中能观察|成本优势让制氢加氢一体站受青睐

来源：《中国电力报》 时间：2023-03-27 14:27

中国能源新闻网记者 曲艺

　　“日产1000千克99.999%纯度的氢气，相比加氢站传统用氢方式，成本降低20%以上。”2月15日，我国首个甲醇制氢加氢一体站在辽宁大连自贸片区投入使用，这组数据引发关注。

　　据悉，成本的降低，得益于该制氢装置占地面积小、项目建设周期短，生产过程绿色环保等。同样的“配方”，去年8月已出现在我国首套自主研发的橇装天然气制氢装置投用之际。

　　综合来看，两者的建站模式均指向模块化、橇装化、智能化、数字化，制氢效率高，占地面积小，易于推广复制。从中或可窥见低成本加氢站的建设思路。

　　“加氢站的一个重要发展趋势就是采用站内制氢，全球有约15%的加氢站是制氢加氢一体站，这一比例在日本更是超过了30%，且未来还将继续扩大。”中国海油气电集团氢能资深工程师宋鹏飞表示。

　　记者注意到，该趋势也符合《氢能产业发展中长期规划（2021~2035年）》（以下简称《规划》）提出的“探索站内制氢、储氢和加氢一体化的加氢站等新模式”的要求。

制氢加氢一体站助力降本增效

　　当前，氢气的储存和运输是制约氢能产业发展的关键环节。我国加氢站主要依靠长管拖车进行运输，受设备影响，造成氢气运输能力低、成本高、装卸时间长且综合能效低。

　　另据中国氢能联盟的数据，我国加氢站建设投资较大，其中设备成本占到70%。不含土地费用，国内建设一座日加氢能力500千克、加注压力为35兆帕的加氢站需要约1200万元，相当于传统加油站的3倍。在此背景下，制氢加氢一体站成为破题之策。

　　“尤其在氢能产业发展初期，在加氢站内制氢，能够省去昂贵的氢气运输环节，显著降低氢气成本，提升氢气的竞争力。”宋鹏飞告诉记者，站内制氢包括小型电解水制氢、甲醇制氢、LPG制氢和天然气/城市燃气制氢等。

　　以上述甲醇制氢加氢一体站为例，该站采用橇装化建站模式，产氢能力为每小时500标准立方米，场地利用率为全国最高，主体装置占地仅64平方米，而同等制氢规模的传统设备占地面积超500平方米。

　　项目采用中国石化自主研发的分布式甲醇制氢系统，包含甲醇重整、催化氧化、过程强化、系统集成等多项自主创新成果。系统自动化、智能化水平国内领先，可实现一键开停车、云端监控等操作。

　　同时，该系统环保性能优异，生产过程中无固废影响、无废水外排、无尾气污染。在满足加氢站内安全和运营控制要求的前提下，与国内同类运行装置相比能耗更低、甲醇消耗更少，节能及经济效益显著。

　　“甲醇制氢加氢一体站的正式运营，证明了分布式甲醇制氢是我国加氢站可持续发展的有效路径。”中国石化燃料油销售有限公司执行董事、党委书记杨军泽表示。

因地制宜选择制氢技术路线

　　原料的可获得性高，也是甲醇制氢加氢一体站的一大优势。我国是世界上最大的甲醇生产国，占全球甲醇产能的60%，甲醇来源丰富、成本低廉，常温常压下作为液体便于储存和运输。

　　《规划》明确，合理布局制氢设施。结合资源禀赋特点和产业布局，因地制宜选择制氢技术路线，逐步推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系。

　　2022年8月，由中国海油气电集团与佛燃能源、西南化工共同研发的我国首套橇装天然气制氢装置在广东佛山投用。该套装置在满负荷条件下可用4.8立方米天然气制取约11立方米氢气，氢气纯度达99.999%，单位产品消耗、装置紧凑度等指标达到国际先进水平，可降低氢气终端成本20%~30%。

　　宋鹏飞解释，相较甲醇制氢和LPG制氢，站内小型天然气/城市燃气制氢的原料可以就地采用天然气、城市燃气或LNG，利用深入市场末端、完善的城市燃气基础设施，就可便捷制取纯度99.999%的高纯氢气。

　　选择天然气为原料，也有因地制宜方面的考量。

　　佛山是国家燃料电池汽车示范应用广东城市群的牵头城市，已投用1400多辆燃料电池汽车用于公交车和物流车，数量居全国城市之首，但目前却有约50%的车因缺少氢源处于停运状态。

　　“佛山的天然气供应十分充足，拥有完善的输配网络，采用灵活的橇装天然气装置就可支撑当地燃料电池汽车的用氢需求，大幅降低氢气市场价格。”宋鹏飞说，小型橇装天然气制氢相比大中型天然气制氢更贴近用户，更适应氢气产业储运成本高的特征，是天然气产业与氢能产业协同发展的重要融合点。

　　“‘双碳’目标的提出，迫切需要绿色、低碳的氢源保障，推动了我国氢能产业的发展。”中国海油气电集团技术研发中心副总工程师侯建国表示，橇装天然气制氢提供了一种便捷、低价的氢能源获取方式，能够加快氢能在交通领域利用。

有序推进加氢网络体系建设

　　《规划》提出，坚持需求导向，统筹布局建设加氢站，有序推进加氢网络体系建设。

　　记者注意到，此次投用的甲醇制氢加氢一体站，本身就是由中国石化燃料油公司大连盛港油、气、氢、电、服“五位一体”综合加能站升级而来。这与《规划》要求的“坚持安全为先，节约集约利用土地资源，支持依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加氢站”相契合。

　　另据介绍，中国石化燃料油公司已在大连自贸片区建成2座油、气、氢、电、服“五位一体”综合加能站，并有6座启动开工建设。

　　“这为我国氢能产业跨越式发展，提供了安全可靠、绿色智能、集约高效的‘石化方案’，将对降低氢气成本、大规模推广应用具有积极贡献。”杨军泽指出。

　　值得一提的是，中国石化正在加快打造世界领先洁净能源化工公司，大力发展新能源，着力构建我国第一氢能公司。其中，在氢能交通领域，中国石化在全国先后建成9个氢燃料电池供氢中心，建设和运营加氢站数量居全球首位。

　　此外，大连自贸片区已全面布局氢气制、储、运、加、用等环节，构建起包括氢气制取、氢能装备制造、氢燃料电池及其配套零部件、氢燃料电池整车、氢能分布式电源及氢能技术研发检测等在内的氢能产业生态链。

　　甲醇制氢加氢一体站的成功投用，不仅将有力带动大连自贸片区氢能装备制造产业进一步发展，也为在全国范围内加快构建安全、稳定、高效的氢能供应网络提供了范本。

　　“橇装天然气制氢装置、高度集成的紧凑式设计能够实现便捷的公路运输，占地极小，尤其适用于已有加油、加气站的区域，可快速改造实施。”宋鹏飞分析称，橇装天然气制氢装置从运输至站场，可在2~3天完成安装，1~2周完成调试，1~2个月实现满负荷生产，可与加氢站其他设备设施同步实施，加快加氢站建设。

　　侯建国表示，未来，国产橇装天然气制氢技术将加速朝着“系列化、标准化、数字化、零碳化”的高端氢能装备方向发展，在加氢基础设施建设中发挥更大的驱动作用。

　　责任编辑：沈馨蕊