尋求最便宜氫氣資源 全新加氫站建設(shè)方法

　　我國(guó)最早在八年前建成了北京、上海兩個(gè)加氫站，發(fā)展至今，增添了鄭州、大連、佛山等地加氫站，縱觀世界各國(guó)加氫站建設(shè)速度也很慢，數(shù)量也就是幾個(gè)或幾十個(gè)的遞增，制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展，這是一個(gè)世界性難題，我們經(jīng)?？吹饺毡?、韓國(guó)的氫燃料電池汽車只能出口到美國(guó)加州地區(qū)銷售，世界其它地區(qū)包括中國(guó)在內(nèi)沒(méi)有辦法銷售其產(chǎn)品，可見(jiàn)加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要性，它關(guān)系著一個(gè)產(chǎn)業(yè)的興衰。

　　一、現(xiàn)有加氫站技術(shù)來(lái)源于天然氣加氣站，有兩種建設(shè)方式：

　　站內(nèi)制氫供氫加氫站技術(shù)：

　　來(lái)源于天然氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)加氣站原理，即加氫站內(nèi)有制氫設(shè)備(如天然氣重整制氫)產(chǎn)生氫氣(相當(dāng)于天然氣管道輸送來(lái)的氣源)和加氣站設(shè)備的組合。

　　工藝流程：產(chǎn)生氫氣的原料→站內(nèi)制氫設(shè)備產(chǎn)生的氫氣→經(jīng)壓縮機(jī)加壓→到站內(nèi)氣瓶組→加氫機(jī)→對(duì)氫燃料電池汽車加氫氣。

　　北京奧運(yùn)會(huì)的加氫站，屬于站內(nèi)制氫供氫加氫站類型，制氫原料是管網(wǎng)中的天然氣，站內(nèi)制氫技術(shù)要求比較高，制氫和加氫兩種設(shè)備組合占地面積大，站內(nèi)制氫規(guī)模不會(huì)很大，導(dǎo)致制氫成本會(huì)很高。

　　國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家都是采用這種建站技術(shù)，只是制氫設(shè)備不同而已，例如站內(nèi)水制氫等。這種單個(gè)建站方式顯然比加油站復(fù)雜的多、投資巨大，無(wú)法像加油站那樣簡(jiǎn)單、高效，推廣普及難度較大。

　　外供氫加氫站技術(shù)：

　　來(lái)源于天然氣母站和子站原理，即從外面工廠(相當(dāng)于母站提供氣源)經(jīng)加氫站(子站)二次加壓完成對(duì)外加氣。

　　工藝流程：從外面工廠運(yùn)來(lái)的氫氣→卸氣→壓縮設(shè)備二次加壓→到站內(nèi)氣瓶組→加氫機(jī)→對(duì)氫燃料電池汽車加氫氣。

　　上海安亭加氫站，屬于外供氫加氫站，運(yùn)來(lái)的氫氣在加氫站需要二次加壓，壓縮設(shè)備和站內(nèi)儲(chǔ)氣瓶組占地面積較大，運(yùn)行成本高。

　　加氫站都有氫氣壓縮機(jī)組，這個(gè)設(shè)備體積龐大，能耗大，對(duì)氣體做功壓縮出口排氣溫度很高，非常危險(xiǎn)，對(duì)氫氣有潤(rùn)滑機(jī)油的污染，做到零污染，設(shè)備成本非常高，這是難點(diǎn)。

　　據(jù)悉，揚(yáng)州某加氣站基礎(chǔ)設(shè)施公司發(fā)明了固定的和移動(dòng)的兩種“無(wú)動(dòng)力”加氫站，并取得了專利（專利號(hào)分別為：ZL201410060518.4和ZL201410097130.1）。所謂“無(wú)動(dòng)力”，就是不再需要任何設(shè)備做功，利用儲(chǔ)氣瓶組拖車儲(chǔ)氣瓶中自身壓力完成對(duì)外加氣功能，把困難復(fù)雜的加氫站變成如此簡(jiǎn)單，開(kāi)辟一個(gè)全新的加氫站建設(shè)方法，目的就是省略了氣體壓縮機(jī)，降低加氫站設(shè)備總造價(jià)，利于推廣復(fù)制，讓加氫站呈幾何數(shù)增長(zhǎng)。

　　二、尋求最便宜的氫氣資源，解決運(yùn)輸問(wèn)題：

　　加氫站設(shè)備投資低，運(yùn)行成本低，要想在中國(guó)大面積推廣開(kāi)來(lái)，氫氣銷售價(jià)格必須要低于電價(jià)和汽油價(jià)，才能被市場(chǎng)做接受，如何做到：

　　中國(guó)神華集團(tuán)董事長(zhǎng)張玉卓院士于2015年1月15日在中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)會(huì)發(fā)言宣稱：神華集團(tuán)可供四千萬(wàn)輛氫燃料電池汽車氫氣資源，氫氣價(jià)格是石油價(jià)格的十分之一，煤炭制氫過(guò)程中實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放。

　　采用此氫氣資源產(chǎn)地制氫液化、市場(chǎng)地液氫加壓汽化的方法，解決了兩個(gè)問(wèn)題：

　　1、大規(guī)模制氫降低了氫氣成本，氫氣液化解決了運(yùn)輸問(wèn)題，用低溫槽車運(yùn)輸可以實(shí)現(xiàn)到任何指定區(qū)域；

　　2、市場(chǎng)地某個(gè)城市周圍集中對(duì)液氫加壓汽化得到高壓氣態(tài)氫氣，解決了氫氣高壓氣來(lái)源問(wèn)題；對(duì)液體加壓(泵)設(shè)備非常小，能耗非常低，加壓的液體量非常大；對(duì)氣體壓縮非常困難，設(shè)備龐大，耗電巨大，非常危險(xiǎn)，當(dāng)前，大型氣體壓縮設(shè)備對(duì)氣體加壓到70MPa幾乎是不可能的事情，所以，全世界各地的加氫站數(shù)量非常少，是一個(gè)世界性難題；通過(guò)對(duì)液體加壓，汽化得到高壓氫氣，汽化過(guò)程沒(méi)有消耗能量，只是和空氣交換了冷能，非常巧妙了節(jié)省了氫氣氣體壓縮環(huán)節(jié)，沒(méi)有了氣體壓縮機(jī)組的投資；其最大好處是加氫站只有氣瓶拖車和加氣機(jī)，可以大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)制。

　　三、全新的加氫站建設(shè)方法：

　　考慮了氫氣資源地與市場(chǎng)地相距較遠(yuǎn)運(yùn)輸問(wèn)題，大規(guī)模制氫降低成本問(wèn)題，對(duì)液氫加壓得氣態(tài)高壓氫氣問(wèn)題，節(jié)省氣體壓縮機(jī)問(wèn)題，一個(gè)制氫工廠對(duì)應(yīng)很多加氫站問(wèn)題等等，解決這些問(wèn)題采取的總體工藝流程如下：

　　工廠制氫→液化→低溫槽車運(yùn)輸→高壓汽化→儲(chǔ)氣瓶組拖車→N加氫站

　　作者從天然氣液化工廠開(kāi)始到CNG加氣站全程都親自做過(guò)，有著實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出本套加氫站建設(shè)的最佳技術(shù)路線，總結(jié)幾方面效果如下：

　　1、加氫站不需要壓縮機(jī)二次加壓，直接可以用氣瓶拖車完成加氫氣功能，建加氫站比建加油站還要簡(jiǎn)單、安全、高效；

　　2、加氫站不需要?jiǎng)恿﹄?，?shí)現(xiàn)零做功、零損耗完成加氣功能；

　　3、加氫站可以幾十把加氣槍同時(shí)加氣，保留加油站原有功能；

　　4、加氫站沒(méi)有配電房、儲(chǔ)氣瓶組等站內(nèi)設(shè)施，占地面積比加油站還小，可以在城市里見(jiàn)縫插針布局；

　　5、加氫站內(nèi)以二十把加氫槍(停車位)小車3分鐘加滿為例計(jì)算效率；

　　20(每小時(shí)加氣車輛)×20(個(gè)停車位)×24(一天小時(shí))=9600輛，每天再按50%的折扣，可以為4800輛氫燃料電池汽車加氣?？闯鑫覀兊募託湔具€是保留著加油站的工作效率；跟加油站一樣，一座城市幾個(gè)或幾十個(gè)加氫站可以滿足該城市所有氫燃料電池汽車加氫氣。

　　四、加氫站建設(shè)長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)和戰(zhàn)略意義：

　　1、先期采用煤炭制氫，煤炭碳?xì)浔葹?:0.8，我國(guó)是富煤國(guó)家，已做到制氫二氧化碳零排放，把煤炭作為氫能使用，符合國(guó)家戰(zhàn)略，也解決煤礦的出路問(wèn)題；據(jù)說(shuō)從國(guó)外進(jìn)口煤，到我國(guó)口岸價(jià)比我國(guó)開(kāi)采出礦價(jià)還便宜，可以利用國(guó)外的煤炭資源制氫，價(jià)格更低；后采用沿海風(fēng)能、太陽(yáng)能制氫，再生資源無(wú)碳制氫是我們的未來(lái)發(fā)展方向；

　　2、我們依據(jù)非常便宜的氫氣資源和我們中國(guó)自己的技術(shù)建立加氫站基礎(chǔ)設(shè)施，一方面，吸引全世界的氫燃料電池汽車都到中國(guó)來(lái)，帶動(dòng)我國(guó)的氫燃料電池汽車向前發(fā)展，中國(guó)未來(lái)的氫燃料電池汽車數(shù)量一定是世界第一，我們率先進(jìn)入氫能社會(huì)；另一方面，我們完整的氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以作為第二個(gè)“中國(guó)高鐵”向世界各地復(fù)制推廣；

　　3、當(dāng)我們的加氫站基礎(chǔ)設(shè)施全國(guó)推廣開(kāi)來(lái)，全世界各地復(fù)制，人們不再依賴石油，國(guó)家間沒(méi)有了石油資源的掠奪，就沒(méi)有了戰(zhàn)爭(zhēng)，氫能經(jīng)濟(jì)取代石油經(jīng)濟(jì)，世界更加太平、和諧了；我們的霧霾天氣徹底解決了。