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王煜武:氫燃料電池正處于是能源和交通領(lǐng)域變革的交差點(diǎn)

時(shí)間:2019-05-22 22:29來源:中國電池聯(lián)盟 作者:綜合報(bào)道
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圖:林德集團(tuán)業(yè)務(wù)發(fā)展總經(jīng)理王煜武
 
       5月21日,由電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專委會(huì)和中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)氫能及燃料電池分會(huì)(籌)聯(lián)合舉辦的“2019新型制氫技術(shù)與加氫站建設(shè)高峰論壇”在蘇州隆重召開,林德集團(tuán)業(yè)務(wù)發(fā)展總經(jīng)理王煜武做了題為“林德氫能解決方案”的精彩演講,以下為王煜武的演講速記全文:    
 
       首先介紹一下林德,這是一家氣體公司,林德在氣體公司里面屬于領(lǐng)先的氣體公司,在領(lǐng)先的氣體公司里面規(guī)模最大。規(guī)模從全球分布來看,主要是在美國、歐洲,對于氣體公司來說主要的業(yè)務(wù)是工業(yè)氣體、氧氣、氮?dú)狻⒁谎趸�、二氧化碳,�?dāng)中還有我們要討論的氫氣,作為氣體公司,林德在氫氣的制備、收儲、運(yùn)輸和壓縮,我們有一條完整的技術(shù)鏈、產(chǎn)品鏈和完整的技術(shù)管理方式。
 
       上午可以看到全球加氫站的分布我們解讀一下,這里面有幾個(gè)不同點(diǎn),第一個(gè)曾經(jīng)建過500多座加氫站,現(xiàn)在是有100多座閑置和搬遷,因?yàn)閵W運(yùn)會(huì)和其他的工作活動(dòng)而建的加氫站。現(xiàn)在是有300多座在運(yùn)行,有110座是由林德實(shí)現(xiàn)的專利和技術(shù),我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100萬的加氫槍車輛的加注,主要是在美國、歐洲和東亞地區(qū),東亞主要是日本和韓國。不同點(diǎn)在于加氫價(jià)格不同,背后是有一些原因,有一些汽柴油的價(jià)格不同,或者是政府補(bǔ)貼的不同,甚至是有些車企的補(bǔ)貼造成的價(jià)格的不同。所以我們只看我們東亞區(qū),中國瞄準(zhǔn)的是40塊人民幣每公斤,第二個(gè)不同是氫氣的來源不同,上午也看到了專家們也看到了,國外1/3的氫氣來源是通過液氫得到的。當(dāng)然現(xiàn)場水電解制氫比例比較小,但是并不排除將來水電解現(xiàn)場制氫會(huì)成為一個(gè)比例方式,假如可以和可再生能源結(jié)合的話。這是簡單解讀一下目前國際上加氫站的分布和不同點(diǎn)。既然說到液氫,簡單介紹一下,全球液氫產(chǎn)能的分布,主要是在美國300噸/天,歐洲20噸,然后東亞地區(qū)45噸,東亞地區(qū)主要是在日本,中國才4.2噸左右。
 
       去年年底的話,在美國已經(jīng)有三家氣體公司分布宣布了他們新建的液氫生產(chǎn)裝置,都是15噸/天的產(chǎn)能,原因很多種,在美國大概是有60%左右的液氫生產(chǎn)裝置的年齡已經(jīng)超過30年了。在中國的加氫站,這張圖片是去年的,12—15座在運(yùn)行當(dāng)中,今年的話,昨天我得到的最新數(shù)據(jù)是已經(jīng)建成的是36座,正在建的和正在規(guī)劃中的是有48座,所以加氫站的數(shù)量增長速度還是相對比較快的。上午很多專家也說到氫氣的能量密度,包括有一些專業(yè)數(shù)據(jù)引用了DOE的標(biāo)準(zhǔn),在這里想說的是,氫氣如果以每公斤所含的能量計(jì)算的話,它的能量是非常高的,三倍于汽柴油,但是體積能量密度是比較低的,它和天然氣一樣,需要被壓縮和液化,使得能量密度進(jìn)一步提升。右下角藍(lán)色的是氫氣,壓縮到300公斤和700公斤,它的容積能量密度略微有所提升。當(dāng)然還有氣體儲氫和其他的儲氫方式,還有高壓低溫氫氣,或者是接近臨界狀態(tài)的。原因很簡單?因?yàn)闅錃獾拿芏确浅P ?/div>
 
       這一頁是林德對氫能產(chǎn)業(yè)的思考,我們認(rèn)為氫燃料電池這一產(chǎn)業(yè),目前正處于兩個(gè)行業(yè)變革的交差點(diǎn),或者是交集點(diǎn),一個(gè)是能源,一個(gè)是交通領(lǐng)域。這兩個(gè)交差點(diǎn)形成機(jī)會(huì),使得氫燃料電池扮演一個(gè)變革的角色。先不說綠色,毫無疑問它會(huì)是綠色和零排放,我們更看中的是在能量的轉(zhuǎn)換效率上氫燃料電池能夠扮演什么樣的角色。那么首先我們從能量轉(zhuǎn)化來看,蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)整個(gè)演變過程過來,將來是朝著電氣化的發(fā)展方向去的。電氣化的發(fā)展方向就是將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)給拋棄,這樣傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)化能量在30左右,而電氣化,比如說氫燃料電池能量轉(zhuǎn)化超過60%或者是達(dá)到60%,我們認(rèn)為氫燃料電池的發(fā)展,會(huì)推動(dòng)交通領(lǐng)域的電氣化的發(fā)展。交通領(lǐng)域電氣化的發(fā)展我們并不陌生,在線應(yīng)用領(lǐng)域,指的是火車、電車、高鐵,電氣化非常高了,所以它的能量轉(zhuǎn)化效率相對來說比離線運(yùn)用部分要高,而離線運(yùn)用部分更多的是內(nèi)燃機(jī)。在線應(yīng)用領(lǐng)域,它這個(gè)基礎(chǔ)建設(shè)是誰負(fù)責(zé)建的呢?有趣的是,在線應(yīng)用領(lǐng)域60%以上是公共交通,公共交通的基礎(chǔ)建設(shè)毫無疑問國家財(cái)政出錢,離線應(yīng)用部分不明確,這就是為什么現(xiàn)在加氫站建設(shè)成為瓶頸的基本原因。我們這樣解釋。為什么發(fā)展電氣化?因?yàn)殡姎饣蛟S是將來交通領(lǐng)域智能和自動(dòng)化的平臺和一個(gè)基礎(chǔ),所以我們認(rèn)為氫燃料電池的發(fā)展方向或者是它的將來應(yīng)該是非常明朗的。
 
       另外一個(gè)話題是氫燃料電池和純電池是什么關(guān)系?我們認(rèn)為他它們是互相補(bǔ)充、互存的關(guān)系,不存在有我沒你,有你沒我的關(guān)系。純電動(dòng)化更適合于短途輕載,而氫燃料的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。
 
       這是過去我介紹的:如果在某個(gè)地區(qū)要發(fā)展氫能的話,大致是有三個(gè)途徑得到氫氣,一個(gè)是壓縮氫氣,第二個(gè)是液氫,但是我們認(rèn)為液氫不是現(xiàn)在就能看到的,因?yàn)橐簹湟灿兴牟蛔阒帲驗(yàn)樗谏a(chǎn)過程中消耗一部分的能量,第二個(gè)液氫的揮發(fā)率難以控制。它在一定的狀態(tài)下如果中氫返回正氫,液氫的蒸發(fā)率非常大。第二個(gè)是有間接儲氫和其他形式的儲氫方式,但是我們和大多數(shù)的專家持有同樣的觀點(diǎn),目前種儲氫更適合應(yīng)用于道路運(yùn)輸。上午很多專家說到,現(xiàn)在燃料電池比如說隨著硅規(guī)模的擴(kuò)大,成本會(huì)降低,氫氣成本很高,導(dǎo)致了加氫或者是車輛運(yùn)營的成本會(huì)居高不下。氣體公司不這么認(rèn)為,為什么?我們覺得氫氣太便宜了,不貴�;剡^頭到市場上看了一下以后發(fā)現(xiàn)  氫氣確實(shí)是貴,因?yàn)槲覀冊诮o我們的工業(yè)客戶服務(wù)時(shí),我們的價(jià)格遠(yuǎn)低于加氫站加注的價(jià)格,但是氣體公司不是朝著那個(gè)價(jià)格去的,而是想要把價(jià)格降下來,所以我們找出了一些原因,為什么氫氣會(huì)貴?首先是氫氣在公路運(yùn)輸上非常貴,在我們國家公路運(yùn)輸在運(yùn)輸車?yán)锸?00公斤,包裝容器一類鋼瓶,所以就是最左邊的方式,它的裝載容量車子大概是30噸多一點(diǎn),里面裝的產(chǎn)品是300公斤,我花了幾千塊錢從A運(yùn)到B,只運(yùn)了300公斤的產(chǎn)品,比例只有1.2%,有效運(yùn)輸能力1.2%。第二種方式是壓力是30Mpa的三類瓶,壓力高了存儲能力就大了,整個(gè)車重量輕下來了,所以它的載重效率是4.2%,這是在歐洲常用的一種方式。歐洲還有第三種方式,更高的壓力,500公斤,但是拿500公斤和300公斤比的話,300公斤顯然更經(jīng)濟(jì)。左邊是對氣態(tài)壓縮運(yùn)輸?shù)姆治�,右邊是對液氫的分析。液氫有不同的運(yùn)輸方式,不同的存儲方式,有簡單的真空、絕熱,也有液氫泡在液氮里面的雙層絕熱的。左邊是目前面臨最大的問題,我們測算下來,現(xiàn)在每百公里的氫氣運(yùn)輸,攤到每公斤上面,大概是十塊錢一公斤。這就意味著氣體公司是出廠30塊錢一公斤,而到了加氫站進(jìn)站就是40塊錢一公斤,這是第一個(gè)價(jià)格高的地方。
 
       第二個(gè)是加氫站目前在中國正在運(yùn)行的,我們說36個(gè),如果去看一下加氫站的效率,其實(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn),氫氣進(jìn)入加氫站是100公斤,最終加注到車上,不知道在座有沒有運(yùn)行管理加氫站的,你可能避嫌加到車輛的數(shù)量80公斤都不到,也就是說你有20%的損耗,這個(gè)損耗是驚人的,這個(gè)損耗現(xiàn)在還未被重視。這個(gè)損耗的背后有幾個(gè)原因,第一個(gè)計(jì)量方式的不同,進(jìn)來的計(jì)量方式和出去的計(jì)量方式不同,如何解決?第二個(gè)壓縮機(jī)的選型,有些壓縮機(jī)它的每一次開停,是需要前面和后面都要把氣體放散的。第三個(gè)泄露管理,以及加氣槍上的損耗,那是不可避免的。這些損耗加在一起是需要研究的,我們的效率究竟有多高?如果我們的效率只是80%以下的話,那就意味著我們的成本上升了20%。所以林德作為氣體公司,也是工程公司,我們在這方面希望看到如何提高氫氣從生產(chǎn)一直到加注到車上這整個(gè)過程的效率,如何降低成本,而不是簡簡單單地就接受氫氣成本會(huì)很高,價(jià)格會(huì)很高。
 
       最右邊的這組數(shù)據(jù),最終我們是要和汽、柴油相比,假如說現(xiàn)在的加氫價(jià)格是45塊錢一公斤,我們會(huì)比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)略高,每百公里的行駛成本。如果零下40度加注700公斤到車上,我們和汽、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)非常接近了。這是林德兩個(gè)專利技術(shù),左邊是離子壓縮機(jī),所謂離子壓縮機(jī),它的壓縮范圍非常廣,從5公斤壓縮到900公斤,這是其他壓縮機(jī)無可比擬的。第二個(gè)壓縮效率高,所以電耗低。右邊是液氫泵,是注塞泵浸泡到液塞里,直接將液氫壓縮到500公斤,左邊的離子壓縮機(jī),今年六、七月份在上海會(huì)建設(shè)一套,右邊的液氫泵已經(jīng)有一套設(shè)備進(jìn)口了,目前因?yàn)橐恍┳C照的問題正在申請。當(dāng)把這些技術(shù)設(shè)備放在一起時(shí),我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)從氫氣的生產(chǎn)、運(yùn)輸、壓縮,上面橫的是氣態(tài)的,下面的是液態(tài)的。
 
       在上海成立了合資企業(yè),叫易蘭(音),主要是從事加氫站的,這也是國內(nèi)、國際上壓縮能力最大的加氫站,主要是汽、站、車聯(lián)動(dòng),形成小型的示范性的循環(huán),以這個(gè)模式去證明將來大的經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式可以被承載。這是液氫泵的一個(gè)三維圖,左邊是PID,它可以輕而易舉地將氫氣壓縮到700公斤和零下40度,這是液氫泵的平面布置圖。
 
       林德作為氣體公司,我們的發(fā)展戰(zhàn)略和國家的能源戰(zhàn)略相吻合。國家的能源戰(zhàn)略五點(diǎn):第一個(gè)是節(jié)約能源,第二個(gè)是多種能源共存,第三個(gè)是能源獲取過程中效率的提高很重要的一點(diǎn),第四個(gè)是市場化,第五個(gè)是國際合作。
 
       林德不單是氣體公司,還是工程公司,所以給予了林德在氫能源的前端,從氫氣的生產(chǎn)到使用過程中,我們始終是用技術(shù)提高效率,因?yàn)樘岣吡诵什拍軐?shí)現(xiàn)我們的成本可控。從氫氣的運(yùn)輸、存儲、壓縮,這是我們的技術(shù),但是我們的核心是三點(diǎn):第一安全,第二效率,第三可靠性。因?yàn)榭煽啃允菑膽?yīng)用方式到市場化必不可少的方式。最后分享一下我們在全球完成的加氫站,這是十年前,上海安亭林德設(shè)計(jì)的。美國用以室內(nèi)叉車的加氫站,這個(gè)加氫站很有意思,服務(wù)350臺叉車,3000米的高氫壓管線。德國漢堡,這是占地面積最小的加氫站,油氣混建站,左邊是加氫站,右邊是殼牌加油站。還有氫能源和可再生能源結(jié)合在一起的,節(jié)能的,以及液氫裝置的冷箱。
 
       謝謝大家!
    
(責(zé)任編輯:子蕊)
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