优、可靠性高的特点,这也使得杭氧在加氢站项目的竞争中具备优势。

2022年,杭氧集团在山西临汾投资建设了首座6000千克/天的加氢站,今年再次扩容,最大加氢能力达到10000千克/天,这是目前国内规模最大、日均加注量最大的加氢站。目前,加氢站的日均加氢量已超过5吨,每天加氢车辆接近300辆次,实现了加氢站及氢能物流的盈利。

作为项目负责人,王佳伟曾多次前往临汾,现场驻守攻关。

王佳伟介绍,氢气成本及运输费用高、加氢站数量少、氢燃料电池汽车价格高等原因,导致目前氢能产业应用无法实现闭环。山西杭氧加氢站针对具有大量含氢尾气的钢铁厂,开发了“工业副产氢-加氢站-氢能重卡-工厂运输物流”的闭环产业链,充分挖掘工业尾气剩余价值,变废为宝,同时解决了现阶段氢气价格昂贵、运输成本高、车辆需求少、加氢站利用率低等痛点。

按照浙江省的规划,将以市场需求为导向,拓展氢能在公交、机场、港口、物流、工程等领域场景应用,有序推进加氢基础设施建设。

“寻找合适合理的终端应用场景,是现阶段氢能推广的重中之重,我们在山西的项目具有非常高的推广意义,在钢铁厂、化工厂都有类似的需求和应用场景,可以借鉴。”郑伟说。

目前,加氢站基本都是将气态氢气用压缩机压缩后给车辆加氢,能耗大、规模受限、成本高。对此,杭氧正在研发液氢加氢站解决方案,自主开发液氢增压气化系统,其中最关键的装备——液氢储槽和90MPa高压液氢泵已经有成品研制成功。

“液氢加氢站的兴起是一种必然趋势,整体能耗仅为气氢加氢站的30%,同时具备氢气纯度高、储氢容量大、占地面积小等优势。杭氧为未来的发展做好了充分准备。”郑伟表示。

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