電解水制氫+管道運輸是氫能發展方向

2020-12-06 東方財富網

由於認識、安全、審批等多方面因素,與發達國家相比,中國的加氫站布局和建設仍處於緩慢起步階段。截至2019年11月,我國已投產的加氫站為41座,從地域分布來看,主要集中在廣東、江蘇、上海、湖北、河北等地,並未實現全國範圍的覆蓋。未來加氫站的建設數量及地域分布還有待完善。

成本高昂是阻礙加氫站建設的首要原因。一個典型的加氫站由制氫系統、壓縮系統、儲存系統、加注系統和控制系統等部分組成。從站外運達或站內製取純化後的高純氫氣,通過氫氣壓縮系統壓縮至一定壓力,加壓後的氫氣儲存在固定式高壓容器中。當需要加注氫氣時,氫氣在加氫站固定高壓容器與車載儲氫容器之間的高壓差作用下,通過加注系統快速充裝至車載儲氫容器。

除土建成本和管閥外,加氫站成本佔比較大的主要是一些核心設備,如壓縮機、加注設備和儲氫罐。由於國內缺乏成熟量產的加氫站設備廠商,進口設備推高了加氫站建設成本。

當前,補貼政策是促進加氫站建設布局的關鍵。從近年來各地區發布的加氫站建設補貼政策來看,補貼範圍從100萬元-900萬元不等,其中對於單個加氫站補貼力度最大的是佛山市南海區,政策規定新建固定式加氫站按800萬元/個的標準進行補貼。以建設成本為1100萬元的加氫站為例,400萬元的政府補貼可使初始投資下降36.36%,氫氣單位成本下降23.57%,投資回收期縮短2.07年。補貼政策的扶持降低了加氫站建設的門檻,對於支持氫能發展發揮著關鍵作用。

遠期來看,氫氣的使用成本是制約氫能發展最重要的因素,只有足夠低的使用成本,才能完成氫氣從危險化學品到能源品的轉換,與鋰電類似,氫能作為新興能源,替代的是石油等傳統化石能源,從目前鋰電和氫能的不同屬性來看,鋰電池汽車主要應用於乘用車,而燃料電池汽車則在物流車以及重卡等重型商用車上具有更大的發展前景。

就運氫成本而言,現階段國內使用最廣泛的是長管拖車運輸,運輸壓力多為20MPa,單車次可運輸347kg的氫氣,即插即用但成本較高;技術成熟成本較低的管道運輸因為建設周期長而未能普及;液氫槽車運輸則在現階段並不現實。長管拖車的成本隨著距離的增大而快速上升,而管道運輸成本則維持在一個較低的區間。

從現狀來看,只有在採用化工副產物制氫的情況下,且運輸半徑在200km以內的條件下,氫氣的使用成本可能降到30元/kg以下。由於加氫站的下降空間主要在於設備的下降空間,相對比較有限,因此,更多依賴於制氫以及儲運的環節。

影響氫氣成本的變量較多。目前氫氣使用成本中最突出的矛盾是,制氫成本低的地方距離使用氫氣的地區較遠,比如工業副產氫以及西北地區較為便宜的光伏風電製取的氫氣難以運到中東部地區,高昂的運氫成本制約了氫氣成本的下降。

短期內工業副產物制氫對比其他制氫方法優勢較大。中長期來看,結合管道運輸,電解水制氫優勢嶄露頭角。由於電解水綠色環保,且能將棄風棄電重新利用起來,故長期看好電解水作為制氫的主流方法。在氫能總成本為30元/kg的情況下,使用管道運輸能大幅降低運氫成本,最大運輸距離相比使用長管拖車進行運輸翻了幾倍。

具體到運氫環節,短期來看,由於國內氫氣管道發展較為落後,僅有兩條稍有規模的管道項目,運氫方式只能選擇技術較為成熟的長管拖車。長期來看,管道運輸仍然是發展首選。而由於管道運輸的運能較強,在4MPa的工作壓力下,年運氫能力能達到10.04萬噸。所以,管道運氫成本很大程度上受到需求端的影響。不同運能利用率下,成本也相應地不同。故要降低管道運氫的成本,首要目標是穩定需求,將運能儘可能地利用起來。

(文章來源:中國能源報)

相關焦點

  • 衣寶廉院士丨迎接電解水制氫儲能高潮
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】北極星氫能網訊:前言:北極星氫能網獲悉,衣寶廉院士在題為《迎接電解水制氫儲能高潮》的演講中提到:可再生能源電解水制氫可以解決可再生能源的波動性;並分析了目前3種電解水制氫技術的特點、難點及未來發展方向。
  • (PPT)衣寶廉院士:迎接電解水制氫儲能高潮
    本次研討會對氫能發展現有問題把脈問診,為氫能未來發展獻言獻智,將為推進中國石化構建「一基兩翼三新」發展格局、打造世界領先潔淨能源化工公司和促進我國氫能產業科學發展、健康發展、高質量發展提供諮詢、把握方向。
  • 關注氫能安全│電解水制氫產業成熟,安全可靠!
    氫氣製備法與水電解制氫  目前,氫氣製備方法主要有:熱化學法制氫如煤制氫和天然氣重整制氫等、工業副產氫提純制氫、水電解制氫、太陽能光催化分解水制氫。  其中,水電解制氫技術有著無可比擬的優越性:第一,不使用化石燃料,不產生有害氣體;第二,產品氣純度高,通常在99.7%以上;第三,技術成熟,流程及設備簡單;第四,自動化水平高,採用微機控制,操作穩定可靠。  水電解制氫技術已有一個多世紀歷史,目前有鹼性水電解制氫、質子交換膜水電解制氫和固體氧化物水電解制氫。鹼性水電解制氫最為成熟,目前應用最為廣泛。
  • 電解水制氫產業成熟、安全可靠
    為此,筆名「五子山」的業內人士從制氫原理、加氫站,以及氫的運輸、存儲和加注等方面,撰寫系列文章,以向大眾及業界普及相關知識。本篇為第一篇,主要介紹氫氣的製備方法,以及水電解制氫技術及其安全防控。水電解制氫技術已有一個多世紀歷史,目前有鹼性水電解制氫、質子交換膜水電解制氫和固體氧化物水電解制氫。鹼性水電解制氫最為成熟,目前應用最為廣泛。
  • 衣寶廉:迎接電解水制氫儲能高潮
    新華網北京7月24日電 24日,氫能發展戰略研討會在中國石化集團公司(下稱「中國石化」)舉辦。中國工程院院士,中科院大連化物所研究員衣寶廉在視頻連線中做了以「迎接電解水制氫儲能高潮」為主題的報告。
  • 中國氫能聯盟:2030年左右,電解水制氫將成有效供氫主體
    該白皮書介紹稱,目前,電解水制氫技術主要有鹼性水電解槽(AE)、質子交換膜水電解槽(PEM)和固體氧化物水電解槽(SOE)。該白皮書預計,整體而言,中國氫能市場發展初期(2020-2025年左右),氫氣年均需求約2200萬噸,作為燃料增量有限,工業副產制氫因成本較低,且接近消費市場,將成為有效供氫主體,部分地區可探索開展可再生能源電解制氫項目示範。
  • 觀察|衣寶廉:迎接電解水制氫儲能高潮
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】7月24日,氫能發展戰略研討會在中國石化集團公司(下稱「中國石化」)舉辦。中國工程院院士,中科院大連化物所研究員衣寶廉在視頻連線中做了以「迎接電解水制氫儲能高潮」為主題的報告。
  • 【乾貨】水電解制氫技術發展現狀及瓶頸分析
    20世紀70年代之後,能源短缺、環境汙染以及太空探索方面的需求帶動了質子交換膜水電解技術的發展。同時特殊領域發展所需的高壓緊湊型鹼性水電解技術也得到了相應的發展。目前兩大類水電解制氫技術可以在低溫條件下進行實際應用,分別是鹼性液體水電解與固體聚合物水電解兩類。
  • 可再生能源電解水制氫:「氫能經濟」理想路徑—新聞—科學網
    氫能就被認為最有可能成為新能源革命的「犀牛」。而要想養肥這頭「犀牛」,如何實現規模化工業制氫就成為能源界關注的焦點。 實際上,包括海水在內的水資源就是地球上最大的「氫礦」,電解水制氫被認為是製備氫氣的有效方法。而針對可再生能源面臨的時空波動性和併網困難等問題,利用光伏發電、風電和水電等可再生能源大規模製備氫氣被認為是一條理想途徑。
  • 談「氫」不色變│電解水制氫產業成熟、安全可靠
    他表示,氫能以其清潔、高效的特點被認為是未來最有潛力的能源載體,然而其安全性常常受到人們質疑。談「氫」色變的社會現象凸顯出氫能科普的重要性。  為此,筆名「五子山」的業內人士從制氫原理、加氫站,以及氫的運輸、存儲和加注等方面,撰寫系列文章,以向大眾及業界普及相關知識。  本篇為第一篇,主要介紹氫氣的製備方法,以及水電解制氫技術及其安全防控。
  • 氫能產業化發展現狀及前景分析
    氫氣製造現狀  我國制氫產能巨大,利用棄水、棄風、棄光制氫潛力巨大,但制氫成本太高。氫氣的主要來源包括化石燃料(煤炭、天然氣等)制氫和電解水制氫。全球氫氣生產48%來自天然氣,30%來自石油,18%來自煤,電解水制氫佔4%。美國、歐洲和日本利用天然氣制氫的成本分別為每公斤0.9美元、2.2美元和3.2美元。
  • 科學網—讓電解水制氫變得更容易
    而電解水制氫正是將富餘電力轉化為氫能的好途徑。近期,中國科學院寧波材料技術與工程研究所所屬新能源所研究員陳亮團隊提供了一種高效的酸性析氧電催化劑,並提出了相應的機理解釋,一定程度上推動了酸性電解水制氫的研究。相關研究發表在《自然—通訊》上。
  • 俞紅梅:質子交換膜電解水制氫技術
    9月14-16日,由中國汽車工程學會與國際氫能燃料電池協會(籌)共同主辦的第五屆FCVC大會於上海汽車會展中心召開。中國科學院大連化學物理研究所研究員、高效電解制氫研究組長俞紅梅到場並發表了以質子交換膜電解水制氫技術為主題的演講,以下為文字實錄:  從宏觀講,由遠即近,現在在這裡都要講氫,大家都有共識。
  • 氫能成為實現碳中和的最終解決方案!低成本制氫只是其中一環!
    被稱為「未來能源」和「終極能源」的氫能已經成為近兩年的一個熱門話題,在各個國家都成為了重點發展產業,在國際上,美國、歐盟、日本都出臺了相應的氫能戰略規劃,日本甚至提出了「氫能社會」的宏大構想;在國內,中國石油、中國石化、國家能源集團、國家電投等能源央企紛紛入局氫能產業鏈,多個地方政府出臺了氫能發展方案和扶持政策。
  • 「水氫車」背後:中國尚無大規模電解水制氫項目真正投產
    2014年, 「氫能與燃料電池」 作為能源科技創新戰略方向之一被列入國務院發布的《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》。制氫過程「不夠綠」氫能是公認的清潔能源,然而,制氫的過程卻顯得有些不夠清潔。氫能產業鏈包括制氫、氫氣儲運和氫能應用幾個環節,其中制氫環節的清潔程度最受質疑。目前,中國主流的制氫方法包括化石能源制氫(石油裂解、水煤氣法等)、化工原料制氫(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、氯鹼工業副產氫、電解水制氫和生物質制氫等。
  • 2018年氫能源行業市場現狀與發展趨勢分析 電解水制氫有望成為市場...
    其中,上遊氫氣製備包括氯鹼工業副產氫、電解水制氫、化工原料制氫(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化資源制氫(石油裂解、水煤氣法等)和新型制氫方法(生物質、光化學等)等多種途徑;氫氣儲存包括氣態儲氫、液態儲氫、固態合金儲氫三種方式,氫氣運輸包括罐車運輸、管道運輸等方法途徑;中遊氫燃料電池涉及質子交換膜、擴散材料、催化劑等多種零部件和關鍵材料;下遊燃料電池應用包括可攜式應用、固定式應用
  • "水氫車"背後:制氫過程"不夠綠" 氫能產業落地難
    ■ 延展「水氫車」背後 中國尚無大規模電解水制氫項目真正投產氫能源作為一種清潔能源,具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、零汙染、零碳排等諸多優點,被廣泛譽為21世紀的「終極能源」。近年來,氫能和氫燃料電池汽車逐步成為我國能源發展的新熱點。
  • 再生能源制氫、氫能存儲和發電……在能源領域氫能可以這麼用
    「氫能作為一種來源廣泛、清潔無碳、應用場景豐富的二次能源,是推動傳統化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規模發展的理想互聯媒介,也是實現交通運輸、工業和建築等領域大規模深度脫碳的最佳選擇。」發布會上,山東省能源局黨組成員、副局長王福棟說,近期將啟動山東省可再生能源制氫試點示範工作。
  • 電解水制氫能否成為能源網際網路殺手級應用?
    (本文來源:玖牛投資)近日,加拿大氫能企業Hydrogenics宣布將為德國一加氫站提供大規模電解水制氫設備。Hydrogenics的客戶正在德國伍珀塔爾建造一座兆瓦級的加氫站,當地的一家垃圾處理廠為這套電解水制氫設備提供電力,實現廢棄物向清潔能源的轉換。這套制氫系統將在2019年交付,預計日產氫能力超過400千克。
  • 全球最大一體化太陽能電解水制氫項目開建
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】4月17日,高端煤基新材料領軍企業寶豐能源(600989)開工建設全球最大規模一體化太陽能電解水 制氫儲能及綜合應用示範項目。資料顯示,氫能源是綠色零排放的終極能源形勢,氫能在能源、交通、工業、建築等領域具有廣闊的應用前景,尤其是以燃料電池為代表的交通領域是氫能應用的突破口與主要市場。工信部已啟動《新能源汽車產業規劃(2021-2035年)》編制工作,將新能源汽車高質量發展為主線,研究產業化重點向燃料電池汽車拓展。