氢听剧场:氢听论道(10月21日上午场)

发表时间:2020-11-30 14:47

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韩武林


韩武林

副总经理/高级工程师

北京海德利森科技有限公司


全国气瓶标准化技术委员会

车用高压燃料气瓶分技术委员会 副秘书长;

中国可再生能源学会氢能专业委员会 副秘书长


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氢听论道21上午


提问:许博士,刚才我有听到智能化的工艺控制系统,我现在想知道在加氢站加注的过程中,其实氢的质量和氢的泄露这两个问题是安全主要的节点,你这边的系统是否有支持这两个的数据支撑?

   

许壮:安全实际上智能化的过程性确实是一个因素,在考虑安全问题的时候质量确实平衡有可能是一个检测的方案,但智能化本身它并不代表对安全成本起作用,我们最终的目的是达到一个质量流、能量流动态的控制,因为加氢站本身是一个动态的过程,如果我用一个固定的策略去控制它的话,实际上会给你带来一些浪费,比如你原本的设备处理可以做得更好,你原本的能耗可以做得更低,我们希望可以通过这种方式来寻找解决方案,安全性肯定是最基础的,我们都有智能化底层的连锁的方案,在这里边的话确实会像你刚才提到的有一些安全性的考虑,这是其中一部分。

   

主持人:还有哪位嘉宾有问题?5位嘉宾都已经上台了,现在是氢听论道的提问时间,看看各位嘉宾和老师有什么问题吗?没有我就自己提问了。如果各位老师都没有的话,我就先来向咱们松下公司提问,因为现在氢能火了,我们在氢能标准,我们现在遇到一个问题想请您帮忙解释一下。刚才您说产生18万台的热电联供系统了,那这个燃料电池电堆里面我们现在有一个突破,就是说民用化在国内现在氢还是是谈氢色变,最关键是氢气在民用建筑这块是我们中国的一个短板,给我们介绍一下松下民用化的时候,就是发电系统、燃料电池电堆和氢瓶、储氢系统放到房屋顶上或者是小区的周边,日本的安全氢距离或者是氢安全的法规有什么要求?那么也希望松下能给我们国内带来示范的应用,否则的话你不把这个推开,在中国是没有办法推销的,我这个这么解释理解吗?

   

朱敬海:感谢,我回答的也是想和各位嘉宾老师共同探讨的问题,你这就像您说的问题点我们不迈过去的话,可能松下产品在中国也不会有什么市场。在这里简单说一下日本和中国的情况,可能整体从氢能产业来说,日本比中国迈得早一些,但我们也是说中国速度很快,很快能追上。然后这里有一个不同的就是说其实首先是需求,市场的需求出现以后去推动整个标准去发展。


在日本这块可能民用上就先走了一步,在中国比如说氢还不是能源,最新的能源法还只是草案,你不是能源,你在接管、走线上其实限制是蛮大的。在日本早期也有这个问题,后来他也是通过立法手段把它标准化之后,但其实真正推动这个事是两方面,一块是燃气公司,其实日本很多氢气的安全标准是燃气公司推动的,其实是按照燃气来走的,大家如果稍微对日本有些了解会发现日本没有能源,它主要的发电其实大部分原来也是火电,火电用的是天然气,日本一直在推动LNG天然气引用,所以它的燃气进入到每家每户比较早,标准非常齐全,所以氢气早期走民用这一块是天然气的部分。


当然还有一部分是安全部分,走的是消防的部分,日本在消防,因为它是一个多震多灾的国家,在法律上定的是比较齐全的。所以这两块的利用,当然具体的法律法规可能有很多,但具体是这两块的行业推动了它在那边去做的。当然还有一个就是可能和中国有一个不太一样的,就是在民用这块它的需求是存在的,就是它原本用天然气,然后也不便宜。在日本的天然气和电价相比其实和中国有一个不同点就是它的电是贵的,天然气相对便宜一点,其实把氢气引用过来也是接着它原来整个商业模式的途径。


但其实还有一个难处,氢气在彻底完全民用化的时候,不只是管道,其实很多变化,当他们很多家庭里已经用氢气的灶,就是烧火这个东西已经不是天然气,整个这套的变化其实也借助了燃气公司整个行业的力量在做的,所以可能有些不同。

   

主持人:感谢,这个到时候因为氢能的民用化安全可能要标准先行,下面需要松下多和氢标委和大家多做点工作,可能要标准先行了。然后氢标委在佛山还有一个创新基地,也希望您到到时候能合作。

         

主持人:我还有一个问题,我再问一下高经理,您刚才说您理论的制氢是3.6。

   

高小平:3.51。

   

主持人:3.51,您这块基于安思卓的产品,现在您这边的产品是PEM(音)还是碱性槽?还是说你们提供不同的产品?最佳的现在的实际效率是多少?耗电是多少?另外您这块,因为我们做电解氢有一个说法,无论是3.6度还是4.5度,您是基于什么条件下的?是多大电流下的?还是一个说法?因为这块中国人文字比较丰富,3.6度和4.5度您帮解释一下?

   

高小平:行,你问了好几个问题,我先澄清一下基本的概念,然后再讲产品的事情。在室温下25度的时候,可逆的制氢能量是2.94度电一标方,在同样的温度下,需要吸收的热量大概是0.57度一标方,这是指可逆的,就是没有能量损失的需要的能量。但实际在电解水中间,我们的热能实际上是通过电阻的,因为电解水有电阻、膜也有电阻,直流电像我们500标方的,一个2平方米的直流电是4000安培,所以电流非常大,电流乘以电阻就会产生热量,这个热量是提供吸热反应需要的热量。但我们实际需要工作的电压大概是在1.8-1.9V,按这个算过来能量转换效应,电解槽部分不算辅助部分大概是65%-68%的样子,你如果要再把纯化装置加上去,那电耗就要增加了,如果是小电解槽纯化装置可能需要能耗大概是5%或者9%,甚至10%,如果电解槽非常小,如果对于500标方电解槽只需要2.4%。所以你往那边加就可以加强少一点。另外一部分是你的变压器整流,那部分变压器现在转换效率比较高,可以在98%-99%,整流部分损耗不大,也很小,电控部分怎么做是一个问题,可以在5%以下。这是在目前市场上你能看到比较好的电解槽是这样的,我们公司在这方面也做得不错。


但我在里面说的是我们新的数据,还没有产品化,但实验室已经有了。推广下来很简单,因为我们是把老的电极和新的电极来比较,所以以后在推广上会非常快。


我们现在的数据是按现在每平方米2000安培,这是饱和功率的时候,我们效率可以提高到70%,可以提高5-10个百分点。但要提高76%,就是说功率在4000安培/平方米的情况下,也就是20%-25%的功率密度的时候,它的效率可以到76%。所以能耗和它的功率是成正比,功率越高能耗就需要得越多,可再生能源功率是一直在变的,所以它在低能耗的情况下我们的效率可以到76%,满负载的情况下效率可以到70%左右,所以这是我们产品效果的提高。

   

主持人:感谢高总。顾老师,因为现在各个城市现在都非常抓紧11月15日的截止申报工作,您对此次五部委发文,特别是补贴八大部件自主可控,您作为燃料电池的行业里面的资深专家, 从事这么长时间了,您对补贴政策和申报政策、八大部件城市组团来做自主可控这个看法,可以给各位嘉宾点评一下?

   

顾军:谢谢韩总。我们也参加,现在也在努力争取参加我们江苏省的城市群的申报,11月15日是截止日期,我们也在积极申报。我们是作为主要的核心零部件催化剂参与我们江苏省的示范运行,我的观点是这样的,就是说我觉得示范运行进入最低500辆,八大零部件至少要运行500辆车,这是一个促进作用,非常好,但我认为这不是最终目的,因为这样导致什么结果呢?因为我们江苏省的示范运行500辆车,你可能就排斥了省外的零部件的供应商进入我们江苏省的这个城市群。


同时我们公司是在南京,那我想进入广东这个城市群,不管我好不好,有可能性能更高也进入不了广东的示范运行,那我觉得这个产业看起来有点促进作用,从全国来讲好象有点阻碍,对技术发展也是一个阻碍,它虽然带动本省本城市群的产业链发展,但是它可能对整个全国的技术发展有一点点的障碍。我希望500辆起步之后,或者是示范之后,广东省申报了多少辆,我们江苏是3000辆,可能广东省申报得更多,在示范运行之后我觉得应该放开,而不仅仅是保护。我在广东省示范运营的汽车我只能用广东省的八大零部件,那我江苏省的就不能用广东省的零部件了吗?我觉得还是看谁的性能更高、成本更低,我的观点是这样。

   

主持人:谢谢顾老师,我下面一个问题问许博士,因为刚才许博士您介绍你们的大巴车也是5分钟到8分钟,上一个课题我也说了,您这套站控系统和工艺控制系统和现在大多数加氢站其他家做的能效,因为我们曾经提出一个能效的问题,这块您这边的能效和现有的这种直充或者是天然气站控系统的能效您这边能节能多少?或者有一个对比吗?这是我的一个问题。

   

许壮:因为是这样的,从常规的站内运行的电耗角度,实话实说不掌握特别具体的数据。但从我们分析的角度来讲,如果是35兆帕的加氢站,20兆帕的管事车进去,每天加注大巴车、物流车,实际上可以把它的综合能耗做到,我说的综合能耗是整站的电耗,可以做到2度电每公斤氢气以内,我觉得这个目标是比较容易的,肯定是需要通过一定的系统里面的优化、智能化的控制能达到的。


在这里边可能大家一直以为压缩的能耗会比较大一点,但是实际上从运行的结果的反馈来讲,如果是有比较好的压缩比的控制的话,那这个压缩能耗实际上还是能够降下来的。


大家忽略的可能是预冷这一块的能耗,可能大家刚开始很多站都在运行,但并没有把氢气加注之前有一个预冷环节考虑进去,预冷这块的电耗是占比较大的一部分,并且预冷机本身也是一个压缩系统,它也会有故障率的出现,所以这一块我们觉得还是有一定的优化空间。我是基于自己的数据来说话,至少从大数来讲,常规来讲降低10%-20%左右是问题不大的。

   

提问:我问一下,加氢站有不同的加氢的压力和方法,如果用三级加氢和多级加氢的话就可以减少能量的损耗,能不能减少预冷的需求?

   

许壮:预冷这一块它的需求主要是来自于加注过程的控制,从站内的储罐和车载储罐这块的控制,这一段如果压差得到比较好的控制的话,那既能控制温升又能降低它预冷的损耗。站内现在大家常规是三级储氢,就是低中高三级,实际上你可以做到四级、五级、六级。但从理论上来讲,你可以做到无限多级,最终这个过程肯定最接近热力学的完美状态。但是实际上我们没有办法这么去做。从我们工艺的场地的需求也好,工艺的匹配以及成本的核算角度,可能经济性角度上看,大家普遍采集要么三级或者两级,三级的话基本上一个满罐对外加氢,可能整个氢气能用30%-40%左右,如果是单级的话可能用一点,下一辆车就加不满,所以这里面储氢确实是一个重要的配置。它相应的工业控制怎么进怎么出,他控制在哪个压力范围线这个也是比较关键的。

       

主持人:在座的各位嘉宾还有问题吗?请提问,大家有什么想法和想问的问题可以提问。

   

提问:我想问一下我们教授,刚才您在说固态储氢的时候,我想问一下,因为我不是固态储氢这一块的,我是非专业的,我想从科普的角度来问一下。储氢是通过化学反应来实现固态储氢,但放氢也是通过化学反应还是直接通过调节问题或者加催化剂就可以实现它的放氢?它里面提到调节到45度的时候它就可以实现它的输出压力是45兆帕,这一块直接调节温度就可以了吗?


还有固态储氢这一块的话,相比因为现状是以高压气态储氢为主,未来可能会以冶氢或者固态储氢,固态储氢的话要大规模应用大概还要花多长时间?

   

主持人:王老师因为现在有事,已经去南海国际馆了,您可以下午去那边请他回答。因为王老师是咱们国家科技部去年氢能重大科技课题里面5.7课题的负责人,我简单给您说一下,王老师他们有研院的课题目前现在是可以加温充放氢压力已经达到90兆帕,刚才您也看了。他的加温是根据他的算法还有自己建立模型,不是全是45度,有时候还是60度的热水或者是电伴热来可控,这个可控还要根据你储氢容积的大小,另外还有就是说你这个加氢站的需求量,还有一个预计需求量,就是我需要加氢的时候我提前向高压储加热把它推起来,第二次再给它加温循环的时候再进行升压,我们管它叫自升压的时候,这一块是短周期,目前它第二次如果是大容量的升压的时候,我们管它叫增压,最快基本上能到20分钟,就是第二个大罐,就是你刚才看到张家口的大罐,就可以升到90兆帕。


具体的细节,也非常感谢你关注,固态储氢有很多优点,但现在是逐渐开始尝试市场化,这个可以给您解释一下。

   

提问:韩总你好,我现在有一个问题,现在新版的GB50516有一些问题,现在外边传闻新版的50516它的征求意见稿不变了,这是普遍的一个说法,我不知道是不是事实?第二个到底新版标准出来的时间?

   

韩武林:事情因为我不是住建部,也不是国家标准委,首先跟您说50516国家住建部是非常重视的,各位专家已经征求很多稿件,这块也是非常慎重,但前提条件下是为了促进氢能发展,国家标准委和住建部都非常关心这个事情,最终这个事怎么出,还是要看住建部和标准委的发布时间,但这个征求意见稿包括修订是肯定要修订的。

   

提问:那是谣传吗?

   

韩武林:我这块不做任何谣传的说法。

   

提问我想请问一下高总监,关于可再生能源电解制氢,现在大规模制取滤氢是目前最可行的一种方式。这两天会议上听到可能欧盟方面要做GW型的大规模的可再生能源的电解水制氢,我们在国内可再生能源的电解水制氢什么时候可以做到GW级的规模?包括在国内可再生能源大规模的电解水制氢目前面临最大的问题是什么?我们有什么样解决这些问题的方式和方法?谢谢!

   

高小平:谢谢!目前国内可再生能源的价格还是比国外高一些,我刚才提到国外有几个地方它的竞标电价已经在1毛2到1毛8的范围,国内可再生能源范围还是2毛到3毛钱的范围,据我所知。当然现在有些地方已经开始低到1毛5,有些地区因为它长期弃电,风机的电没法上网,所以可以降到1毛5的范围,像四川价格也可以降到1毛5的范围。因为可再生能源制氢最大的就是要价格低才能够推广出去。

   

但另外一个问题是制氢的地点问题,我们在东北、在西北,实际上有好几个项目,价格都低到很低的程度,但问题是那些地方没有用氢的市场,因为距离比较远。像东北离长春大概有几百公里,长途运输目前还是一个问题。所以氢的大规模应用、储存和运输是一个必须解决的问题,因为发电的地方、制氢的地方和用氢的地方的距离是一个问题。

   

所以刚才我提到当价格低到很低的程度,要用氢的时候通过管道运输,就像天然气管道一样,从欧洲运到中国都不是问题。以后大规模运输,当氢的成本低于10块钱一公斤的时候,这种管道运输就成为可能,大规模应用才能开始。

   

主持人:因为时间关系,我们只能最后环节,请礼仪小姐将南海区的氢医疗的领军产品他们的佛山南海区的卡沃罗设备赞助的氢水杯提供给刚才提问的老师和嘉宾们,我们一起合个影。


这是卡沃罗公司赞助的新一代表氢水杯希望,希望大家喝着氢水杯,大家共同为我们的氢医疗事业,永葆健康,大家来合个影。   


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