文 _ 沈軍 玉溪能投佳亨燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)有限公司

1從石油與汽車產(chǎn)業(yè)的結(jié)合點(diǎn)找出“替代”關(guān)鍵點(diǎn)

2017年我國(guó)燃油汽車保有量為21743萬(wàn)輛（包括三輪汽車和低速貨車820萬(wàn)輛），比上年末增長(zhǎng)11.8%（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)據(jù)）。與其配套的加油站，截至2015年底全國(guó)共有9.68萬(wàn)座，其中，中石化網(wǎng)點(diǎn)3.06萬(wàn)座；中石油網(wǎng)點(diǎn)2.07萬(wàn)座，中海油和民營(yíng)加油站合計(jì)4.55萬(wàn)座。粗略估計(jì)一座加油站對(duì)應(yīng)服務(wù)2100輛左右的燃油汽車。

數(shù)以百計(jì)的汽車制造廠家（含進(jìn)口）生產(chǎn)與銷售的各種各樣的燃油汽車達(dá)上億的規(guī)模，銷售給上億家客戶，而配套的只有一種加油站產(chǎn)品，由少數(shù)石油公司控制著終端加油站網(wǎng)絡(luò)。

與石油能源產(chǎn)業(yè)同樣的道理：氫能源與燃料電池汽車的結(jié)合點(diǎn)是氫能源下游終端加氫站網(wǎng)絡(luò)，對(duì)燃料電池汽車上儲(chǔ)氫瓶（現(xiàn)在是壓縮氫儲(chǔ)氫瓶、未來(lái)是液態(tài)氫儲(chǔ)氫瓶）加滿氫氣。

未來(lái)氫能源替代石油能源，就必須是氫燃料電池汽車替代燃油汽車，加氫站替代加油站。當(dāng)前，豐田、本田、日產(chǎn)、寶馬、奔馳、現(xiàn)代等世界著名廠家已經(jīng)能批量生產(chǎn)氫燃料電池汽車，關(guān)鍵點(diǎn)在于加氫站能否替代加油站。

我們看出能源與汽車的結(jié)合點(diǎn)是加油站、加氫站，也就是連接能源與汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵點(diǎn)，加氫站技術(shù)上“一點(diǎn)突破”，會(huì)使氫能源與燃料電池汽車兩大產(chǎn)業(yè)“全面開花”。

隨著世界各國(guó)禁止燃油汽車上路時(shí)間表的推出，要求氫能源替代石油能源的速度愈來(lái)愈快，未來(lái)的加氫站將替代全球數(shù)以百萬(wàn)個(gè)加油站，誰(shuí)有加氫站這項(xiàng)專利技術(shù)，并在世界各地推廣開來(lái)，誰(shuí)就能“獨(dú)占”氫能源和燃料電池汽車（含分布式能源）市場(chǎng)。

2 傳統(tǒng)加氫站技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 站內(nèi)制氫供氫加氫站技術(shù)

來(lái)源于天然氣管網(wǎng)常規(guī)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）生產(chǎn)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（天然氣）→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)儲(chǔ)氣瓶組→加氫機(jī)→對(duì)氫燃料電池汽車加氫氣。

北京2008奧運(yùn)會(huì)的加氫站，屬于站內(nèi)制氫供氫加氫站類型，占地4000m2，制氫原料是管網(wǎng)內(nèi)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。

2.2 外供氫加氫站技術(shù)

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

工藝流程：從外面制氫工廠運(yùn)來(lái)的氫氣→卸氣→壓縮設(shè)備二次加壓→到站內(nèi)儲(chǔ)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，用儲(chǔ)氫瓶拖車運(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，技術(shù)操作要求比較高。

2.3 推廣難點(diǎn)

現(xiàn)在的兩種加氫站技術(shù)至今已十幾年，事實(shí)證明要替代加油站陣字庫(kù)是一件非常困難的事。其主要原因是：和加油站相比所涉及的設(shè)備多、操作復(fù)雜，工藝步驟和規(guī)格不統(tǒng)一，無(wú)法像加油站那樣簡(jiǎn)單、易操作可以大規(guī)模復(fù)制；這就需要?jiǎng)?chuàng)新研發(fā)出最新的第三種加氫站技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化大規(guī)模復(fù)制的要求。

3 最新的“多氣瓶交替循環(huán)”加氫站技術(shù)

未來(lái)氫能源應(yīng)是壓縮氫（氣態(tài)）和液態(tài)氫兩種物理狀態(tài)，在外供氫加氫站技術(shù)基礎(chǔ)上，引入加油站技術(shù)路線，把二者相結(jié)合再次創(chuàng)新，開發(fā)出第三種加氫站技術(shù)即“多氣瓶交替循環(huán)”加氣技術(shù)。

采用“多氣瓶交替循環(huán)”的加氫站是由儲(chǔ)氫瓶拖車（車上儲(chǔ)氫瓶分成多個(gè)氣瓶）和加氫機(jī)組成。儲(chǔ)氫瓶拖車在加氫站和制氫廠之間循環(huán)運(yùn)輸與供氣，就如同油罐運(yùn)油車在煉油工廠（油庫(kù)）和加油站之間循環(huán)運(yùn)輸與供油一樣。其工作原理是：依靠?jī)?chǔ)氫瓶（拖車上的）內(nèi)的壓縮氫氣自身壓力，通過加氫機(jī)計(jì)量智能化無(wú)需任何外部設(shè)備，獨(dú)自完成對(duì)燃料電池汽車上“小”的儲(chǔ)氫瓶，加滿額定工作壓力的氫氣，可以不再需要任何動(dòng)力設(shè)備做功對(duì)其進(jìn)行二次加壓，節(jié)省了設(shè)備投入和工藝步驟。

此加氫站技術(shù)來(lái)源于“外供氫+氫站+油站”技術(shù)，沒有類似加油站的油泵、地下油罐設(shè)備和油泵做功卸車、加油等工藝步驟。只有類似加油站的油罐運(yùn)油車和加油機(jī)即儲(chǔ)氫瓶拖車和加氫機(jī)。

“多氣瓶交替循環(huán)”加氫站技術(shù)，如用87.5MPa左右的儲(chǔ)氫瓶（已國(guó)產(chǎn)化）拖車在制氫廠和加氫站之間往返運(yùn)輸為加氫站提供氣源，可以分別加滿儲(chǔ)氫瓶額定工作壓力是35MPa、70MPa的燃料電池汽車。

“多氣瓶交替循環(huán)”第三種加氫站技術(shù)屬國(guó)家發(fā)明專利，可以對(duì)應(yīng)幾十臺(tái)加氫機(jī)同時(shí)對(duì)外加氣，解決了加氫速度和加氫量的問題，加氫站服務(wù)燃料電池汽車的數(shù)量超過加油站服務(wù)燃油車的數(shù)量，達(dá)到了“快速”要求；對(duì)燃料電池汽車上的儲(chǔ)氫瓶加滿氫氣，其實(shí)質(zhì)就是快速儲(chǔ)存氫氣即儲(chǔ)能。

4 推廣優(yōu)勢(shì)

無(wú)論是何種資源或何種方式制造出的氫，都能與加氫站銜接成儲(chǔ)運(yùn)加氫站網(wǎng)絡(luò)。如同石油能源終端加油站一樣，將來(lái)全球各地的加氫站到處都是和加油站一樣的工藝流程，人們?nèi)菀捉邮苓@樣的加氫站。

4.1 對(duì)接化石能源

目前，國(guó)家能源投資集團(tuán)已具備能供應(yīng)4000萬(wàn)輛燃料電池乘用車的制氫能力，年產(chǎn)超過400萬(wàn)噸氫氣排名世界第一。作為國(guó)家進(jìn)入“氫能社會(huì)”的主力軍，國(guó)家能源投資集團(tuán)牽頭成立了中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。這些有實(shí)力的集團(tuán)基本采用壓縮氫和液態(tài)氫兩種生產(chǎn)方式，采用第三種加氫站技術(shù)建立氫能供應(yīng)鏈，適合各種遠(yuǎn)近距離運(yùn)輸。其工藝流程是：

（1）煤炭制氫→儲(chǔ)氫瓶拖車→加氫機(jī)→燃料電池汽車儲(chǔ)氫瓶（近距離方案）。

（2）煤炭制氫液化→低溫儲(chǔ)罐拖車→城市周圍氣化成壓縮氫氣→儲(chǔ)氫瓶拖車→加氫機(jī)→燃料電池汽車儲(chǔ)氫瓶（遠(yuǎn)距離方案）。

4.2 對(duì)接新能源與可再生能源

與新能源與可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)接，形成一個(gè)循環(huán)儲(chǔ)能可以整合國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能、風(fēng)能、水電、核能等優(yōu)質(zhì)資源。工藝流程如下：

再生能源發(fā)電→輸送電網(wǎng)→PEM電解水制氫→壓縮機(jī)（相當(dāng)于四種設(shè)備構(gòu)成的制氫廠）→儲(chǔ)氫瓶拖車→加氫機(jī)→燃料電池汽車儲(chǔ)氫瓶。

具體就是可以在每個(gè)城市周圍建立新能源與可再生能源制氫廠，為城內(nèi)多個(gè)加氫站提供氫氣。上游制氫和下游終端加氫站（包含燃料電池汽車）可以模塊化增加，使得制氫量和氫氣消耗量隨時(shí)相互匹配。

4.3 氫能源價(jià)格

國(guó)家能源投資集團(tuán)煤制氫成本是天然氣制氫70%～80%，是重油或石腦油制氫成本的60%～70%，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

目前光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電電價(jià)約0.45元/kWh，整體加氫站設(shè)備折舊按0.5元/m3，按照4kWh電可生產(chǎn)1m3氫氣，11m3氫氣價(jià)格為41.8元/kg。1kg氫氣可以讓燃料電池汽車行駛100km，每公里費(fèi)用為0.418元。

4.4 可復(fù)制性

采用新能源與可再生能源制氫，可以不再依靠化石能源，就地取材、就地生產(chǎn)、就地銷售。在世界各地均可安裝、生產(chǎn)與銷售氫氣能源和代理銷售燃料電池汽車，并建立“互聯(lián)網(wǎng)+加氫站”平臺(tái)，在互聯(lián)網(wǎng)上預(yù)約銷售燃料電池汽車產(chǎn)品。如同當(dāng)今的石油能源加油站終端一樣，石油公司目前的盈利模式也是加氫站的運(yùn)營(yíng)模式。

5 結(jié)束語(yǔ)

“多氣瓶交替循環(huán)”加氫站技術(shù)與氫燃料電池汽車一起構(gòu)成氫能產(chǎn)業(yè)鏈，從能源與汽車的結(jié)合點(diǎn)中找到了替代加油站的關(guān)鍵點(diǎn)。并新能源與再生能源相結(jié)合，整合制氫、輸送電網(wǎng)、電解水制氫機(jī)、壓縮機(jī)、燃料電池汽車等相關(guān)產(chǎn)品，具有節(jié)能、環(huán)保和低價(jià)等優(yōu)勢(shì)，可逐步替代石油等傳統(tǒng)能源，并具有很良好的市場(chǎng)前景。