摘要:长管拖车作为链接气体公司和加氢站的纽带,也是国内最普遍的运氢方式。这种方法在技术上已经相当成熟,但其运输效率较低。以我国普遍采用的20MPa 长管拖车为例,只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。
长管拖车作为链接气体公司和加氢站的纽带,也是国内最普遍的运氢方式。这种方法在技术上已经相当成熟,但其运输效率较低。以我国普遍采用的20MPa 长管拖车为例,只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。
提升储氢装置的压力可以提高道路运氢的能力。近期,鄂尔多斯、潍坊等地出台政策,鼓励采用30-50MPa管束集装箱车辆运输氢气。从企业端来看,其实国内企业早已推出了30MPa氢气管束运输装置,但是为什么迟迟无法大规模普及呢?
更高压力带来的好处很明显
短期内“高压气态储氢”+“长管拖车运输”还是氢储运的主流路线,这条路线对氢气终端的价格影响较大。使用长管拖车运输氢气,氢气运输成本通常占到了加氢站终端销售价格的20%-50%。
相关研究数据显示,高压气态储运成本随运输距离增加快速上升,较适用于短距离运输,高压气态储运成本对运输距离较为敏感。当运输距离在50km时,长管拖车储运成本约2.3元/kg,当运输距离提升至100km时,长管拖车储运成本将增加至约8.7元/kg,当距离达到500km时,运输成本达到20.1元/kg左右。从经济性上考虑,高压气态储运通常仅用于200km以内的短距离运输。
这是由于当前长管拖车运氢主要采用 20MPa 的 I 型钢制储氢瓶,氢气密度很小,而储氢容器自重大,一次大约能运输180至200 公斤氢气,所运输氢气的重量只占总运输重量的1~2%。
从成本和效率的角度来看,提升储氢装置的压力对于提高道路运氢的能力就显得尤为重要。当管束压力从20MPa提升到30MPa,一次装车储氢量可以提高到一倍,如果提升到52MPa,则一辆管束车运输氢气可以提升3倍左右。
提高运氢管束工作压力,这样相同容积的管束就可以容纳更多氢气,从而降低氢气运输成本,是一套较为行之有效的措施。目前国内正在放宽对储运压力的标准,鼓励采用30-50MPa管束集装箱车辆运输氢气。
11月1日,内蒙古自治区鄂尔多斯市发布《鄂尔多斯市关于进一步推动氢能产业高质量发展的若干措施》。明确支持30兆帕和50兆帕高压气氢长管拖车应用,探索70兆帕车载高压储氢瓶应用。
随后,11月27日潍坊市发改委发布了《关于支持氢能产业发展的若干政策》的征求意见稿。提出,鼓励研究高效、安全的储氢方法、储氢容器和储氢材料。对从事车用氢气、能源氢气等氢制造项目,按设备购置款给予10%-30%的奖补,单个项目不超过500万元。鼓励采用30-50MPa的高压大容量管束集装箱车辆、液氢槽罐车等进行氢气输运。
可以看出,一些地方政府正在鼓励运氢管束车辆总体往轻量化、高储运密度方向发展,短期内长管拖车技术发展方向是工作压力从20MPa向30MPa 过渡,长期将朝 50MPa 高压气态储运发展。
高压力管束应用突破需要多方协同
国内生产氢气管束储运设备的主要厂商有中集安瑞科、中材科技、浙江蓝能、鲁西化工、上海南亮、浦江气体、山东滨华氢能源等。为了降低运氢成本,这些企业也在通过改进技术,逐步提升长管拖车运氢压力。
据了解,目前中材科技已经完成了30MPa复合瓶集装箱运氢产品开发和型式认证;浙江蓝能已经具备“30MPa缠绕气瓶管束式集装箱”、“52MPa 缠绕式管束集装箱”生产能力;在去年9月12日,中集安瑞科实现了30MPa碳纤维缠绕管束式氢气集装箱成功下线并实现批量生产,而且已经完成了52MPa的高压气体运输车的技术储备。
从上述企业情况来看,国内并不缺高压氢气运输车辆的技术,那么为什么在国内的加氢站却很难看到30MPa及以上氢气管束车辆呢?中集氢能相关负责人告诉高工氢电,长管拖车仅仅是氢气运输链上的一环,高压氢气管束设备的应用需要上下游各环节的紧密配合。
据介绍,目前氢气长管拖车的运行模式是,首选由上游气体公司将高纯氢经由压缩机压缩至与运氢氢瓶设备相同的工作压力,再通过装气柱装入长管拖车氢瓶。随后,运输至加氢站,拖车车头和管束分离。最后,装有高压氢气的氢瓶管束在站内经由卸气柱被压入加氢站的高、中、低压储氢瓶组中进行分级存储。
在这套运行流程中,如果采用是30MPa管束式氢气集装箱,那么就要求上游的气体公司和下游的加氢站同时使用30MPa的氢气传输设备才行。目前绝大部分气体公司和加氢站的氢传输设备的工作压力还停留在20MPa范围内,必须进行升级改造,而这个改造过程将极其繁琐。
一位业内相关人士表示,气体公司要想将氢气传输设备的压力从20MPa提升至30MPa,首先必须要向上级主管部门进行报批,一旦涉及到“氢”和“高压”这种敏感的安全问题,主管部门审批起来会慎之又慎,这个过程可能长达半年之久。
如果幸运地通过了审批,还要面临一笔不菲的改造开支。因为需要更换相关氢气管道、氢气压缩机、装气柱等设施设备,整体费用至少要大几十万、甚至可能要花费数百万。
对于加氢站来说,改造流程也是类似的。同样需要主管部门审批,同样要更换卸气柱、管道、阀门等设施。一位华南地区加氢站的负责人告诉高工氢电,改造时他们可能还要整站停业,不仅会造成经营损失,附近的氢能车辆也可能要随之停运。对他来说,这是一件“费力且不讨好”的事情,他们也没有动力去推动。
由此来看,国内长管拖车“增压”,并非单纯依靠技术提升就能行得通,还需要相关部门给予更多政策、资金支持,帮助产业链上的企业解决实实在在的难处。目前,国际上已经推出了50MPa的氢气长管拖车,相信在我国政府部门的重视下,国内企业也会很快迎头赶上。
来源:土地老儿侃汽车