【壓縮機網】相對純電動汽車而言，效率更高、更節能環保的氫燃料電池汽車，被一些國家和企業認為是未來新能源汽車發展的方向，因而有著“氫芯”之稱的氫燃料電池國產化狀況更令人關注。

 

　　近年來，一些國家和主要汽車企業紛紛發布停售燃油汽車時間表，新能源汽車成為未來發展的主要趨勢。相對純電動汽車而言，效率更高、更節能環保的氫燃料電池汽車，被一些國家和企業認為是未來新能源汽車發展的方向，因而有著“氫芯”之稱的氫燃料電池國產化狀況更令人關注。

 

　　5月8日，廣東省佛山市南海區政府和愛德曼氫能源裝備有限公司正式簽訂項目投資協議。該協議的簽訂，標志著愛德曼廣東氫燃料電池生產項目正式啟動，這是佛山市實現氫燃料電池本地化生產的重要一步，有力地推動了廣東氫能產業發展。佛山燃料電池及氫能源產業創新聯盟也于同日正式成立。

 

　　氫燃料電池國產化提速

 

　　愛德曼氫能源裝備公司是一家燃料電池制造商，通過引進德國技術，實現了完全自主知識產權，完全國產化，有好幾項技術指標達到國際先進水平。去年12月6日，愛德曼與南海簽訂項目合作框架協議，達成了愛德曼廣東氫燃料電池生產項目投資協議。

 

　　愛德曼廣東氫燃料電池生產項目選址于南海區丹灶鎮，將建成氫燃料電池及動力總成生產基地，計劃投資30億元，年產能8萬套氫燃料電池，分三期推進，其中s*期項目將于今年投產，全部項目達產后，預計年產值200億元以上。該項目是南海繼廣東長江汽車整車生產及氫動力研發中心項目后，引進的又一氫能產業重磅項目。
 

 

　　“氫燃料電池是氫燃料電池汽車的心臟，也是氫能產業的核心。愛德曼廣東氫燃料電池生產項目的落地，標志著南海區氫能產業核心環節國產化步伐又邁進了一大步，夯實了南海區作為華南地區氫能產業推廣應用先行者的地位。”佛山市委常委、南海區委書記黃志豪表示，該項目將加快完善佛山市和南海區新能源汽車產業和氫能產業鏈，構筑氫能產業鏈合作的良好格局，加快氫能與燃料電池產品在市場端的產業化應用與推廣。

 

　　活動當天，愛德曼廣東氫能源裝備公司、浙江大學流體動力與機電系統國家重點實驗室、東風特汽（十堰）客車有限公司、佛山市南海區華南新能源汽車產業促進中心等14家企業和機構的代表與南海區政府共同發起成立“佛山燃料電池及氫能源產業創新聯盟”。

 

　　創新聯盟將大力引進高端人才，在南海區建立“院士工作站”和“博士后工作站”，大力推進南海燃料電池生產基地建設，并以燃料電池為核心，打造愛德曼大數據支持下的新型物流服務平臺，幫助物流企業優化創新物流服務模式。同時，創新聯盟還將根據中央政策和佛山市政府的發展戰略，設立佛山氫能源產業發展基金，全面支持佛山市氫能源產業發展。

 

　　全產業鏈發展遭遇挑戰

 

　　目前，氫燃料電池技術創新正成為q*能源技術革命的重要方向，在車用能源領域，氫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。

 

　　2016年，國家發改委、能源局等聯合發布《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》，將“氫能與燃料電池技術創新”列為能源技術革命重點創新行動的15項具體任務之一，氫能產業正式被納入中國國家能源戰略。

 

　　“當前，不少國內廠商都已開始布局氫燃料電池汽車產業，但是相關產業鏈離成熟還有一定距離，只是進入了產業化‘試水’階段。”愛德曼公司執行總裁龔靖表示。

 

　　作為國內w*掌握量產氫燃料電池金屬雙極板電堆技術的生產廠家，愛德曼也有自己的煩惱。“我們目前主要使用進口材料，因為他們的技術更成熟，這也意味著更高的成本。”龔靖認為，“作為一個投入市場的產品，性價比非常重要，像膜、催化劑這種原材料和氫氣泵、加濕器配套設施制造，我們希望中國企業國產化進程再快一點，成本能降得再低一點”。

 

　　“氫能源汽車產業很難靠某個企業單打獨斗取得長遠的發展，需要電池-汽車-加氫站全鏈條發展。”上海同濟大學汽車學院新能源汽車工程中心燃料電池復合電源研究所博士周偉表示，加氫基礎設施不足是當前氫能產業發展面臨的重大阻礙，政府需要持續加大對加氫站建設的扶持和推廣力度，研究制定加氫站發展的總體規劃布局，鼓勵國有和社會資本參與加氫站的融資業務。

 

　　氫能源產業的立法問題也受到企業的關注。“現階段氫能產業發展步伐緩慢，與氫這種能源依然被作為化工品沒有被當作能源產品來使用有很大關系。”廣東泰羅斯汽車動力系統有限公司總經理張銳明認為，政府應從產業化角度出發，解決涉氫全產業鏈的相關法律法規問題。

 

　　降低加氫站成本不妨從壓縮機下手

 

　　氫革命正在進行中，勢頭一直在增長，但“雞和蛋”難題仍然在這個熱門話題的辯論中出現--燃料電池汽車(FCVs)制造商不愿意在沒有足夠氫燃料補給的情況下，大規模生產和銷售FCV；而加氫站建設者不愿意在沒有足夠FCV的情況下建造加氫站。

 

　　日益增長的燃料電池汽車市場需要一個強大的加氫站網絡，但這些站點的成本仍然很高。

 

　　美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員提出的一種解決方案，可以大幅削減成本，提高燃料的補充能力--幫助氫與汽油競爭。這一概念被稱為兩級壓力整合，旨在降低氫燃料站的z*大成本之一：壓縮機。

 

　　通過重新設想氫氣的儲存方式和壓縮機的運行方式，壓力整合策略可以將一個新的氫氣站的設備成本降低30%，或者允許現有的站點在不購買新壓縮機的情況下將其燃料容量增加一倍。

 

　　阿貢的研究人員在超過十年的時間里，一直在評估氫氣輸送和加注的過程和成本，并得到了DOE能源效率和可再生能源辦公室(EERE)下屬的燃料電池技術辦公室(FCTO)的支持和指導。

 

　　壓力整合的想法在2012年成形，經過實驗室分析，壓縮機和存儲占了一半以上的成本。

 

　　“這確實激發了我們的思考和好奇心”，阿貢領導這項研究的s*席能源系統分析師Amgad Elgowainy說。“你怎么能降低壓縮成本呢?”

 

　　從更近的角度看，阿貢的研究小組發現，加氫站的壓縮機往往尺寸過大，使用不足。

 

　　該設備在高峰時刻努力工作，以保持高壓力和為顧客加注氫氣，但其他時間卻閑置著。隨著壓力降低，氫氣供應罐的排空，加氫站有效分配氫氣的能力也降低了。

 

　　Elgowainy說：“在一個典型的加氫站設計中，有些車輛無法完全填滿，因為供應壓縮機儲罐的壓力越來越小，從消費者的角度來看，這簡直是糟糕。”

 

　　兩級壓縮系統通過將供應存儲分為兩級來實現。

 

　　在非高峰期間，壓縮機將氫氣從第2級容器轉移到第1級容器中，而不是閑置的。

 

　　當為儲氫罐加注高壓氫氣時，壓縮機將從第1級儲氫罐中抽取氫氣。由于在非峰值時的壓力整合，第1層處于高壓狀態，壓縮機能夠實現比其他類型的壓縮機更高的吞吐量。

 

　　“這不是新發明，”Elgowainy說。 “這是一種在加注氫氣時的發明。”該方法可以與任何儲氫系統一起工作，無論是固定式地面儲存還是用管式拖車輸送氫氣。

 

　　由于壓縮機使用合并式壓縮方法，可以使加氫站使用更小、更便宜的壓縮機。兩級壓縮方法可以使加氫站的氫氣利用率達到80%，而在普通的加氫站只有約60％。這樣可以增加氫氣運輸效率，進一步降低成本，并減少了燃料供應的中斷。

 

　　z*后，新方法通過持續穩定地運行壓縮機，有助于延長壓縮機的使用壽命和可靠性，而不是隨著需求波動隨時啟動和停止。

 

　　Elgowainy說，這一概念z*終可以應用于氫以外的領域，并對其他氣態燃料（如壓縮天然氣燃料）也有幫助。

 

　　在過去的三年里，阿貢研究人員在國家可再生能源實驗室測試和改進了兩級壓力整合概念。

 

　　現在，由于能源部技術商業化基金的獎勵，他們計劃做一個真實的演示。位于賓夕法尼亞州沃明斯特(Warminster)的壓縮機制造商PDC機械公司正在與阿貢合作。

 

　　PDC副總裁Kareem Afzal說：“壓力整合的使用有可能降低氫站的成本。他補充說，這也減少了加氫站的體積規模，這兩種都是加氫站上潛在的寶貴價值。”