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    “平价”或要等十年,氢燃料尚不具备大规模推广应用条件

    发表时间:2019-10-09 信息来源:www.design-factory.cn 浏览次数:720

     

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    佛山市南海瑞辉加氢站是全国第一个商业化的加氢站,见证了中国氢燃料电池汽车产业的快速发展。现在,该站每天有300公斤以上的氢气,几乎满负荷运转。但是,该站的主要负责人李慎成告诉《第一财经》 1C记者,过高的氢气成本限制了该行业的发展。

    目前,行驶100公里的家用氢动力电池车的燃料成本大约是柴油车的1.5倍,是汽油车的三倍以上。佛山氢燃料电池的公交车司机向1°C记者汇报说,按照目前的氢销售价格,如果没有政府的财政补贴,那么所在地的公交车集团肯定会赔钱。

    如果政策补贴继续下降,甚至“断奶”,则业界普遍担心胜利的氢燃料电池汽车将来能行驶多远。在8月31日举行的“ 2019中国汽车工业发展(TEDA)国际论坛”开幕式上,财政部经济建设部首任检查员宋秋玲直言:“氢能管理系统尚未建立,等等。有条件大规模推广燃料电池汽车的应用。”

    氢价高

    随着世界对能源安全和节能减排的关注越来越多,零排放,长电池寿命和快速加氢的氢燃料电池汽车被视为新能源汽车的最终发展方向。

    2019年6月,中国氢能联盟组织了30多个成员单位完成《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,称氢能将成为中国未来能源体系的重要组成部分。预计到2050年,氢能将占中国的能源体系。该比例约为10%,对氢的需求量接近6000万吨,年经济产值超过10万亿元。

    在中国,氢能的主要应用场景有三种:传统石油化工生产的原材料,可再生能源存储和发电以及氢燃料电池汽车行业。

    作为世界上最大的氢生产国,中国发展氢能和燃料电池汽车产业具有天然的优势。据中国氢能联盟称,氢能和燃料电池将成为继煤炭和蒸汽机,石油和内燃机之后的第三代主要汽车能源组合,该行业具有广阔的发展前景。

    尽管氢是广泛可用的,但以低成本生产它并不容易。

    当前获得氢的方法主要通过化学过程将天然或合成化合物中存在的氢元素转化为氢。根据制氢原料的不同,制氢方法可分为不可再生制氢和可再生制氢。前者是化石燃料,后者是水或可再生能源。

    中国的制氢方法主要包括5条技术路线:煤制氢,天然气制氢,石油制氢,工业副产气制氢和电解水制氢。其中,煤制氢,天然气制氢和石油制氢统称为“化石能源制氢”或“化石燃料制氢”。

    国家能源集团是电力中央企业发展氢气和燃料电池行业的先驱。根据1°C记者从该小组获得的研究报告,目前,世界上至少90%的氢气来自化石能源。

    相对而言,化石能源制氢技术是最成熟,成本最低的技术,但是工厂排放量很大,所产生的氢需要脱硫和反硝化,这增加了成本,并不是长期的制氢方法。

    由于电解水产生的氢气具有资源和环境保护的双重可持续性,因此被认为是未来氢气生产的发展方向之一。该技术路线的原理是在电解水之后将电流引入电解质水溶液以产生氢气。

    “氢能示范项目仍在使用化石能源生产氢,但是当确实需要发展该行业时,仍然有必要使用氢(来自发电)来生产氢。”中国科学院院士李灿在今年年初表示。 “否则,制氢技术从根本上讲是不可持续的。”

    这位摄氏1度的记者在调查中发现,中国一些地方已开始使用可再生能源来电解水以产生氢气。例如,吉林省发布2019年《白城市新能源与氢能产业发展规划》,力争到2000万年,风电装机2000万千瓦,光伏装机1500万千瓦,氢气年生产能力达到百万吨,产值近200十亿元这是目前国内首个由政府主导的可再生能源氢开发计划,旨在“打造“中国北方氢谷”。

    在今年的白城新能源和氢能产业发展新闻发布会上,白城市长李明伟宣布:“白城是中国第一批1000万千瓦风电基地,也是唯一的风电本地消费示范区。建设成本不断减少并持续提高发电效率可以为制氢提供足够的低成本电力。

    “氢生产可以与两条技术路线结合起来:化石能源氢生产和可再生能源氢生产。”北京低碳清洁能源研究院氢能技术开发部经理何广利在接受1°C记者采访时说。他说:“首先,通过化石能源制氢为氢电池汽车产业奠定了基础,然后利用可再生能源生产氢,缓慢地实现了过渡。”他认为,这是获得氢并减少氢的好方法。生产成本。

    但是,1°C记者调查发现,无论采用哪种氢气提取方法,从成本上都难以支持中国氢燃料电池汽车的长期发展。

    李申成告诉1°C记者,华南瑞辉加氢站的氢气主要来自广州南沙。这些进入加氢站的氢气价格为40元/kg,其中运输成本为510元/kg。

    此外,上海浦江特种气体有限公司总经理刘炜近日向媒体介绍,氢气的成本只是三个“ 10”:原料成本为10元/kg,净化和压缩成本(视气源类型和压缩压力定为10元/公斤,运输成本为10元/公斤;加上一定的利润,进入加氢站的价格为40元/公斤。

    所谓原料成本,是指制氢原料的成本(如煤制氢);提纯是指通过增加氢气的纯度来获得氢气的纯度。压缩是指将氢气从气体源压缩到氢气输送器。

    1℃记者在采访中获悉,目前,包括南海瑞辉加氢站在内的全国20多个加氢站的氢气销售价格普遍在60元/kg以上。以这样高的价格,在常规的氢燃料电池物流车辆的情况下,每公里的氢消耗量约为3千克,成本至少为180元/100公里。

    相比之下,柴油汽车每百公里油耗约18升,成本约为110元。同样,汽油车每百公里的油耗通常不到柴油车的一半。

    降低成本的手术

    化石能源制氢是目前各种制氢技术中成本最低,最成熟的技术。在化石能源制氢技术中,成本最低的是煤炭以生产氢气。 “煤制氢不仅成本低廉,而且目前国内制氢规模很大。”中国工程院院士顾大钊在2018年公开表示:“估计只有年产能源能力国家能源集团的公司可以驾驶4000万辆汽车。“

    1°C记者从中国国家标准化研究院和国家氢能标准化技术委员会共同编辑发现《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2018)》,煤制氢的最低成本仍超过10.5元/kg,最高成本超过17元/公斤。

    与化石能源制氢相比,电解水产生氢气的成本更高。根据以上《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2018)》,记者在1℃时发现,如果将氢用于一般工业用电,按目前每千瓦时工业用电1元的价格计算,这种电解水产生的氢成本为高达79元,是煤制氢。成本是近8倍。

    在此基础上,加上净化,压缩成本(取决于气源类型和压缩压力)以及运输成本和相应的利润,进入加氢站的价格将高达109元/kg。

    报道称,如果将其用于工业生产氢的氢燃料电池汽车中,将是一个很大的笑话。

    2018年12月,国家发展和改革委员会及其他部委发布了《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》要求,“将可再生能源的剩余电力探索为热能,冷能,氢能,并有效利用可再生能源。”

    在这种情况下,包括白城市在内的地方政府希望通过剩余电力和相对廉价的可再生能源从电解水中生产氢。

    2019年5月,国家电网能源研究所有限公司的王晓晨等人提供了《氢燃料电池汽车发展切忌“增量不提质”》文章中的数据,显示2018年,中国的废弃风能和废弃光电产量分别达到277亿千瓦时和55亿千瓦时。根据1公斤氢气的39.7千瓦时电转换率,2018年的总电能废弃量将产生约84万吨氢气,相当于国内氢气总产量的1/12和氢气总产量的1/3。天然气产生的总氢。

    但是,文章还指出,从生产成本的角度来看,煤制氢的总成本不到1元/立方米,考虑到弃风电价为0.25元/千瓦时,可再生电力,用电,用电,用电,用电,用电,支出,立方米仍不具备竞争优势。

    同样在今年的白城新能源和氢能产业发展新闻发布会上,白城能源局局长张晓波表示,目前,白城的可再生能源风电成本为每千瓦时0.22元。根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2018)》,相同的电价,不同设备下的制氢成本存在差异。即便如此,1°C的记者还是根据《蓝皮书》提供的平均数据,使用每千瓦时0.22元的电价通过电解生产氢气。它的成本平均超过20元/kg,仍然远远高于最低的煤制氢成本10.5元/kg。

    包括中国科学院在内的清华大学教授欧阳明高和其他业内人士普遍认为,目前,可再生能源不能有效地利用电解水生产氢气。

    贺光立向1°C记者解释说:“可再生能源制氢技术在应对波动性方面还不成熟。仅通过抛弃风和抛弃光就很难制氢,因为这种模型可以利用设备。不算高,总成本就不合算。”

    扬州中电制氢设备有限公司有关负责人告诉本报记者,最重要的是降低电解水制氢的成本。公司主要从事水电解制氢设备的研发和生产。

    根据以上文章《氢燃料电池汽车发展切忌“增量不提质”》提供的数据,电费约占电解水产生的氢气总成本的78%。

    1°C记者从国家能源集团获得的上述研究报告表明,只有当电力系统的成本降至当前水平的一半时,电解水制氢技术才成为主流技术之一。但是该报告还建议将电力系统的成本降低一半,时间将需要为2050年。

    面对不可削减的成本,为了促进氢燃料电池汽车产业的发展,政府必须对氢提供财政补贴。

    1℃的记者在采访中获悉,南海瑞辉加氢站目前的氢气销售价格为60元/kg,其中20元来自地方政府补贴。在此基础上,车主可以最低价使用氢气40元/公斤。

    按此计算,减去目前的氢气费用为40元/公斤,加氢站每公斤氢气可获得20元的收入。 1°C记者在采访中获悉,除其他费用外,加氢站获得的纯利润约为5元/kg。

    根据南海区人民政府最新一期《佛山市南海区促进加氢站建设运营及氢能源车辆运行扶持办法》(以下简称“南海支持法”),20182019年,氢气销售价格为40元/kg,每公斤氢气补贴为20元。元,步数正在减少。其中,2020年至2021年,氢气销售价格为35元/kg,每公斤氢气补贴为14元; 2022年,氢气的销售价格为30元/kg,每公斤氢气的补贴为9元。

    据记者在摄氏1度的报道,目前地方政府对氢的补贴有所不同,但相差不大。

    上面提到的南海支持方法没有提到氢销售价格降低到每公斤几元时,将不执行相应的补贴。但是,在燃料成本上,氢燃料电池汽车需要降低到目前与柴油汽车竞争成本的一半,约为20元/公斤。

    当氢气成本降低到20元/公斤时,在无需补贴的情况下,加上加氢站加油站20元/公斤车厢的服务费,车主将按每公斤40元/公斤收费氢。根据车辆,每行驶100公里,大约需要3公斤氢气。总费用为120元,接近柴油车。

    “和平”或要等十年

    贺光立告诉《华氏1度》记者,尽管中国的氢气产量是世界上最高的,但是目前的氢气生产企业通常生产和销售自己的产品。外部供应不多,自产自销成本低,对外销售成本过高。他认为,现有氢供应公司的相关市场已经锁定。即使有了氢燃料电池汽车的新市场,氢生产商也没有理由降低价格。这是目前氢电动汽车的高氢成本的原因之一。

    业界普遍认为,随着氢燃料电池汽车产业的大规模发展,氢的成本也将相应降低。例如,2019年8月27日,中国石化正在发布加氢站的新闻稿称,未来的氢气成本可低至20元至30元/公斤。该公司目前是中国制氢厂之一。

    值得注意的是,中石化的上述新闻稿并未透露“未来”的具体时间。在这方面,某家国内电力集团的内部人士告诉1°C记者:“时间可能需要十年零八年。”他解释说,未来十年化石能源的氢生产,尤其是煤基氢生产,成本可以降低到三四元/公斤,相当于将原材料成本降低了百分之六或百分之七。

    在降低原料成本的基础上,还需要降低氢气总成本中的提纯,压缩和运输成本。以运输成本为例,何广利在1℃告诉记者,至少有两种方法可以降低运输成本。一种是在加氢站附近建造制氢设备,从而削减运输成本;二是增加氢气的单位输送量。数量。但是他说,前者面临监管限制,而后者则主要依靠相关技术的突破和进步。

    这是因为氢主要以高压气体,低温液体等的形式存储和运输,但是每种都有一定的局限性。高压气态氢存储存在诸如泄漏爆炸危险和运输效率低的问题。低温液体的储存和运输对储存容器的隔热要求很高,液态氢会“吸收”金属容器形成氢化物,从而降低氢的纯度,不利于直接利用。

    但是,贺光立认为,“根据目前的发展形势,氢燃料电池汽车将有新的制氢能力,购氢成本将进一步下降。”

    也就是说,在增加氢动力电池车辆的氢供应之后,市场将具有竞争性,并且可以减少氢加氢站的氢成本。受访者认为,短期内很难通过技术突破来降低制氢成本,而是要从模式的供应方进行改变。

    将来,随着氢燃料电池汽车的数量增加,区域之间氢能分配的不平衡将带来大规模的氢存储和运输。但是,如何通过供应方改变这种现象仍然是未知的。

    在8月31日举行的“ 2019中国汽车工业发展(TEDA)国际论坛”开幕式上,宋秋玲指出“有些媒体对中国的单方面解释将不再支持纯电动汽车,而是支持燃料电池汽车的一些企业,也相信中国的新能源汽车技术路线将被动摇。”她的意思是中国的新能源汽车技术路线不会动摇。

    她解释说,由于中国氢燃料电池汽车的核心技术和组件技术尚未突破,基础设施建设不足,标准法规缺失,氢能管理体系尚未建立等事实,目前尚无燃料电池汽车的大规模推广和应用。条件。

    “这个警告来得很及时。”国家有关部门的一位内幕人士对1°C记者说:“她(宋秋玲)在讲真话。”

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