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2023中国氢能产业-氢应用环节深度研究第2期:加氢站成本技术拆解

来源:岭南论坛 时间:2023-10-01

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上一期我们提到,加氢站作为氢能产业化、商业化的重要基础设施,是连接制氢端与需求端的关键桥梁,在氢应用环节中占有举足轻重的作用。本期我们将从加氢站组成、建设成本、分类三个方面,拆解加氢站的成本技术。

1. 加氢站的组成

以目前主流的外供氢加氢站为例,加氢站的组成主要包括卸氢系统、增压系统、储氢系统、加氢系统、氮气系统、放散系统和技防系统等。

  • 卸氢系统

卸氢系统由氢气长管拖车和卸气柱组成。一般外供氢加氢站会有一主一辅两个长管拖车车位,其设计最大的工作压力大概为25Mpa储氢量为250~300kg工作时,通过泊位内的卸气柱将拖车上的氢气卸载。

  • 增压系统

增压系统由压缩机和冷却机组两大部分组成,当前高压气态氢储运阶段压缩机是氢能储运所需的关键设备,以500kg/d加注能力加氢站为例,压缩机占据加氢站总成本三分之一
目前国内加氢站较多采用液驱式和隔膜式压缩机,压力不超过45Mpa;国外则应用离子液压缩机比较多,且一般用在具有较高储氢压力的90MPa加氢站中。

氢气压缩机仍被海外高度垄断,国内近两年加氢站上采用的液驱式压缩机均为进口产品。

  • 储氢系统

储氢系统由储氢瓶组组成,国内已开发出工作压力45MPa储氢瓶组,并成功应用于加氢站。根据加氢站连续加注要求,站内固定储氢量需要9支储氢瓶组,总固定储氢量分为低、中、高三级容量配置,可达250kg。

  • 加氢系统

加氢系统由高压管路和加氢机组成,加氢机内配备温度和压力传感器、软管放拉裂保护、控制系统以及过压保护等,目前使用质量流量计,其通过氢气的加注质量来测定记录数据。加氢机配备的加氢枪的工作压力35MPa,可同时满足氢能源物流车和大巴车的加氢需求。

2. 加氢站的建设成本

前面提及,压缩机是加氢站中成本最高的组成部分,占据加氢站总成本三分之一,除了压缩机外,加氢站建设成本、加注设备合计也占加氢站总成本三分之一。

高压加氢站建设成本(500kg/d加注能力)(图来源:云点道林《2023中国氢能产业-氢应用环节深度研究报告》)

3. 加氢站的分类

加氢站的分类可根据储氢罐容量、制氢方式、氢气来源、建设形式等划分。

                              加氢站的分类(图来源:云点道林2023中国氢能产业-氢应用环节深度研报告


国内加氢站主要为高压气氢、外供氢加氢站,加注压力以35MPa为主从近两年储氢瓶市场占有情况看,国内储氢瓶企业仅国富氢能、中材科技、天海工业、奥扬科技、科泰克、中集氢能、斯林达7家企业,其中TOP5市场集中度从2021年96%降到2022年85%,虽然玩家数量不多,但行业内竞争强度逐渐加剧,但总体仍然市场态势仍然相对稳定,一方面是由于储氢瓶行业门槛较高,且对安全性和可靠性要求更高因此行业整体新进入者较少,截至目前一共仅8家企业有实际产品装车应用,另一方面则是因为目前新布局储氢瓶市场企业聚焦于IV型储氢瓶,对目前Ⅲ型瓶市场竞争格局并不能带来实际的冲击。

下一期,我们将回到氢能产业链中游,对现阶段氢能利用的主流技术之一——氢燃料电池的技术进行分析。


(本文内容为笔者对云点道林《2023中国氢能产业-氢应用环节深度研究报告》报告的部分摘录以及笔者阅读过程中的个人观点,欢迎大家批评指正。)