李明昕——加氢合建站实践技术分享

发表时间:2022-01-21 16:09

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以下分享本次「氢听剧场」12月10日上午

氢能燃料电池技术论道的精彩演讲!



嘉宾介绍

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李明昕

工程技术中心副主任

正星氢电科技郑州有限公司


演讲主题


加氢合建站实践技术分享


大家上午好,非常高兴也非常激动,因为在这样一个特殊的时期我们还在这里相遇,真的非常高兴。今天我给大家分享一下加氢站合建站技术的实践的一部分内容,在新国标下我们建站的一些思路。


我汇报的内容包括三个部分,首先是国内加氢站的建设情况,还有就是50516和50156这两个国标在建站实际的一个应用情况,然后是正星加氢站建设经验的分享。


现在目前的话我们整个氢能的产业是以产业链的形式存在的,如果说哪一个环节出现问题的话都会影响到我们整个产业的发展。所以我们在做这个事情的时候,我们到考虑到上中下游应用及消纳,我们国家白皮书预计了一下在2060年的时候,我们氢能源在能源占比要达到20%,这是一个万亿级的一个市场。


目前加氢的产业链像高压氢、管道氢或者液氢有这几种形式,当然了随着我们技术的发展,我们国家政策顶层设计的时候,我们可能会从高压运氢这一块或者固态储氢这一块也会做出相应的突破。


在氢能上中下游三个点就是一个价值链体现。上游的能源供应的时候,就是我们保证氢的质量,中游建站和整站运营要保证安全,下游的消纳要保证服务,每一个环节如果出现问题整个产业都会受到影响。所以每个项目或者每个方案和思路都要整体上考虑。我们建站是为了未来,当然我们要立足现在。


截止到今年9月份底,我们国内已经完成了190座的加氢站,到11月份的时候已经200多座了,这是国内部分加氢站的一个分布情况,石油石化这些大国企它们有资金的支持,有社会责任,在国家能源改革,能源结构调整关键时期,在合建站的时候它们起到了很大的作用,而且推动这个事情让中国的氢能走的更快。中石化在“十四五”期间要承诺建1000座加氢站,这上面的几个都是有特点的加氢站(PPT),这是冬奥会的加氢站,目前这个站运营的话一天加1.4吨,这是上海的第一座加氢站。


加氢站的建造模式,这两个标准就是国标50516和国标50156。国标50516主要是针对独立的加氢站的一个新建站和改扩建站一个技术的指导。国标56156的话它是对加油、加气、加氢合建站的一个标准,它不涉及单站,这两个标准合到一起,就是说我们在建的时候有新建的建站,也有在我们综合能源的一个建站。另外改扩建这一块的话,还有加气站或者其他的能源站,包括充电站,它都可以改成这种综合服务站。


合建站它有什么优势?它体现出来有几个点,第一个是在加注业务这一块,能够从我们单一的一个能源服务作为一个综合能源的服务。第二个在业务扩展的时候,一个商品零售,另一个方面我们汽车的保养、维护增值的服务。第三个是最重要的我们现在要发展氢的话在这个方面很有优势,就说是政策这一块支持,如果你现在要想单建一个加油站,政府相关业务部门是不会批准的。如果说你要是加油站或者加气站跟我们新能源的氢和电结合起来建站的时候,这个手续可以走下去。在建站选址上面的话因为有传统的这种在路网上分布的这种能源供给点,我们建合建站的时候,从政策的角度,审批手续可以简单。另外一个就是说税收这一块,因为你给政府带来了好处,税收会有减免。运维管理这一块的话,因为像油、气这些传统的这种能源或者危化品这种管理的话,我们的在站的管理人员,包括我们的操作工他们都是有经验的。考虑加氢站的运营角度,我们经过专业的培训之后,他们很容易就能把氢加好、用好。


加氢站形式的话,现在我们能看到一个气氢的的加氢站和一个液氢加氢站,气氢加氢站本身有它的局限性,因为它拉一车因为密度太低了,我们20兆帕的氢拉一车380、390公斤,到站你只能卸到260公斤或者280公斤,还剩在将近100公斤的氢要返回去,这个时候我们可以采用其他的应用方式,比如我们热电联供,在站上可以搞一些其他的方法来解决这些问题,这是一个发展思路。但是运输的成本这一块不好解决,只有从制氢的成本上来体现,或者说我们从大规模用氢这一块来考虑。液氢加氢站的话,氢气液化成本太高了,虽然它的运输半径比较大,500公里以内我们也能够很好的体现,但是整体上而言它的制氢成本太高了,需要规模化的应用或者说区域性的应用。这两种形式的话,气氢加氢站是液氢加氢站也在示范,因为我们也参与了一个液氢加氢站的建设。


目前气氢站这一块有两种,一个是这种撬装式的,一个固定式的,撬装式它能响应快速建站,或者是针对示范项目,或者是实验项目能够快速建站,固定式的话能够提供一体式能源服务,然后另外就是快速的、多品种的一个服务,然后流大流量加注能保证,我们服务质量会上去。根据不同的应用场景我们选择不同的建站形式。


目前加氢站的服务能力这一块,下面这个日加氢量按1000公斤这个标准来核了一下,(PPT),这些车辆是35兆帕的工作压力,然后平均的加注时间的话有5分钟,有15分钟、有20分钟。这些服务能力的话针对它自己每次加的加注量,然后你每个站你能服务多少车辆。这个是500公斤70兆帕的加注,对应的车辆有上汽大通的,然后还有丰田的,然后还有福田的大巴车,这些车的话都在我们站上已经实现了加注。而且针对每次加注的情况我们合计了一下,这个服务数量对应的场景,你要用什么样的车,你要实现什么样的应用场景,未来是个什么考虑?周边有没有物流园,周边有没有什么更大的一个公共交通或者是其他的一个规划?我们建站的时候要考虑。


目前我们建站的时候要参考了四个标准,因为50177的话现在还在修订,因为它是2004年的版,这四个标准34584、50516、50156,然后还有我们充电站的设计,就是50966,这几个标准在我们合建站的时候一定认真的研究一下。


在站址选择方面我们要考虑几个问题。首先城市中心区或者城市建成区,这个概念大家认为有问题,人多的地方就不适合建一级站,然后城市中心区的二三级站要靠近城市道路,或者是不应该涉及到主干道的交叉口。然后加氢站与周边环境的间距要求,按照建筑规范,你是一类建筑还是二类建筑啊,这都要考虑。还有配电站怎么放。地下城市管网的话不要在我们的站下面有,这个标准是不允许的。还有我们的退线要求,红线绿线的退线要求我们都要考虑好。因为我们规划一个地方,我们有一块地,地周边是什么情况一定要分析好,要不你前面做了很多工作,最后的话可能是耽误了时间。


我上面画颜色标出来这是50516跟50156有区别的地方,包括我们厂房,还有民用建筑,然后架空通信线,电力线要求这一块,这是50516的要求,然后50156这一块要求也给它选出来了,选出来这些地方都是跟我们现在两个标准不一样的地方。就是我们在选择建站类型的时候,我们要考虑你是采用哪一个标准,或者是你为了建好这个站你应该采用哪个标准。


下面的话我有几个点提一下:防火间距,像氢压机和加氢机的距离。像架空线这一块,然后加氢站的实体围墙这一块,我们设置防爆墙这一块这都是不一样的地方。放散塔的设置,目前来看我参加了好多个加氢站的评审,在评审的过程中发现放散塔的问题比较突出,有好多站都进行了整改。最重要的就是说是两个标准也是不一样的,你找哪个设计院它参考哪个标准,以后我们再给设计院提要求的时候,我们一定要搞清楚你哪个标准写,不要两个标准都写上去,你两个标准都写上去你验收的时候就是麻烦,因为这些东西都是不一样的地方,放散塔整体来考虑,50516它是说整站的建筑的最高的一个点要高出来两米以上,然后50156它就是放散塔的位置半径十一米范围内的最高点的高2米,这样我们回旋的余地很大的,而且也符合标准的要求和安全。


另外像关于管线,油氢站我们要考虑到共同作业区的问题,不管是加油机也好,油罐也好,或者是我们的卸车的位置,加氢这边也有它的加氢机,按照防爆要求空间的一个点4.5米,那边的空间点4.5米,这两个4.5米会交叉到一块去,交叉到一块去的地方是2B还是2C很关键的。这个时候就出现了共同作业区,我们在规划它的时候要考虑到共同作业区,一定要避免这样的事情。


我讲一下像三级站油氢合建站,现在OV1指的是我们油在站的容积,然后除以120加上氢的,包括移动车辆,包括咱们固定式的、移动式的,所有储氢的质量一块除以2000,它两个的比值加起来要小于1,这个标准就给我们有选择的余地。那边的话是加油站的一个要求,当然了这个里面的话柴油的话是折算为汽油,都是按汽油的容积来算的。


我想说一下,如果我们在规划中要考虑以后怎么用,撬装站我们考虑后续的升级就行了,这是1000公斤的45兆帕的一个固定站的一个流程,这是一个1000公斤的45兆帕加90兆帕的一个流程。(PPT)这是我们现在正在进行的一个项目,加油、加气、加氢、充电是一体站的,这是我们的规划图,加油罩棚上面安装了光伏。


正星的经验分享:正星是油气电氢综合能源服务商,提供相关的运营服务,建站服务,包括技术咨询的服务。沿着“一带一路”,我们的产品远销到60多个国家和地区,我们的一线服务员工有1100多人,实际上现在已经达到1300多人了,这是我们生产车间和仓库(PPT),这是我们测试的区域、正星的实验室。


截止11月份的话,我们做了21个站,市场上有40多个整站产品和系统的一个分布,计划我们的目标是2025年我们能够实现加氢站和油氢合建站300座的这样一个目标,为“3060”奉献我们的力量。


这是我们的几个典型的站(PPT)。第一个站是奥运的站,第二个站是河南第一座站,第三个是浙江的液氢存储气氢加注的站,最后一个是上海的第一座70兆帕商用站。这个是我们的1500公斤,现在目前的话每天的话加注100多辆公交车,加入量达到1400多公斤。整站设备,我们自己除了压力容器的特种设备自己不生产之外,其他都是自产的设备,能够提供整体上的系统和服务。这是我们运维系统,包括从能源的供给一直到老板最需要的关注的服务全部都有。加氢站的工作人员需要有从业的资格,这是我们的一些要求(PPT)。


好,我就讲这么多,谢谢大家。




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「氢听剧场」,作为2021联合国开发计划署氢能产业大会的同期活动,通过组织邀请行业技术专家,以演讲、论道的形式,共同分享氢能行业前沿技术理念及实战干货。演讲内容涵盖燃料电池系统技术及成果应用,燃料电池关键部件技术分享、氢能与基础设施建设等方向。本次「氢听剧场」设有燃料电池技术论道氢能技术论道氢能燃料电池技术论道


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氢听剧场现场





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