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能源的終極之路—加氫站

2019-05-30 15:57
文圣
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氫能是一種綠色、高效的二次能源,雖然因目前還沒有被大規模普及應用而不像電能一樣為人們所熟知,但它卻有著我們已知所有能源無可比擬的特點,而會很快成為解決未來人類社會能源問題的必然選擇,是能源領域的未來之星,更是被業界專家稱為“終極能源”。

作為綠色、高效的二次能源,氫能具有以下特點:

1、來源廣泛;

2、燃燒熱值高;

3、清潔無污染;

4、利用形式多;

5、可儲能;

6、安全性好

燃料電池是高效清潔利用氫能的最佳工具,燃料電池技術是普及氫能利用的核心技術。近年來,該技術在國際范圍內已取得了重大突破,并開始在多個應用領域進入商業化運營階段。

世界范圍,隨著氫能應用技術發展逐漸成熟,以及全球應對氣候變化壓力的持續增大,氫能產業的發展在世界各國備受關注,氫能及燃料電池技術作為促進經濟社會實現低碳環保發展的重要創新技術,已經在全球范圍內達成了共識,多國政府都已出臺氫能及燃料電池發展戰略路線圖,美國、日本、德國等發達國家更是將氫能規劃上升到國家能源戰略高度。氫能開發與利用已成為發達國家能源體系中的重要組成部分。如全球發展氫能最積極國家之一的日本,近年發布了一系列激勵政策,并在氫燃料電池領域取得超過1500件專利。

在車用能源領域,氫能燃料電池被認為是實現車輛使用階段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技術方案,是未來汽車產業技術競爭的制高點。目前,歐美日等發達國家已開發出多款氫燃料電池汽車,并配套建設加氫站。2017年,寶馬,奔馳、通用等公司都開始商業化發售氫燃料電池汽車。

在中國,自2011年以來,我國政府有關部門從戰略、產業結構、科技、財政等方面相繼發布了一系列政策,引導并鼓勵包括氫燃料電池和相關產業在內的氫能產業發展。但目前國內在燃料電池技術發展、氫能產業裝備制造等方面相對滯后,氫能產業發展速度落后于發達國家。

氫能與燃料電池行業屬于前瞻性新興產業。中國氫能源及燃料電池產業創新戰略聯盟成立后,將一方面通過集聚相關產業在產、學、研各方面的技術資源,加強協同創新,統籌推動包括制氫、儲運氫、加氫基礎設施、燃料電池應用的全產業鏈技術突破,加快掌握更多關鍵核心技術;另一方面,加強產業及市場協同,統籌指導聯盟成員凝練自身研發與產業優勢,在氫能利用技術、安全技術、氫能技術標準上開展深度合作,推動氫能和燃料電池在國防、分布式能源、汽車動力、儲能裝備等方向的跨領域應用,建立融投資機制以吸引風險投資和發起基金,加速推廣中國的氫能產業布局,共同推進中國氫能社會的構建。

加氫站作為燃料電池汽車的配套基礎設施,隨著燃料電池車輛的推廣應用,其建設與推廣也受到了重視。據 H2stations.org 統計,2016 年全球新增 92 座加氫站,其中 83 座是對外開放的,其余 9 座則專門為公交車或車隊客戶提供服務。從地區分布來看,日本新增 45 座,位列增長數量榜首,比 2015 年的 28 座增加了 17 座;北美新增 25 座,其中 20 座位于加利福尼亞州;歐洲新增 22 座,比 2015 年的 19 座增加了 3 座,其中 6 座位于德國,德國公共加氫站總數增至 22 座。

另外,德國還有 29 座加氫站正在建設或即將開放,超過美國,后者正在建設的加氫站有24 座。為了適應規模化運營的需要,加氫站的日供氫能力逐漸提高。隨著氫燃料電池汽車的推廣,每天可為 30-50 輛客車或100 輛乘用車提供加氫服務的加氫站逐漸出現并成為主流。

加氫站運營呈現集成化、模塊化發展的新趨勢,混合站數量逐漸增長。混合形式從獨立式加氫站、加油站并設加氫站,發展到加油站、加氣站、加氫站三站合一,以及與便利店并設、與充電樁并設的加氫站。為燃料電池汽車的普及提供了更多樣化的基礎設施解決方案。

過剩的氫能源使燃料電池交通工具成為現實。世界各國及地區包含加利福尼亞州、歐洲、日本等都在積極出臺關于加氫站建設方面的國家政策或地區政策,在這些政策中,對于截止到2020年及2030年的加氫站數量都有著明確的規定。作為加氫站設計和建設的行業領導者,在過去的15年中,加拿大氫能在世界范圍內已經參與到50座以上的加氫站項目中。加拿大氫能參與這些項目的方式有兩種,或者直接為最終客戶提供交鑰匙解決方案,或者為項目組織者提供技術支持和產品。

加氫站設計是非常復雜的,受很多因素控制。首先是壓力,取決于不同車型:一般情況下,小車加氫的壓力是700bar,重型車輛(公交車、卡車等)和輕型車輛(叉車)加氫的壓力是350bar。一輛氫燃料電池小車在700bar的壓力下可儲存5kg氫氣,而一輛公交車在350bar的壓力下可儲存35kg氫氣。1kg氫氣可保證一輛小車行駛100km,7-8kg氫氣可保證一輛公交車行駛100km。一般情況下加一次氫可行駛400-500km。加氫站的產氣量必須滿足每日總用氫量以及連續的加氫需求(每小時為多少輛車加氫)。

儲氫罐、壓縮機和制冷單元的選擇有一定的影響,要保證足夠的制冷能力,以滿足氫氣在高壓下安全運輸,并符合國際運輸標準。HRS系統根據車輛的燃料需求,提供高壓縮的氫氣以節省車主的壓縮成本,高質量的氫氣也保護了燃料電池。總之,加氫站的設計需要足夠廣泛的專業知識和足夠多的經驗,加拿大氫能就滿足這些條件。

現場制氫系統:堿液或PEM水電解系統

氫氣壓縮機:將氫氣壓力從10/30bar增加到450bar(公交車加氫壓力)或850bar(小車加氫壓力)

儲氫系統:由壓力不同的儲氫罐組成

控制面板:控制整個系統,按照用氫需要控制壓縮和儲存過程,檢測氫氣流量,控制氫氣純度

制冷系統:將氫氣冷卻至-40℃

加氫機:客戶服務終端,350bar或700bar標準設備

深圳文圣科技有限公司是一家專注于氫氣發生系統、氫氣純化器、加氫站裝置以及燃料電池等一系列產氫和儲氫設備的制造和銷售的公司。公司有勇于創新、經驗豐富的技術團隊,并與世界著名的氫氣發生器制造公司加拿大氫能公司有著密切合作,2016年初與加拿大氫能公司(歐洲分公司)簽署代理協議,成為加拿大氫能公司(歐洲分公司)在中國地區的總代理。隨著中國政府對氫能產業的支持力度越來越高, 深圳文圣科技將以至誠的經營理念,推動中國氫能產業的發展,并為中國市場帶來世界最領先的氫能技術和產品。歡迎各界朋友來電咨詢。

深圳文圣科技有限公司

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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