2019年武汉市将新增三座加氢站 千亿元级氢能产业

日期:2019-11-03编辑作者:北京赛车官方正版投注

先进技术加速发展

氢气来源多元,分为工业副产氢、化石能源转化和电解水制氢,每种技术的制氢成本和环保属性不一样,选择哪种技术要考虑使用地区的实际情况。

到2025年,武汉将产生国际领先3-5家氢能企业,建成加氢站30-100座,形成相对完善的加氢配套基础设施,实现乘用车、公交、物流车及其他特种车辆总计1-3万辆的运行体量,氢能燃料电池全产业链年产值力争突破1000亿元,成为世界级新型氢能城市。

“氢能燃料电池是未来无碳能源框架中的重要组成部分。氢能与可再生能源、动力供应与电力供应、分布式能源与能源互联网等领域的紧密结合,将形成一个规模巨大的新兴产业。”潘牧说。

前景美好,困难也不小。根据国际能源署展望,2050年燃料电池乘用车保有量将达1亿台。川财证券的调研分析认为,目前成本、加氢站、氢气来源是横在面前的三座“大山”。

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截至目前,武汉市已在东湖开发区和经济开发区建成两座加氢站,分别于2018年9月28日和2019年1月14日投入使用。氢燃料电池动力公交车示范线路已安全运营近半年,首批20辆氢燃料电池公交车将陆续上线试跑,同时也有少量燃料电池物流车开始正式运营。

将氢转化为电的过程中,需要用到关键介质---质子交换膜,价格昂贵。其厚度比头发丝的直径还小,一平方米价格高达4000元左右。“通过研发,我们有信心大幅降低成本。”程寒松说。

作为武汉市汽车产业最聚集的区域,武汉开发区汽车产业正在从传统汽车产业向下一代汽车产业转型,开发区已将发展氢能与燃料电池产业作为新能源产业发展和汽车产业转型升级的重要抓手,聚集了雄韬股份、东风汽车、南京金龙、武汉理工新能源、武汉众宇等一批代表国内燃料电池技术先进水平的企业,形成了氢能产业集群小气候,为武汉市打造世界级氢能汽车之都提供了有力支撑。

据了解,2009年武汉理工大学与东风汽车公司联合研制了“楚天2号”燃料电池轻型客车。随着国家对氢能重视程度提高,2017年,武汉市政府成立了氢能产业领导小组并加快了氢能产业的规划布局。去年9月28日,武汉首批氢燃料电池动力公交车在武汉东湖新技术开发区359路公交线路试运行,而这条线路的所在地,正是武汉高校及创新企业云集的中国光谷。

氢能源目前尚未大规模应用于储能及移动领域,主要的技术瓶颈在于氢在常温常压下难以存储、运输,以及缺乏必要的基础设施。中国地质大学国家“千人计划”特聘教授、湖北氢阳新能源控股有限公司董事长程寒松团队研发的“有机液体储氢技术”,攻克了氢在常温常压下难以规模化储存这一世界性难题,将氢高容量地存储于有机溶液中,不易燃、几乎零挥发,比汽油还安全。

昨日,“武汉氢能产业发展规划建议总体方案专家咨询会”在武汉开发区召开。当前,武汉正大力布局规划氢能产业,将以武汉开发区为核心,打造“氢能汽车之都”“世界级新型氢能城市”。

产学研优势明显

氢气的来源,湖北省也有优势。湖北氢阳新能源控股有限公司联席董事长贾志宏说,为了打造氢能源产业链,氢阳公司与宜都市政府签订年产100万吨储氢材料项目投资协议,共同打造全国首个液体储氢材料生产基地,推广氢燃料电池客车、物流车、备用电源及其他氢能源应用。宜都市市长谭建国透露,该项目上半年基本具备进场条件,期待与氢阳公司联手打造全球氢能源利用示范城市。

规划显示,2018-2020年,武汉将以武汉开发区为核心,打造“世界级氢能汽车之都”,在研发层面,实现制储氢、膜电极、电堆、系统集成与控制等核心技术达到国际先进水平。在制储氢基础设施层面,研究适宜长距离、大规模氢的储运技术,形成制、储、运氢的示范化应用,并建设国内领先的氢能产业园,聚集超过100家燃料电池汽车产业链相关企业,燃料电池汽车全产业链年产值超过100亿元。在基础设施与示范推广层面,建设5—20座加氢站,在轮船、无人机、分布式发电等方面形成小规模氢能燃料电池示范应用,燃料电池公交车、通勤车、物流车等示范运行规模达到2000—3000辆。

据武汉市经济和信息化局市汽车产业办副主任李林清介绍,武汉较早进行了燃料电池技术研发,前期已经开发了一批燃料电池汽车、燃料电池无人机和燃料电池关键材料与零部件。“包括华中科技大学、中国地质大学(武汉)、扬子江汽车、武汉氢阳等一批重点企业和科研单位都在积极推进氢能利用,多项技术已获得突破,并具备了产业化条件。”李林清说。

这三座“大山”,程寒松和他的团队正在奋力攀越。

氢能燃料电池的基本原理,是将化学能直接转换为电能,能量转化效率可以达到60%以上,远高于内燃机,且无燃烧,不排放有害尾气。

记者了解到,2004年科技部在“863”计划内安排武汉理工大学开展催化剂涂层型膜电极(CCM)的研发,这一技术于2006年研发成功,并具有完全自主的独立知识产权。CCM型膜电极具有低贵金属用量、高电输出性能的特点,已经成为当前燃料电池用标准膜电极。2007年,由潘牧带领创业团队投资建设了一条质子交换膜燃料电池膜电极生产线,并实现了批量出口。拥有膜电极完全自主知识产权的武汉理工氢电公司正计划投资2亿元,建成10万平米/年的膜电极生产线。

未来,氢阳公司将在储氢载体和催化剂方面形成领先全球的优势。“我们力争成为全球最大的高容量、低成本、温度范围广的新型液态储氢载体生产商,高选择性、低成本的加氢、脱氢催化剂生产商。”程寒松说。

2018年1月,武汉市提出建设“氢能汽车之都”的口号,但在燃料电池科研工作者眼里,武汉的氢能发展史却能追溯到上个世纪。武汉理工大学教授、武汉理工新能源有限公司创始人潘牧告诉记者,早在上世纪70年代,武汉大学查全性院士带领的团队就开展了我国早期燃料电池研究。此后武汉理工大学、东风汽车公司等相继开展燃料电池研究,湖北省燃料电池重点实验室在武汉理工大学成立,为武汉市氢能供给侧建设打下了基础。

低成本的加氢站已经建成。在东西湖泾河农场,一个总投资少于30万元的加氢站已经在为“氢扬号”加注氢油。程寒松介绍,未来可以直接利用现有的加油站加氢,初始投资将大大减少,与现有汽油价格有竞争优势。

据了解,今年武汉计划投放第二批氢燃料电池动力公交车,共计10辆,并将在武汉经济开发区、东湖高新技术开发区和临空港开发区新增三座加氢站。同时,记者了解到,为打通上下游产业链,湖北省宜都市也将建设年产100万吨的有机液体储氢载体和年产1万吨的催化剂生产基地,湖北省枝江市计划建设年产45万吨氢油的工厂,建成后预计将产生数百亿元的经济效益。

嗅到氢能产业的广阔前景,国内主要城市也纷纷将氢能产业作为重点发展的新兴产业。近日,武汉首份氢能产业发展规划方案出炉,到2025年,武汉氢能燃料电池全产业链年产值要力争突破1000亿元,产生3至5家氢能国际领军企业,成为世界级新型氢能城市。

从应用方面来看,多年来,汽车产业是武汉市第一大支柱产业,神龙汽车、东风本田、东风雷诺、上海通用等车企均在武汉投资建厂,以商用车为主要应用对象的氢能燃料电池,在武汉规模化推广看起来“顺理成章”,这也成为武汉市各大科研院所研究成果转化的关键一环。

氢能技术将会给汽车产业带来颠覆性的变化。“在国家大力推行新能源及新能源汽车的背景下,应用常温常压高效有机液态储氢技术,可大大加速安全节能环保的氢动力汽车的市场化进程,推进我省在以氢燃料电池汽车为代表的新能源发展速度。”三环集团总经理梅汉生说。

“整体而言,当前我国在氢能供应环节相对成熟,在催化剂、炭纸等燃料电池的一些关键原材料上缺乏产业界的介入,而空压机、氢气循环泵等关键部件虽然已经有企业介入,但仍处于开发阶段。”潘牧告诉记者,“当前我国在氢能部分环节上已经实现国产化,但是氢能全产业链发展还不成熟,产业投资机会很大。”

氢能,即将改变你我生活。它可以装载上轨道交通和动车。因为成本仅为地铁的10%,空轨项目正在越来越多的城市推广。空轨的动力不能使用锂电池或超级电容,因为能量密度较低,同时充电设施不仅价格昂贵,还会冲击电网。“以氢能作为动力可大幅降低成本,提高续航里程。”氢阳公司与湖北省铁投公司、中车青岛四方机车公司、三环集团达成初步合作意向,将共同开发基于液体有机储氢技术的氢燃料电池动力机车。

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凭借核心技术,氢阳公司已与葛洲坝、南方电网等合作打造氢能源存储、运输、利用的示范项目,包括为葛洲坝集团研制氢综合利用示范系统,与东风特汽联合研制氢燃料电池物流车。氢阳公司还与维京游轮公司达成初步合作协议,共同研制船用燃料电池动力系统。

全产业链正待形成

氢燃料电池,正掀起一场能源革命。国家发改委、能源局发布能源技术革命创新行动计划(2016-2030)共15项,和氢能与燃料电池技术创新相关的就有3项。

李林清告诉记者,下一步武汉市将加快推进氢燃料电池动力系统在飞行器动力系统、大巴汽车动力系统、氢能发电领域的广泛应用,并加大鼓励东风、神龙等乘用车整车厂抢抓机遇、推出氢燃料电池乘用车,同时计划开拓氢能源客车市场。

未来,汽车加油站可以加氢油

据李林清介绍,围绕氢能产业的未来发展,武汉市已拟定了氢能产业项目库,将重点引进具备先进制造能力与核心竞争力的制储氢、燃料电池催化剂、质子交换膜、双极板、储氢瓶、空气压缩机、电控系统、氢能发电、储能等核心零部件制造环节的优质企业,并将配套发展服务型产业,在氢能汽车核心零部件、系统集成及氢能整车等氢能产业链核心环节培养领先企业。

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近日,业内人士从武汉市经济与信息化局获悉,2019年武汉市将新增三座加氢站,并推进氢燃料电池动力系统与氢燃料电池乘用车研发工作,加速开拓氢能源客车市场。自2018年9月氢燃料电池动力公交车示范线路投运以来,武汉正加快向氢能全产业链稳步推进,千亿元级氢能产业版图日渐浮出水面。

该公司研发的常温常压储氢技术,储氢密度大、运输成本低、安全稳定,储氢材料可多次循环使用。作为氢的载体,这类材料在常温常压中始终为液态,可以像石油一样安全高效地储存和运输。

同时,面对长距离储运氢能这一科研难题,中国地质大学可持续能源实验室教授程寒松带领的科研团队用近5年的时间,利用氢气催化反应保证了氢在常温常压下安全、稳定、高密度地存储。依托这一技术专利的氢阳公司与扬子江汽车、三环集团等单位合作,已研制开发了5台基于常压有机液体储氢供氢系统的燃料电池汽车和卡车,其中三环新氢卡有望年内完成工信部公告对外量产销售。

三座“大山”,有待跨越

氢能市场前景巨大。据中国汽车工业协会测算,到2030年,中国燃料电池、氢能汽车的产量有望突破万亿元大关。麦肯锡发布研究报告认为,到2050年氢能将创造3000万就业岗位,减少60亿吨的二氧化碳排放,创造超过2.5万亿美元的市场价值。氢能汽车将占到全球车辆的20%到25%。

据湖北日报报道:2月11日,三环集团与湖北氢阳新能源控股有限公司签订战略协议,共同开发基于液体有机储氢技术燃料电池的新能源汽车、火车机车氢燃料电池动力装置。上述两家企业将联合基金公司共同发起100亿元氢能汽车产业基金整合上下游产业链,共同推进氢能大规模商用。

加氢站面临的问题是初始投资。建设一个每天储存约500公斤的加氢站,仅设备成本就需要1000万元以上。

据了解,目前在售的燃料电池车丰田Mirai美国市场消费者实际支付价格为4.5万美元,对比丰田凯美瑞售价2.5万美元,尚不具有竞争力。

瞄准世界之最,氢能将上火车

氢燃料电池,是氢气与空气中的氧气在膜电极表面通过电化学过程进行氧化还原反应,进而产生电流对外发电的装置。

和主流技术700个大气压的高压储氢相比,常温常压单位体积储量更高,每升容量增加超过30%,续航里程更长;可实现规模化安全运输,每百公里运输成本仅为高压运氢车成本的四分之一。更重要的是,这项技术与现有的以石油为基础的基础设施完全匹配,从而可利用现有加油站实现加氢,大幅降低氢能利用成本。

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