氫能被稱為人類的“唯一終極能源”,從1869年俄國人將氫元素放在周期表的首位開始,人們就從未停止過對氫的研究和利用,但氫能的終極理想至今仍然僅停留在設(shè)想之中。 之前制約氫燃料電池車發(fā)展的一個問題就是制氫的成本過高,如果采用現(xiàn)有電力生產(chǎn),制氫成本大約為30-40元/公斤。如果再算上儲運成本和人工成本,氫氣的售價對于普通消費者來說將高不可攀。 對此,中石化進(jìn)行了很多方面的嘗試和探索,比如說研究低成本的灰氫提純,已經(jīng)在天津地區(qū)投產(chǎn),另外,中石化還在研究低成本制取綠氫的方案,比如說光伏制氫。 新疆地區(qū)日照資源豐富,非常適合發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè),中石化投資了30億元,開啟了全球最大光伏綠氫生產(chǎn)項目,投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達(dá)2萬噸。光伏發(fā)電為制氫工廠提供綠色源動力,一期工程項目建成后年均發(fā)電量約6.18億千瓦時,實現(xiàn)清潔能源的相互轉(zhuǎn)化與利用。 該項目建成之后,綠氫的制取成本只需要18元每千克,以豐田Mirai 儲存5.6千克氫氣,續(xù)航里程800公里計算,如果只算制取成本,每公里的行駛成本只需要0.12元,并且可以在3-5分鐘加滿氫氣,受到溫度和速度的影響較小。 但是,氫氣的成本不只有制取成本,還有儲運成本,目前制約氫氣大規(guī)模普及的其中很大一個原因就是,氫氣的儲運成本較高。只要氫氣儲運成本居高不下,我國氫能發(fā)展就仍然會被嚴(yán)重制約。 氫氣運輸可以分為氣態(tài)氫氣輸送、液態(tài)氫氣輸送和固態(tài)氫氣輸送。 國內(nèi)目前技術(shù)比較成熟的是氣氫拖車,但是這種方式只適合短途運輸,液氫可以對氫氣進(jìn)行大幅度的壓縮,運輸10倍的氫氣,但是成本較高,管道運輸相比高壓運氫的成本更低廉。運輸距離為500km時,成本約在3~3.1元/kg。 但是管道運輸氫氣,前提的投入太大,現(xiàn)有的天然氣管道不能直接用于運輸氫氣,因為氫脆的問題,之前的天然氣管道大多數(shù)都是鋼制的,氫氣運輸需要特制的含碳量極低的材料,成本比天然氣管道高兩倍,而且需要重新鋪設(shè)。 中石化提出了要大幅降低氫氣成本,讓加氫比加油更便宜的目標(biāo),實際上在部分地區(qū),氫氣的價格換算過來,已經(jīng)比汽油更便宜了。北京地區(qū)氫氣的價格是30元每千克,換算下來每公里的行駛成本在0.2元左右,但是這是在大幅度補(bǔ)貼的情況下取得的價格,要降低氫氣的市場價,儲運成本的降低是重點。 短期來看,液態(tài)運輸氫氣隨著成本的降低,可以滿足中短途運輸氫氣的需求,長遠(yuǎn)來看,管道運輸氫氣,才是最經(jīng)濟(jì)最適合長距離運輸?shù)姆绞健?/p> 目前中石化將投資200億元用于在內(nèi)蒙古烏蘭察布建設(shè)綠色電力和氫能綜合項目,其中包括一條長度400公里的輸氫管道,將連接烏蘭察布的制氫廠和中石化在北京的燕山石化,管道的年吞吐量為10萬噸氫氣。一旦建成,有望大大降低從內(nèi)蒙古到北京地區(qū)的氫氣運輸成本。 隨著氫能的發(fā)展與相關(guān)技術(shù)的成熟和完善,大規(guī)模集中制氫和氫長距離運輸是未來趨勢,氫價格下降的同時中國加氫站數(shù)量也將高速增長,到2030年將突破千余座,大約在2030年左右,我們能夠看到氫燃料汽車的發(fā)展正式步入正軌。 |
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