鉅大LARGE | 點擊量：601次 | 2022年11月22日
氫燃料動力電池正處于能源和交通領域變革的交差點
5月21日，由中國電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專委會和中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會氫能及燃料電池分會(籌)聯(lián)合舉辦的“2019新型制氫技術(shù)與加氫站建設高峰論壇”在蘇州隆重召開，林德集團業(yè)務發(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先的氣體公司，在領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)務是工業(yè)氣體、氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳，當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，這里面有幾個不同點，第一個曾經(jīng)建過500多座加氫站，現(xiàn)在是有100多座閑置和搬遷，因為奧運會和其他的工作活動而建的加氫站?，F(xiàn)在是有300多座在運行，有110座是由林德實現(xiàn)的專利和技術(shù)，我們已經(jīng)實現(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。不同點在于加氫價格不同，背后是有一些原因，有一些汽柴油的價格不同，或者是政府補貼的不同，甚至是有些車企的補貼造成的價格的不同。所以我們只看我們東亞區(qū)，中國瞄準的是40塊人民幣每公斤，第二個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)場制氫會成為一個比例方式，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。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座在運行當中，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的標準，在這里想說的是，氫氣如果以每公斤所含的能量計算的話，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，使得能量密度進一步提升。右下角藍色的是氫氣，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？因為氫氣的密度非常小。
這一頁是林德對氫能產(chǎn)業(yè)的思考，我們認為氫燃料電池這一產(chǎn)業(yè)，目前正處于兩個行業(yè)變革的交差點，或者是交集點，一個是能源，一個是交通領域。這兩個交差點形成機會，使得氫燃料電池扮演一個變革的角色。先不說綠色，毫無疑問它會是綠色和零排放，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，蒸汽機和內(nèi)燃機整個演變過程過來，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)燃機給拋棄，這樣傳統(tǒng)內(nèi)燃機的能量轉(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%或者是達到60%，我們認為氫燃料電池的發(fā)展，會推動交通領域的電氣化的發(fā)展。交通領域電氣化的發(fā)展我們并不陌生，在線應用領域，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用部分要高，而離線運用部分更多的是內(nèi)燃機。在線應用領域，它這個基礎建設是誰負責建的呢？有趣的是，在線應用領域60%以上是公共交通，公共交通的基礎建設毫無疑問國家財政出錢，離線應用部分不明確，這就是為什么現(xiàn)在加氫站建設成為瓶頸的基本原因。我們這樣解釋。為什么發(fā)展電氣化？因為電氣化或許是將來交通領域智能和自動化的平臺和一個基礎，所以我們認為氫燃料電池的發(fā)展方向或者是它的將來應該是非常明朗的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
另外一個話題是氫燃料電池和純電池是什么關系？我們認為他它們是互相補充、互存的關系，不存在有我沒你，有你沒我的關系。純電動化更適合于短途輕載，而氫燃料的應用領域更加廣闊。
這是過去我介紹的：如果在某個地區(qū)要發(fā)展氫能的話，大致是有三個途徑得到氫氣，一個是壓縮氫氣，第二個是液氫，但是我們認為液氫不是現(xiàn)在就能看到的，因為液氫也有它的不足之處，因為它在生產(chǎn)過程中消耗一部分的能量，第二個液氫的揮發(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，目前種儲氫更適合應用于道路運輸。上午很多專家說到，現(xiàn)在燃料電池比如說隨著硅規(guī)模的擴大，成本會降低，氫氣成本很高，導致了加氫或者是車輛運營的成本會居高不下。氣體公司不這么認為，為什么？我們覺得氫氣太便宜了，不貴。回過頭到市場上看了一下以后發(fā)現(xiàn)氫氣確實是貴，因為我們在給我們的工業(yè)客戶服務時，我們的價格遠低于加氫站加注的價格，但是氣體公司不是朝著那個價格去的，而是想要把價格降下來，所以我們找出了一些原因，為什么氫氣會貴？首先是氫氣在公路運輸上非常貴，在我們國家公路運輸在運輸車里是200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，里面裝的產(chǎn)品是300公斤，我花了幾千塊錢從A運到B，只運了300公斤的產(chǎn)品，比例只有1.2%，有效運輸能力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。左邊是對氣態(tài)壓縮運輸?shù)姆治?，右邊是對液氫的分析。液氫有不同的運輸方式，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，而到了加氫站進站就是40塊錢一公斤，這是第一個價格高的地方。
第二個是加氫站目前在中國正在運行的，我們說36個，如果去看一下加氫站的效率，其實我們會發(fā)現(xiàn)，氫氣進入加氫站是100公斤，最終加注到車上，不知道在座有沒有運行管理加氫站的，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，這個損耗是驚人的，這個損耗現(xiàn)在還未被重視。這個損耗的背后有幾個原因，第一個計量方式的不同，進來的計量方式和出去的計量方式不同，如何解決？第二個壓縮機的選型，有些壓縮機它的每一次開停，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很高，價格會很高。
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)在的加氫價格是45塊錢一公斤，我們會比柴油發(fā)動機略高，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)動機已經(jīng)非常接近了。這是林德兩個專利技術(shù)，左邊是離子壓縮機，所謂離子壓縮機，它的壓縮范圍非常廣，從5公斤壓縮到900公斤，這是其他壓縮機無可比擬的。第二個壓縮效率高，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，今年六、七月份在上海會建設一套，右邊的液氫泵已經(jīng)有一套設備進口了，目前因為一些證照的問題正在申請。當把這些技術(shù)設備放在一起時，我們就會發(fā)現(xiàn)從氫氣的生產(chǎn)、運輸、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，形成小型的示范性的循環(huán)，以這個模式去證明將來大的經(jīng)濟的運行模式可以被承載。這是液氫泵的一個三維圖，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：第一個是節(jié)約能源，第二個是多種能源共存，第三個是能源獲取過程中效率的提高很重要的一點，第四個是市場化，第五個是國際合作。
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，因為提高了效率才能實現(xiàn)我們的成本可控。從氫氣的運輸、存儲、壓縮，這是我們的技術(shù)，但是我們的核心是三點：第一安全，第二效率，第三可靠性。因為可靠性是從應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，上海安亭林德設計的。美國用以室內(nèi)叉車的加氫站，這個加氫站很有意思，服務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。
