康普銳斯尹智：制氫加氫一體站工藝及推廣的必要性 | 勢銀氫燃年會

2023-01-16

【摘要】：

12月13日-15日，由勢銀（TrendBank）主辦的“2022勢銀氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)年會”在寧波泛太平洋大酒店隆重舉行。

12月14日，在加氫站產(chǎn)業(yè)分論壇上，康普銳斯董事長兼總經(jīng)理尹智發(fā)表了題為《制氫加氫一體站工藝及推廣的必要性》的精彩演講。

據(jù)尹智介紹，青島康普銳斯能源科技有限公司（以下簡稱“康普銳斯”）是國內(nèi)全國產(chǎn)化液驅(qū)氫氣壓縮機領域的開拓者。2019，康普銳斯自主研發(fā)了第一臺90MPa 1000kg級的加氫站用液驅(qū)壓縮機。而后由于設備性能指標行業(yè)領先，其45MPa系列液驅(qū)氫氣壓縮機在國內(nèi)廣泛投入使用，贏得用戶認可。

隨著市場需求的不斷變化，截至2022年，康普銳斯在氫能領域已經(jīng)開發(fā)8個系列30余款產(chǎn)品，應用于近40個加氫項目。目前，康普銳斯首套出口產(chǎn)品已經(jīng)完成檢測認證，即將發(fā)往海外。

未來，康普銳斯也會不斷根據(jù)客戶的需求，為客戶定制各種壓力等級和排量的液驅(qū)壓縮機。

尹智表示，從設備優(yōu)勢的角度出發(fā)，康普銳斯的產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢：

保證氫氣純度：康普銳斯液驅(qū)壓縮機采用油氣缸分離結(jié)構(gòu)，通過專利結(jié)構(gòu)設計，完全杜絕液壓油污染氫氣，即使在密封損壞的情況下也能保證油氣分離。
可以頻繁啟停，啟停機無需排氣：液驅(qū)壓縮機通過液壓系統(tǒng)控制，將電機運轉(zhuǎn)和缸體運轉(zhuǎn)相對隔離，啟停機不影響壓縮機壽命，啟停過程無需排氣。
結(jié)構(gòu)簡單，故障率低：壓縮缸運動部件僅為活塞及活塞桿，液壓系統(tǒng)僅為電機油泵，沒有曲軸連桿機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，故障率低。
負荷低，易損件少，使用壽命長：液驅(qū)壓縮機通過液壓缸與氣缸的面積比實現(xiàn)高壓增壓，液壓系統(tǒng)負荷低，工藝難度小。壓縮機易損件只有缸內(nèi)活塞和活塞桿密封，且速度極低，使用壽命長。
多級壓縮，溫度低，卸車率高：由于采用多級壓縮形式，單級壓縮比低，增加了級間冷卻，整機溫度低、能耗低，有助于延長密封件使用壽命。
國產(chǎn)化率100%：壓縮機部件全部國產(chǎn)化，無進口依賴，且絕大部分部件為通用產(chǎn)品，成本低，周期短，后續(xù)維護成本低。
單機排量大：壓縮缸缸徑大，行程長，排量大，液壓系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。
獨有控制系統(tǒng)，保證高效傳動：壓縮機往復運動采用動態(tài)換向控制，以保證極小的余隙和極短的換向時間，以提高傳動效率和容積效率。45MPa壓縮機平均能耗低于0.9kWh/kg。

憑借多年深耕氫能壓縮機行業(yè)的經(jīng)驗，尹智認為目前國內(nèi)大部分加氫站工藝存在以下幾點問題：

首先，500kg/d的外供氫加氫站基本為政府補貼建站，幾乎不具備盈利能力；其次外供氫加氫站現(xiàn)階段氫氣降本空間小，未來管束車壓力必然會提高，一輛槽車滿載拉400公斤，要泄7、8MPa的壓力，運輸成本也高；再者，整個槽車的壓力等級提上去之后，三線加氫的工藝用20MPa的槽車作為低壓管線不具備太多實際的意義。

針對上述問題，尹智提出幾點建議——

1、根據(jù)當前及未來需求合理規(guī)劃加氫站加氫量。

2、提前考慮布局，選擇合適的壓力等級及技術路線、整站工藝。

3、管束車壓力等級提高以后，三線加氫工藝采用管束車作為低壓能夠起到節(jié)能降本的作用。

4、對于當前需求量較大的示范站、臨時加氫站，建議采用撬裝式加氫站，節(jié)省建站成本，縮短建站周期。

5、外供氫加氫站的儲氫設施，高壓緩沖的作用遠大于儲氫，不建議配置過大的儲氫容器。

隨后，從制氫加氫一體站的流程工藝角度出發(fā)，尹智表示傳統(tǒng)的制氫、加氫一體站的工藝流程基本是從電解水制氫端到緩沖裝置緩沖，統(tǒng)一到20MPa隔膜壓縮機進行壓縮。一部分氫氣在壓縮后進入20MPa儲氫罐，另外一部分氫氣會通過45MPa隔膜壓縮機壓縮，經(jīng)由順序控制盤進入45MPa儲氫罐，最后加氫給氫氣燃料車。

康普銳斯在制氫加氫一體站工藝上進行了創(chuàng)新，在45MPa液驅(qū)壓縮機壓縮后進行45MPa高壓、45MPa中壓、45MPa低壓的儲氫，解決了制氫跟加氫非連續(xù)工況的問題。

不僅如此，康普銳斯還改進了儲氫裝備，在有小規(guī)模對外供氫的需求時，壓縮機可以設定一個22MPa的口，反之在加氫站對外供氫量需求較大時，對外充裝的壓縮機可以單獨使用。

此外，從制氫加氫一體站建設成本出發(fā)，尹智表示氫源裝備投入的成本占據(jù)總成本比例最高。

以外購氫加氫站為例，大多企業(yè)在考慮建站成本時一般只會將壓縮機、安裝費、其他輔助設備納入主要計算成本，而針對真正商業(yè)化運營的加氫站，槽車才是成本大頭。同樣的在谷電制氫加氫一體站和副產(chǎn)氫提純PSA加氫一體站中，氫源裝備投入成本也是占比最高的。

在運營成本上，運營人員的薪酬、氣源的成本、電耗的成本是主要運營成本。以1000kg/d外購氫的加氫站為例，一年的運營費用可以估算為1600萬。其中，從氣源通過運輸，再到站上的氫氣成本大約為40元，在某些地區(qū)可能偏高，但是在大部分地方，目前此數(shù)據(jù)偏低。以此估算，一個加氫站如果按照目標做到35元，一個加氫站一年預計虧損340萬元。

如果以電解水制氫、谷電或者其他方式的電解水制氫加氫一體站為例，只要控制電費，以4毛的價格計算，站點一年需要做到35元才可盈利。

經(jīng)過上述成本估算分析，尹智表示，推廣制氫加氫一體站具有6大必要性：

槍口端氫氣價格為35元/kg時，氫燃料電池重卡與燃油車、LNG燃料重卡相比使用成本略高，全周期成本相近。
現(xiàn)有法規(guī)與技術條件下，氫氣槽車運力低，成本高。實際氫氣運輸成本甚至超過20元/kg。采用槽車運輸氫氣的方式，幾乎沒有可能將槍口端氫氣價格降至35元/kg。
利用谷電制氫方式建設制氫加氫一體站，槍口端氫氣成本能夠控制在35元/kg以內(nèi)，補貼退坡后，加氫站有盈利能力。
以高速服務區(qū)為例，若建成10座1000kg/d外供氫加氫站，需要近百輛長管拖車提供氫氣運力，對高速交通造成壓力的同時，存在安全風險。
高速服務區(qū)建設光伏+谷電制氫加氫一體站，能夠供應低成本氫，推動燃料電池重卡長途運輸場景建設。
若能免除氫燃料電池重卡高速通行費，氫燃料電池車推廣具備市場化動力。