寻求最便宜的氢气资源 找到全新的加氢站建设方法

大头

我国最早在八年前建成了北京、上海两个加氢站,发展至今,增添了郑州、大连、佛山等地加氢站,纵观世界各国加氢站建设速度也很慢,数量也就是几个或几十个的递增,制约了氢燃料电池汽车的发展,这是一个世界性难题,我们经常看到日本、韩国的氢燃料电池汽车只能出口到美国加州地区销售,世界其它地区包括中国在内没有办法销售其产品,可见加氢站基础设施建设的重要性,它关系着一个产业的兴衰。

一、现有加氢站技术来源于天然气加气站,有两种建设方式:

站内制氢供氢加氢站技术:

来源于天然气管网标准加气站原理,即加氢站内有制氢设备(如天然气重整制氢)产生氢气(相当于天然气管道输送来的气源)和加气站设备的组合。

工艺流程:产生氢气的原料→站内制氢设备产生的氢气→经压缩机加压→到站内气瓶组→加氢机→对氢燃料电池汽车加氢气。

北京奥运会的加氢站,属于站内制氢供氢加氢站类型,制氢原料是管网中的天然气,站内制氢技术要求比较高,制氢和加氢两种设备组合占地面积大,站内制氢规模不会很大,导致制氢成本会很高。

国际上大多数国家都是采用这种建站技术,只是制氢设备不同而已,例如站内水制氢等。这种单个建站方式显然比加油站复杂的多、投资巨大,无法像加油站那样简单、高效,推广普及难度较大。

外供氢加氢站技术:

来源于天然气母站和子站原理,即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。

工艺流程:从外面工厂运来的氢气→卸气→压缩设备二次加压→到站内气瓶组→加氢机→对氢燃料电池汽车加氢气。

上海安亭加氢站,属于外供氢加氢站,运来的氢气在加氢站需要二次加压,压缩设备和站内储气瓶组占地面积较大,运行成本高。

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加氢站都有氢气压缩机组,这个设备体积庞大,能耗大,对气体做功压缩出口排气温度很高,非常危险,对氢气有润滑机油的污染,做到零污染,设备成本非常高,这是难点。

据悉,扬州某加气站基础设施公司发明了固定的和移动的两种“无动力”加氢站,并取得了专利(专利号分别为:ZL201410060518.4和ZL201410097130.1)。所谓“无动力”,就是不再需要任何设备做功,利用储气瓶组拖车储气瓶中自身压力完成对外加气功能,把困难复杂的加氢站变成如此简单,开辟一个全新的加氢站建设方法,目的就是省略了气体压缩机,降低加氢站设备总造价,利于推广复制,让加氢站呈几何数增长。

二、寻求最便宜的氢气资源,解决运输问题:

加氢站设备投资低,运行成本低,要想在中国大面积推广开来,氢气销售价格必须要低于电价和汽油价,才能被市场做接受,如何做到:

中国神华集团董事长张玉卓院士于2015年1月15日在中国电动汽车百人会会发言宣称:神华集团可供四千万辆氢燃料电池汽车氢气资源,氢气价格是石油价格的十分之一,煤炭制氢过程中实现二氧化碳零排放。

采用此氢气资源产地制氢液化、市场地液氢加压汽化的方法,解决了两个问题:

1、大规模制氢降低了氢气成本,氢气液化解决了运输问题,用低温槽车运输可以实现到任何指定区域;

2、市场地某个城市周围集中对液氢加压汽化得到高压气态氢气,解决了氢气高压气来源问题;对液体加压(泵)设备非常小,能耗非常低,加压的液体量非常大;对气体压缩非常困难,设备庞大,耗电巨大,非常危险,当前,大型气体压缩设备对气体加压到70MPa几乎是不可能的事情,所以,全世界各地的加氢站数量非常少,是一个世界性难题;通过对液体加压,汽化得到高压氢气,汽化过程没有消耗能量,只是和空气交换了冷能,非常巧妙了节省了氢气气体压缩环节,没有了气体压缩机组的投资;其最大好处是加氢站只有气瓶拖车和加气机,可以大规模、标准化复制。

三、全新的加氢站建设方法:

考虑了氢气资源地与市场地相距较远运输问题,大规模制氢降低成本问题,对液氢加压得气态高压氢气问题,节省气体压缩机问题,一个制氢工厂对应很多加氢站问题等等,解决这些问题采取的总体工艺流程如下:

工厂制氢→液化→低温槽车运输→高压汽化→储气瓶组拖车→N加氢站

作者从天然气液化工厂开始到CNG加气站全程都亲自做过,有着实际工作经验,设计出本套加氢站建设的最佳技术路线,总结几方面效果如下:

1、加氢站不需要压缩机二次加压,直接可以用气瓶拖车完成加氢气功能,建加氢站比建加油站还要简单、安全、高效;

2、加氢站不需要动力电,实现零做功、零损耗完成加气功能;

3、加氢站可以几十把加气枪同时加气,保留加油站原有功能;

4、加氢站没有配电房、储气瓶组等站内设施,占地面积比加油站还小,可以在城市里见缝插针布局;

5、加氢站内以二十把加氢枪(停车位)小车3分钟加满为例计算效率;

20(每小时加气车辆)×20(个停车位)×24(一天小时)=9600辆,每天再按50%的折扣,可以为4800辆氢燃料电池汽车加气。看出我们的加氢站还是保留着加油站的工作效率;跟加油站一样,一座城市几个或几十个加氢站可以满足该城市所有氢燃料电池汽车加氢气。

四、加氢站建设长期发展目标和战略意义:

1、先期采用煤炭制氢,煤炭碳氢比为1:0.8,我国是富煤国家,已做到制氢二氧化碳零排放,把煤炭作为氢能使用,符合国家战略,也解决煤矿的出路问题;据说从国外进口煤,到我国口岸价比我国开采出矿价还便宜,可以利用国外的煤炭资源制氢,价格更低;后采用沿海风能、太阳能制氢,再生资源无碳制氢是我们的未来发展方向;

2、我们依据非常便宜的氢气资源和我们中国自己的技术建立加氢站基础设施,一方面,吸引全世界的氢燃料电池汽车都到中国来,带动我国的氢燃料电池汽车向前发展,中国未来的氢燃料电池汽车数量一定是世界第一,我们率先进入氢能社会;另一方面,我们完整的氢能基础设施建设可以作为第二个“中国高铁”向世界各地复制推广;

3、当我们的加氢站基础设施全国推广开来,全世界各地复制,人们不再依赖石油,国家间没有了石油资源的掠夺,就没有了战争,氢能经济取代石油经济,世界更加太平、和谐了;我们的雾霾天气彻底解决了。

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天然气液化工厂、加气站工作经历;开发出无动力加氢站专利技术,试想公开讲解无动力加氢站。


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