“氢”尽全力

2020-12-03 06:59曲绍楠
加油站服务指南 2020年11期
关键词:氢能燃料电池能源

文/曲绍楠

氢能是能源革命的突破口之一。其发展和利用,必将带来能源结构的重大改变。

截至2020 年2 月,我国的加氢站数量已达到64 座,先后有40 个地区出台了相关的氢能规划。氢能发展的触角已从珠三角延伸到长三角、渤海湾,甚至到达内陆的山西、内蒙古等地。究竟是何种魅力,让大家纷纷对氢能发展抛出了橄榄枝呢?

中石化遍地开花

3 月29 日,中国石化董事长张玉卓表示,中国石化将着力构建以能源资源为基础,以洁净能源和合成材料为两翼,以新能源、新经济、新领域为重要增长点的“一基两翼三新”发展格局,努力实现更高质量、更有效益的发展。

在今年的“两会”上,中国石化的韩峰、吕亮功、李永林等多名代表建言,要关注氢能产业高质量发展。

目前,中国石化已具备了强大的制氢能力、成熟的能源安全管理经验和全面的网络站点体系,年产氢能力超过300 万吨,是国内最大的氢能源供应商之一。

2019 年7 月1 日,中国石化在广东佛山建成了国内首座油氢合建站。此后,中国石化分别在浙江和上海等地,建成了当地首批集加油、加氢等功能于一体的综合能源供应站。作为2022 年北京冬奥会的战略合作伙伴,中国石化将为北京和张家口冬奥会氢燃料电池车提供氢气供应、车辆加氢和加氢站运营保障。

广东将建20 座加氢站

继佛山开创了加氢站先河之后,广东又有新动作。

今年5 月28 日,中国石化广东石油分公司联手广州市黄埔区、广州开发区,打造氢能汽车应用发展基础设施,重点规划在该区新建20 座以上集加氢、加油、充电、非油、光伏发电“五位一体”的综合能源销售站,预计系列项目营收超过100 亿元。

中国石化是国内最大的氢能供应商之一,广州开发区是国家新能源综合利用示范区、广东省氢燃料电池汽车商业运营示范区,正在重点培育氢能产业。业内评价,双方合作共同推进氢能产业建设,将助推该区完善氢能全产业链集聚发展,打造“中国氢谷”。

目前,广东石油运营的全国首座油氢合建站——佛山南海樟坑油氢合建站,日加氢超过450 千克,氢燃料公交车加注一次只需4 分钟,续航300 公里。

“这种利用现有场地建设油氢电一体化的网点,被行业认为是氢能应用落地的最好方式。它不仅可以有效节约土地成本,解决加氢站土地规划、行政审批等问题,而且可充分发挥品牌资源优势,为客户提供多元化的能源供应服务。”广东石油总经理陈成敏认为,氢能行业具有广阔的前景,要抓住机遇大力推进加氢站的建设。

◇氢能,较之传统能源更清洁,成为传统能源企业转型的重要方向之一。 供图/中国石化

近年来,广东省政府加快发展氢能产业,在佛山、云浮两市共建氢能产业基地,氢能产业链初具雏形。

佛山市政府先后出台了发展规划及扶持补贴政策,在《氢能源产业发展规划(2018—2030 年)》中明确2030 年建成57 座加氢站,将佛山建成全国领先的氢能源产业示范城市和集聚高地。

“佛山石油还与佛山燃气集团等企业签订了战略框架协议,拟共同出资合作拓展禅城区3 个网点,业务范围涵盖加油、加氢、充电及非油品等多个项目。”在佛山石油经理赵忠武看来,只有深化合资合作才能实现优势互补、共赢发展。目前,佛山已建成了17 座加氢站。

通过积极布局氢能发展,广东石油探索出了一条“以氢为由取网点,以油养氢谋布局”的发展路子。目前,发展氢能已成为行业共识,广东石油将继续借助政府发展氢能机遇,在抢占市场资源的同时快速锁定网点,全面提升营销网络的优势地位。

浙江再增新站

距离上海100 公里的浙江嘉兴,这里的加氢站建设和氢能研究被业内评价为很凶猛。7 月23日,位于浙江省嘉兴港区滨海大道1515 号的中国石化浙江石油嘉兴港区滨海大道站正式营业。该站由浙江石油嘉兴分公司与滨海集团公司共同出资建设。

除传统的汽柴油和非油品服务外,该站还可提供LNG 天然气、电、氢三种新型洁净能源,为周边厂矿企业、化工园区、物流企业等提供“一站式”“全方位”能源补给。加氢功能预计年底前投入使用,届时日加氢能力达到1000 千克。

此前,2019 年10 月15 日,浙江省内第一座油氢综合供能服务站——浙江嘉兴嘉善善通加油加氢站已经投入运营,为嘉善县50 余辆氢燃料电池公交车提供服务。

嘉善善通加油加氢站坐落在嘉善客运中心旁,是浙江省内第一座集加油、加氢等功能于一体的综合能源供应站。该站分为东西两个对称区域,西边是传统的汽柴油供应区,东边供应的则是氢能。

江诚是这座合建站的站长。他介绍说:“加氢和加油区别很多。除操作规程要求更高外,花费的力气更多。”加氢枪比加油枪重2~3 倍,所以站里都是男员工加氢。

每天的17 时~20 时,是公交车加氢的密集时段。随着一辆辆公交车陆续驶入,原本空旷的加氢场地被挤得满满当当。加注一辆公交车平均需要5 分钟,跟加油相比稍慢,而注入公交车的氢气温度一般在-5℃左右。

刚开始加氢时,司机师傅远远地躲到一旁,还有人问:“安全么?”每次,江诚都会耐心解释原理。“目前,嘉善县现有城市公交300 辆,其中氢燃料公交车47 辆,占比15.7%。预计到年底还会增加53 辆。”江诚介绍。

嘉善县处于长三角城市群核心区域,县中特别开通了与江苏、上海衔接的示范公交线路,氢能产业链相对成熟。该站是嘉善县加快推动氢能与燃料电池产业发展和开展燃料电池汽车试点示范的重要基础性工程之一,也是打造“氢能样板”的重要载体。

北京助力冬奥会

氢能发展的春风,由南到北也吹到了北京。

9 月8日, 中国石化北京石油、北汽福田汽车有限公司、轻程(上海)物联网科技有限公司三方在2020 年中国国际服务贸易交易会氢燃料电池汽车专场上,签署了战略合作意向书。三方将联合成立合资公司,共同构建以北京为中心、逐步辐射京津冀的氢能源应用场景,共同推动氢能与燃料电池汽车产业的发展。

“合资公司将依托三方各自的技术优势和资源,从氢燃料电池汽车运营场景出发,根据港口、经济区、物流园区等产业新区需求,为邮政、快递物流、碴土运输等商用运输车辆提供加氢服务。”北京石油介绍,将选取合适的加油站增设加氢设施,建设油氢合建站,构建“车·站·景”一体化的产业链体系,推动京津冀跨区域物流、长途客运等领域的氢能产业发展。

根据协议,北京石油负责建立完善氢气供应链,满足车辆运营需求;北汽福田负责氢燃料电池汽车的制造、研发;轻程物联网负责经营与管理氢燃料电池汽车的应用场景。

专家评价,推动能源革命、打赢蓝天保卫战是时代赋予的历史重任。在能源革命和能源结构调整的关键时刻,北京石油作为北京地区成品油供应的主渠道,深具加氢站建设、运营、服务等方面的优势。

此次合作,是在顺应国家推进能源变革理念的基础上迈出的坚实一步,也是深入落实中国石化集团公司“一基两翼三新”发展格局的重要举措,更是北京石油在拓展新能源领域的积极探索。

下一步,北京石油将积极推进加氢站建设,探索搭建多种氢燃料电池汽车的运营场景,助力2022 年北京冬奥会实现绿色冬奥目标。

中石油发展加速

作为中国石油业的巨头,中国石油也在氢能领域开始布局。

8 月5 日,上海中油申能氢能科技有限公司成立。公司注册资本3000 万元,经营范围包括氢能科技领域内的技术服务、技术开发;站用加氢及储氢设施、新能源汽车换电设施等等。公司三大股东分别是中国石油、北京北汽福田汽车股份有限公司和北京亿华通科技股份有限公司,中国石油持股40%。

早在今年4 月,中国石油北京销售分公司就与北汽福田汽车股份有限公司、北京亿华通科技股份有限公司达成了合作意向,共同推进北京市加氢站的建设及运营。

按照协议,规划加氢站选址位于北京市昌平区,建成后将以张家口可再生能源制氢为主要氢源,加注能力覆盖35Mpa 及70Mpa,服务于北汽福田测试用氢与氢燃料电池汽车批量商业化运营。

此次合作,通过市场需求推动氢能供应模式,实现加氢站选址、规划与建设,从而加速氢能制、储、运、加、用全价值链与市场化进程。三方合作的加氢站建成后,可有效缓解北京市与日俱增的加氢压力。该加氢站的建设,标志着北京市氢能产业进入了新一轮发展期。

事实上,北京销售在氢能布局上早有行动。

2019 年4 月,中国石油北京销售分公司与北京海珀尔氢能科技有限公司签署战略合作协议。双方联手在北京地区建设液气油氢混建站。

按照协议,双方联合将位于北六环和京藏高速交汇处的加油站扩建为液气氢加氢、加油合建站,同时建设一座附属氢能应用示范展示中心。该站的建设,将有效缓解市内现有燃料电池车辆的能源需求,并为2022 年冬奥会燃料电池示范车辆提供加氢保障。

2018 年9 月,湖北武汉首座加氢站在武汉东湖高新区建成。该加氢站日加氢能力300 千克,由武汉中极氢能源发展有限公司承建,核心设备由中极氢能联合中国石油湖北销售分公司、成都华气厚普机电设备股份有限公司共同研发制造。

同期,河北省张家口海珀尔科技有限公司与中国石油河北销售分公司、张家口交通建设投资有限公司在张家口签署了《战略合作框架协议》。

根据协议,三方将围绕氢能供给产业链成立合资公司,在张家口地区布局加氢站组网建设,并承担示范运营和日常管理。

对于国内的氢能发展战略,中国工程院原副院长、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任、中国金属学会理事长干勇院士建议,未来应开 创氢 能的“重卡 时代”。

他提到,中国应该在柴油车上特别在集中柴油车的地区首先使用氢能,要做氢能“重卡时代”。因为柴油氮氧化物排放量占排放总量的68.3%,占汽车保有量的9.4%,颗粒物排放量占排放总量的99%以上。物流密集的港口地区,适合建立柴改氢示范区。

“若改为‘氢能重卡’,利用集中布局膜电极,氢消耗量大,便于建立大型膜电极,达到了示范经济效益。港口地区大型钢铁企业及联产焦化企业,副产氢来源有保障,可实现氢源供应的经济效益。”他还说,开创氢能“重卡时代”,优先发展氢能源商用物流车是当前重点。

国际巨头样板在前

国际上,氢能领域发展一直处于领先地位。

普华永道旗下Strategy& Middle East 的一份最新报告显示,到2050 年绿色氢出口市场每年价值可达3000 亿美元,为全球可再生能源和氢生产创造40 万个就业岗位。到2050 年,全球对绿色氢的需求将达到5.3 亿吨,取代104 亿桶油当量。

国际石油巨头中,壳牌2016 年开始与日本川崎重工合作开发氢运输船舶技术,2017 年与丰田达成合作协议,在加州建造了7 座加氢站。截至2019 年1 月,道达尔在德国共有20 座加氢站;BP 在世界范围内参与了众多氢能示范项目。例如,与戴姆勒·克莱斯勒和福特公司合作研究先进的燃料电池技术,在北京中关村投资建成中国第一座加氢站等。

目前,美国、日本、欧盟、韩国在2030 和2050 年都有规划,特别是美国和日本的氢能战略相继出台,欧盟在各种指标和氢能利用上均做出了最好的样板。

要想实现加氢站的大规模建设,加快产业布局,大幅度降低成本是当务之急。

日本借助东京奥运会契机正大力建设氢能建筑示范区,构建了世界上第一个氢能源社区。5632 户住宅全部采用松下公司开发的家庭燃料电池ENE-FARM。

松下公司计划2021 年在公用部分提供4 处纯氢燃料电池,并在区域内修建氢管线,向街区和车辆提供氢。在推进燃料电池小型化示范方面,东京煤气和京瓷公司共同合作开发的ENE-FARM体积是以往产品的1/4 左右,并计划借机将此作为普及小型化家用燃料电池的“引爆剂”,扩大其在公寓等领域的占有率。

6 月10 日,德国通过国家氢能源战略,为清洁能源未来的生产、运输、使用,和相关创新、投资制定了行动框架。为支持这一战略,德国政府将在现有的基础上再投入70 亿欧元用于氢能源市场的推广,另外20 亿欧元用于相关国际合作。

作为减少二氧化碳排放以实现气候目标的一种手段,全球许多国家在制定国家氢战略。荷兰、挪威、葡萄牙、日本、韩国、澳大利亚和新西兰等国,已经发布了国家氢战略。加拿大自然资源部6 月7 日证实,加拿大正和其他国家一起制定一项国家氢战略,并与各级政府、学术界和私营部门合作,为制定国家氢战略提供信息。

欧盟方面,欧盟能源专员卡德里·希姆森6月16 日表示,作为到2050 年前实现气候中性努力的一部分,欧盟委员会在7 月8 日提交了一份欧盟氢战略。

这份战略着眼于如何推动包括重工业和交通运输业在内的一系列行业需求。例如,这些行业比发电行业更难脱碳。根据会议结论,欧盟成员国部长们一致认为,氢尤其是来自可再生能源的氢,将是帮助欧盟脱碳和保持竞争力的关键创新能源技术之一。

虽然各国都在向氢能源挺进,但目前加氢站的数量还不多。

专家分析,加氢站数量少,背后有着更深层次的问题。如加氢站建设耗资巨大,到底要不要提前“遍地布局”?谁来投资?加氢站建设过程中还有很多技术问题需要解决等。

高昂的建设成本,显然是加氢站快速发展的最大障碍。要想实现加氢站的大规模建设,加快产业布局,大幅度降低成本是当务之急。因成本高,加氢站建设的相关技术还有待进一步研发,否则难以促进市场化大规模的推广。

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