獨(dú)家航拍:國(guó)鴻氫能產(chǎn)業(yè)園
在介紹此次參觀的國(guó)鴻氫能產(chǎn)業(yè)園之前,我想先重點(diǎn)介紹一個(gè)知識(shí)點(diǎn):氫能與電能,其實(shí)是互補(bǔ)的關(guān)系。
很多人認(rèn)為,純電驅(qū)車型算是新能源車型當(dāng)中。最不“純粹”的那個(gè),畢竟電能來(lái)源比較廣泛,在我國(guó),火力發(fā)電仍占據(jù)主導(dǎo)地位,從能源本質(zhì)來(lái)說(shuō),確實(shí)不能夠算作是絕對(duì)的清潔。
再來(lái)說(shuō)氫能,目前工業(yè)制氫主要有天然氣電解、水電解、褐煤氣化重整、污泥沼氣重整四種手段。另外在不少國(guó)家(例如日韓),除了天然氣電解外,工業(yè)副產(chǎn)氫也能被有效利用起來(lái),煉鋼焦?fàn)t氣以及鹽電解都會(huì)大量產(chǎn)生副產(chǎn)品氫,一旦得到有效開發(fā),能源的產(chǎn)生路徑無(wú)疑是要清潔許多。
聰明的你一下就看明白了,如果通過(guò)核能、風(fēng)能、水能等清潔途徑發(fā)電,過(guò)剩的清潔電能本身無(wú)法保存,長(zhǎng)距離輸送成本及損失極大,如果把這些本身多余的電能用來(lái)制氫(轉(zhuǎn)換成氫能),則完全是廢物再利用,真正做到了不帶來(lái)一絲副產(chǎn)品,此消彼長(zhǎng),做到了互補(bǔ)。
電不能儲(chǔ)存,卻可以制氫,而氫是非常理想的能源儲(chǔ)存形態(tài)。
除了源頭上就能互補(bǔ)之外,電力供應(yīng)在實(shí)際使用環(huán)節(jié)當(dāng)中也存在波峰波谷,例如我們?cè)谏钜沟挠秒姴ü戎袑⒋罅慷嘤嗬速M(fèi)掉的電轉(zhuǎn)換成氫,不僅把能源儲(chǔ)存了下來(lái),并且能夠有效控制對(duì)電網(wǎng)的沖擊,起到削峰填谷的作用。
分析到這兒,似乎氫能源真的是完美的解決方案,實(shí)際也會(huì)是如此嗎?
此次實(shí)地探訪的,正是目前國(guó)內(nèi)最具規(guī)模的國(guó)鴻氫能產(chǎn)業(yè)園,這里不單單只是提供加氫站那么簡(jiǎn)單,其實(shí)國(guó)鴻氫能產(chǎn)業(yè)園本身就是個(gè)大型氫能源研發(fā)基地,主攻燃料電池堆的研發(fā)、動(dòng)力系統(tǒng)生產(chǎn),不過(guò)此研究所目前的成果基本為商用車型服務(wù),因此為了方便園區(qū)生產(chǎn),另外包含了飛馳客車的總裝線。
其實(shí)不僅是各位看官,就連筆者對(duì)于國(guó)鴻氫能產(chǎn)業(yè)園都是十分陌生的,由于其體量較大,還擁有為氫能研究院服務(wù)的國(guó)家級(jí)博士后科研工作站。
目前國(guó)鴻氫能與加拿大巴拉德動(dòng)力公司合作研發(fā)燃料電池堆技術(shù),其產(chǎn)品發(fā)電效率達(dá)到60%,并已經(jīng)建成規(guī)模極大的電堆生產(chǎn)線,為主流商用車企:例如宇通、飛馳、福田等企業(yè)服務(wù)。在2018年,國(guó)鴻氫能出貨量超過(guò)3000臺(tái)套,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超7成,其地位可見一斑。
了解清楚背景,自然少不了實(shí)際體驗(yàn)了,完整的加氫體驗(yàn),對(duì)于筆者而言同樣是頭一回。國(guó)鴻氫能加氫站,直觀體驗(yàn)上與一般的加油站并無(wú)二致,只是目前僅提供給商用車加氫,還不能為乘用車服務(wù)。
雖然看起來(lái)差不多,但是加氫站的實(shí)際建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的加油站,例如儲(chǔ)氫罐、壓縮機(jī)等大型設(shè)備不僅更占地兒,安全細(xì)則要求也復(fù)雜許多。
對(duì)應(yīng)到普通的加氫站員工來(lái)看,超過(guò)2個(gè)月的培訓(xùn)期也側(cè)面驗(yàn)證了加氫操作的復(fù)雜性,這次我參觀的就是氫燃料電池小型貨車及大型公交的加注過(guò)程。
以小型貨車為例,整個(gè)加氫過(guò)程將進(jìn)行5-10分鐘,共加注10公斤氫燃料,就能夠達(dá)到與燃油車相近的續(xù)航表現(xiàn)。與加油不同的是,加注前我們注意到工作人員會(huì)先檢查氣壓口,確定無(wú)誤后再進(jìn)行接地(保證安全),插入加氫槍之后就與加油站類似了,在面板上輸入加氫量,加注過(guò)程方告開始。
我觀察到加注過(guò)程并不是一蹴而就的,而是先低壓,再中壓,有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,至于對(duì)應(yīng)的車載儲(chǔ)氫罐,目前國(guó)鴻氫能的設(shè)備均以35MPa為主,大多采用鋁制常溫的形式,在速度上相比日韓碳纖維內(nèi)膽、70MPa高壓低溫加注還是有一些差距的。
加注完成后,也不是拔槍就完事兒了,加氫操作還多了一個(gè)查漏的步驟。至于公交車的加注過(guò)程其實(shí)是與小型貨車一致的,只不過(guò)公家車的加注時(shí)間更久,一般需要15分鐘以上。
總的來(lái)說(shuō)35MPa壓力標(biāo)準(zhǔn),在加注速度以及燃料密度方面都不如70MPa來(lái)得高效,同時(shí)由于密度相對(duì)低一些,儲(chǔ)氫設(shè)備的體積自然就要更大,這也是目前我們自產(chǎn)的氫燃料電池車型均以商用為主的原因(商用車體積大),想要小型化、乘用車化,那么70MPa壓力標(biāo)準(zhǔn)就是不得不邁過(guò)去的那道坎兒了。
看完加注過(guò)程,很多人就會(huì)問了這個(gè)加氫站的氫是從哪兒來(lái),經(jīng)詢問后得知,目前云浮的國(guó)鴻氫能產(chǎn)業(yè)園還沒有建設(shè)產(chǎn)氫設(shè)備,所以目前使用的氫燃料均是從江門的制氫廠運(yùn)輸過(guò)來(lái),下面這臺(tái)大型裝備就是專業(yè)的氫燃料運(yùn)輸設(shè)備了。
我們面前的這套運(yùn)輸設(shè)備將以20MPa壓力運(yùn)輸,每次能夠運(yùn)輸400公斤,等量代換的話能夠滿足公交車約25次的加注需求。
然而專業(yè)大型加氫站畢竟投入過(guò)大,對(duì)于我國(guó)廣袤的國(guó)土來(lái)說(shuō)普及難度極大,對(duì)于需求沒有那么旺盛的地區(qū),其實(shí)也有針對(duì)的解決辦法。
例如在加氫站,我們還參觀了這套可移動(dòng)的加氫設(shè)備,這個(gè)不僅僅是運(yùn)輸氫燃料那么簡(jiǎn)單了,因?yàn)殡m說(shuō)是移動(dòng)加氫站,同樣少不了儲(chǔ)存、增壓、加氫這些步驟,只不過(guò)我面前的這套移動(dòng)加氫設(shè)備已經(jīng)是幾年前的了,目前國(guó)鴻氫能已經(jīng)擁有更小型化(主要是壓縮機(jī)體積大幅縮?。┑囊苿?dòng)式加氫站,機(jī)動(dòng)性將大大提升。
因此,從整個(gè)環(huán)節(jié)體驗(yàn)后也能得知,儲(chǔ)氫罐材料、70MPa壓力等級(jí)的瓶口閥、增壓及減壓器,將會(huì)是我們?cè)跉淙剂想姵匕l(fā)展的前進(jìn)方向。
氫燃料公交車在外觀、容積方面,其實(shí)與普通的內(nèi)燃機(jī)、純電巴士完全一致,并沒有因?yàn)轵?qū)動(dòng)能源的不同而產(chǎn)生較大差異。
乘坐感受與純電驅(qū)巴士大體相近,首先是噪音源要少上許多,整體感覺安靜不少,其次就算坐在車廂后部,也不會(huì)有較明顯的振動(dòng)傳遞上來(lái),加減速更為順暢,直接提升了乘坐舒適性。
更重要的是,氫燃料公交車并非是停留在概念中的產(chǎn)物,除了筆者今天體驗(yàn)到的型號(hào)之外,飛馳氫能源公交車已經(jīng)在佛山正式投入運(yùn)營(yíng),說(shuō)不定當(dāng)?shù)氐男』锇槎嘉丛l(fā)現(xiàn),自己已經(jīng)乘坐的是氫燃料巴士了。
或許你會(huì)好奇氫燃料巴士與普通內(nèi)燃機(jī)、純電巴士的成本差異,經(jīng)過(guò)詢問得知,早期產(chǎn)品進(jìn)口零部件占比較高,因此單車的建造成本大致需要600萬(wàn)元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般內(nèi)燃機(jī)巴士與純電巴士的造價(jià)。
好在國(guó)鴻氫能與相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)產(chǎn)化率越來(lái)越高,氫燃料巴士的造價(jià)已經(jīng)做到與純電巴士相當(dāng)?shù)乃健?/p>
如果單獨(dú)看造價(jià),或許氫燃料巴士并沒有明顯優(yōu)勢(shì),然而放在長(zhǎng)距離、商運(yùn)運(yùn)輸成本上,則又是另一種情況了,下我我就拿出現(xiàn)代公司的調(diào)研資料來(lái)說(shuō)明燃料電池車型與純電動(dòng)車型在里程、成本方面的關(guān)系。
如圖,當(dāng)乘用車?yán)m(xù)航里程為400-500km之間時(shí),純電系統(tǒng)將與燃料電池系統(tǒng)成本相當(dāng)。因此,當(dāng)續(xù)航里程較短時(shí),明顯是純電動(dòng)車型成本更占優(yōu)勢(shì);一旦續(xù)航里程超過(guò)這個(gè)臨界點(diǎn),燃料電池系統(tǒng)成本將會(huì)逐漸低于純電系統(tǒng),并且隨著距離的提升差距增大。
鑒于一般的乘用車單次補(bǔ)能續(xù)航大概就在400-500km這個(gè)區(qū)間,我們姑且認(rèn)為在乘用車領(lǐng)域,燃料電池與純電動(dòng)相比差距不算明顯。
再來(lái)看商用車,由于商用車載重、使用頻次等特定使用環(huán)境決定了燃料電池系統(tǒng)與電池系統(tǒng)的等效距離在100km左右,顯然對(duì)于更高的續(xù)航、負(fù)重需求來(lái)說(shuō),燃料電池系統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì)將十分明顯。
綜上,以現(xiàn)有的技術(shù)判斷,燃料電池、純電動(dòng)車型是存在一定的互補(bǔ)關(guān)系的,攜手并進(jìn)才是更健康的新能源發(fā)展道路。
這一點(diǎn),從2019年純電動(dòng)補(bǔ)貼大幅退坡,同時(shí)加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)扶持的政策信號(hào)來(lái)看,顯然國(guó)家也有意加大氫能的扶持、發(fā)展力度,可見在純電動(dòng)大行其道的同時(shí),我們的確應(yīng)該對(duì)氫能也抱以足夠的重視。
作者 | 皆電 等一個(gè)BKB
—The End—
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