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2023-02-22

革加油站的命,还得看中国石化!

 

用甲醇来存储氢能,这一技术一旦普及应用,对加油站而言,影响将是深远、甚至颠覆的。2月15日,我国首个甲醇制氢加氢一体站正式投产了。


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01“高贵”的氢气

提起氢气,人们都向往它高效清洁的一面,但同时又觉得距离太遥远,常常只是一笑而过。为什么呢?成本太高!我国车用氢气加注成本大概在50-60元/公斤。而氢气之所以这么昂贵,无法平价的用之于民,其中一个非常重要的原因就是氢气的储存和运输成本高昂。氢气的气态运输主要分为长管拖车和管道运输两种方式。由于中国目前氢能发展处于起步阶段,整体产氢规模较小。氢气一般在当地炼厂生产,经过技术提纯后就地消费,氢气的运输距离相对较短,因此多采用长管拖车运输。目前国内一些加氢站就是采用这种方式来运输来的氢气。然而长管拖车装载量有限,一次仅能运输300公斤左右。同时,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本大幅上升。当运输距离为50km时,氢气的运输成本仅约为5元/公斤左右,当距离500km时运输成本达到20元/公斤。因此,长管拖车的经济运输半径仅在100km以内。另一方面,氢气在装车、运输、卸车的过程中存在一定的危险性。同时,卸载氢气的时候由于压力逐渐减小,还存在卸不净的问题,一般只能卸70%左右。此外,卸完氢后,加氢站储氢瓶的存储成本也需要考虑进综合成本。这样一趟下来,就让氢气变得有些“高不可攀”了。那么,如何才能让加氢站用上更便宜、纯度更高的氢气呢?
    

 

02加氢站新突破

最近,在大连自贸区诞生了一种新的解决方案。它在尚未建成之前就迎来了二十几个省市的领导、100多家企业的参观,仅仅是今年春节之后就先后又有二十多家企业前去观摩,可谓是备受关注!2月15日,这座由中国石化自主研制的我国首个甲醇制氢加氢一体站(简称“一体站”)正式投营,每天可产出1000公斤99.999%高纯度氢气!


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什么是甲醇制氢?很新颖吗?其实并不新颖,甲醇制氢这种技术路线早就有了,而且原料甲醇的来源也非常广泛。我国是世界最大的甲醇生产国,占全球甲醇产能的60%,甲醇来源丰富、成本低廉,常温常压下作为液体便于储存和运输。而且与工业制氢等其他制氢方式相比,甲醇制氢能耗低且成本低。那它为什么之前没有得到应用,没有受到关注呢?这主要是因为之前同等制氢规模的传统设备占地面积超500平方米,是很难在传统加油站进行落地的。而中国石化最新投营的这个甲醇制氢装备,主体装置占地仅64平方米,产氢能力达到每小时500标准立方米,场地利用率为全国最高。


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并且氢气产量实现了可调节,一键启停,随时用随时就能产。氢气生产设备也十分智能,可以进行自我诊断和操作,远在北京都可以通过线上平台看到运转情况。这就相当于把“大哥大”变成了一个“智能手机”,成功将甲醇制氢的生产场景融入到加能站这样一个销售场景中,省去了中间氢气储、运、装、卸的过程。保守估计,这种用氢方式相比传统用氢方式成本可降低20%以上!并且由于是小型化、集成化装置,非常易于推广复制。


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同时它的项目建设周期也非常短,从开始设计到投营仅仅用了不到一年时间。此外,在生产过程中它不产生任何固废、液废和尾气,非常绿色环保。而之所以说它会对加油站产生深远的影响,是因为甲醇不仅来源广泛,它还被称为“液体阳光”,可以由可再生氢气和二氧化碳来源生产,二氧化碳净排放量为零。一旦绿色甲醇未来作为氢气的储能载体,或将与下游加氢站共同形成势如破竹之势。
    

03它”是如何诞生的?

听起来是不是很美好?然而,落地这样一体站并不仅仅是建设一个加氢站这么简单。首先是技术上需要突破。据了解,该项目建设过程中最重要也最难的突破点,是催化剂效率的提高和设备选型加工。最终,通过利用中国石化石油化工科学研究院配套研发的RSR-501新型甲醇重整催化剂和CCC-101/102催化氧化催化剂,有效解决了传统催化剂金属团簇晶粒尺寸与稳定性的矛盾,大幅提升了原料的利用效率。


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事实上,这个项目落地的意义并不仅仅在于技术上的突破,而是作为未来非化工园区制氢加氢一体站推广建设的案例。因为在这之前,我国并没有建设制氢加氢一体站的统一标准。为了规范制氢加氢一体站的建设和管理,确保安全生产,大连自贸区政府创新推出了全国首个制氢加氢一体站技术规范——《中国(辽宁)自由贸易试验区大连片区(保税区)制氢加氢一体站技术规范》,这对构建制氢、加氢、储氢、用氢全产业链一体化发展模式具有积极的推动作用和实践意义。而一体站之所以会在大连自贸区诞生,一方面是是因为这里靠近码头,对于氢气的应用有着比较良好的落地场景。更重要的则是该项目与大连自贸区的氢能产业规划不谋而合,项目的执行得到了大连自贸区政府的鼎力支持。


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同时,对于一体站所属的中国石化燃料油公司来说,这也是一次大胆的尝试,成功实现了“给船舶加油”到“给氢燃料汽车加氢”的跳跃,为未来陆上市场的开拓打开了一条新道路。实际上,这个一体站除了能够制氢加氢之外,还有加油站、LNG加气站、充换电站、综合服务区四个部分,不仅能够给汽车加各种能量,而且还能提供住宿、餐饮、汽服等服务,成功构建了“人、车、生活”的生态圈。在这样的一体站里,我们看到了一个“未来加油站”——综合加能站的雏形。未来,这里仍将进行更多关于加能方面的尝试。
    

04加油站变革的时代来了

尽管创新并不容易,但突破之后的复制速度却是值得期待的。据了解,目前,中国石化燃料油公司已在大连自贸片区建成两座油气氢电服“五位一体”综合加能站,并有6座启动开工建设。近年来,中国石化大力布局氢能产业,立志要打造中国第一氢能公司。根据规划,“十四五”期间,中国石化加快发展以氢能为核心的新能源业务,拟规划布局1000座加氢站或油氢合建站、5000座充换电站、7000座分布式光伏发电站,为社会公众提供综合能源。


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与此同时,各地都在密集出台氢能相应政策文件,推动氢能产业发展。据不完全统计,目前国内已经有21个省级、69个市级出台了相应的氢能规划,省级规划中,到2025年氢燃料电池汽车合计推广11.1万辆,加氢站超过1000座。年春节后多地加码布局氢能赛道,一批项目加速启动。例如,上海明确在公交、客运、重型货运、环卫等领域开展氢燃料电池汽车商业性示范应用,到2025年,建成并投入使用各类加氢站超过70座,燃料电池汽车应用总量突破10000辆。据中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预测,到2035年氢燃料电池车保有量将达到100万辆左右,未来发展空间巨大。公安部数据显示,2022年全国新能源汽车保有量达1310万辆,占汽车总量的4.10%,扣除报废注销量比2021年增加526万辆,增长67.13%。从2022年销量上看,中国新能源汽车市场占有率已达25.6%,已提前3年完成《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》设定目标。随着新能源汽车的普及以及加能技术的进步,加油站变革的时代已然来临。