通過(guò)監(jiān)管改革提升氫氣運(yùn)輸效率及經(jīng)濟(jì)性

氫能首席觀察按：浙江溫嶺槽罐車爆炸事故打破了我國(guó)?；愤\(yùn)輸行業(yè)的平靜。輸運(yùn)又是當(dāng)前制約氫能全產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何在安全的前提下提高經(jīng)濟(jì)性一直是政府及業(yè)界孜孜以求的目標(biāo)。

目前，韓國(guó)一個(gè)普通加氫站的年度運(yùn)營(yíng)成本約3.2億韓元（約187萬(wàn)人民幣）。其中，最大的部分是氫氣購(gòu)買成本。目前在韓國(guó)國(guó)內(nèi)銷售的氫氣價(jià)格為8,000韓元/公斤（約46.7元/公斤），這是政府為滿足與汽柴油車競(jìng)爭(zhēng)而制定的政策。根據(jù)韓國(guó)政府的氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖，2022年氫氣價(jià)格將降低到6,000韓元/公斤。目前市場(chǎng)上的氫氣零售價(jià)為6,000-7,500韓元/公斤，留給加氫站利潤(rùn)僅為每公斤1,000韓元（年購(gòu)置成本在1.7億韓元左右），難以覆蓋站內(nèi)進(jìn)口設(shè)備的維護(hù)成本以及人工成本。政府補(bǔ)貼遙遙無(wú)期，加氫站降本需求迫切。

改革契機(jī)

4月23日，韓國(guó)政府召開(kāi)了國(guó)務(wù)檢查及協(xié)調(diào)會(huì)議，提出“在環(huán)保車(氫氣、電動(dòng)車)領(lǐng)域率先打破限制的發(fā)展藍(lán)圖”。其中，與氫氣價(jià)格密切相關(guān)的“氫氣的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和利用”領(lǐng)域備受關(guān)注。

“監(jiān)管突破”的要點(diǎn)是到2024年將運(yùn)氫管束拖車的壓力和容積標(biāo)準(zhǔn)限制從現(xiàn)行的45MPa和450升提高到70MPa和1,400升水平。同時(shí)明確表示，將制定可使用液氫的安全標(biāo)準(zhǔn)。

4月，韓國(guó)曉星與林德宣布建設(shè)全球最大液化工廠的計(jì)劃；5月現(xiàn)代宣布投資德國(guó)有機(jī)液體儲(chǔ)氫公司Hydrogenious LOHC Technologies，但相對(duì)于這兩種前瞻性布局，如何迅速提高短距離氣態(tài)氫的輸運(yùn)效率更為實(shí)際。

韓國(guó)最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)德陽(yáng)擁有每小時(shí)19萬(wàn)標(biāo)方(約17噸)氫氣生產(chǎn)能力，產(chǎn)品供應(yīng)蔚山、麗水、瑞山的石油化工園區(qū)以及部分加氫站。該公司擁有管束拖車超過(guò)200臺(tái)，生產(chǎn)的氫氣通過(guò)18或20MPa（I型）拖車運(yùn)送，運(yùn)氫效率很低——25噸重的管束拖車僅載300公斤氫，占總重量的1.2%。所以，蔚山或麗水生產(chǎn)的3,000韓元/公斤（17.5元/公斤）氫氣運(yùn)至目標(biāo)市場(chǎng)后的售價(jià)高達(dá)7,000韓元/公斤。如果能將運(yùn)輸能力增加1倍，則成本至少有望下降一半。

根據(jù)韓國(guó)現(xiàn)行《高壓氣體安全管理法》（KGS AC419）的安全標(biāo)準(zhǔn)，IV型瓶的體積上限為450升，如果將這一限制提高到1,400升，將大大降低氫氣供應(yīng)價(jià)格。

全球發(fā)展趨勢(shì)

（林德50MPa管束拖車）

全球氫氣輸運(yùn)的趨勢(shì)是通過(guò)增加單次運(yùn)輸?shù)臍錃饬縼?lái)提高運(yùn)營(yíng)效率。

美國(guó)Hexagon Lincoln已開(kāi)發(fā)25MPa的IV型容器，并實(shí)現(xiàn)管束車商業(yè)化裝配，儲(chǔ)氫量可提升至885公斤。

美國(guó)Quantum Fuel Systems開(kāi)發(fā)了70MPa10英尺IV型容器，該容器采用混合工藝——自動(dòng)纖維鋪放（AFP）的卷繞方法，相比單個(gè)卷繞方法重量降低了15~23%。

林德公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)并運(yùn)營(yíng)了一種50MPa復(fù)合材料壓力容器（垂直加載），單次最多能運(yùn)輸1.1噸氫氣。

類似工作還有挪威UMOE。

韓國(guó)也不例外。2019年10月，工業(yè)部啟動(dòng)“一噸氫氣運(yùn)輸用容器開(kāi)發(fā)”課題——開(kāi)發(fā)使用預(yù)浸料絲束壓力容器（70MPa,1,400L）且氫氣運(yùn)輸量總計(jì)超過(guò)1噸，重量不超過(guò)20噸的管束拖車。樂(lè)天，韓國(guó)全州市碳匯聚技術(shù)研究所和韓國(guó)天然氣安全公司均參與其中，該研究有望將氫氣輸運(yùn)成本降低63%。

雞與蛋的糾結(jié)

降低加氫站成本最有效的方法是提升需求。大規(guī)模部署氫燃料電池汽車可以有效提升利用率，但這需要時(shí)間，也反過(guò)來(lái)對(duì)氫氣價(jià)格有前置要求?，F(xiàn)代汽車將NEXO今年在本土市場(chǎng)的銷售目標(biāo)定為10,000輛，4月銷量達(dá)到795輛，創(chuàng)下了月度最高銷售記錄。

根據(jù)韓國(guó)政府的氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖，到2025年，總共將投用130,000輛燃料電池汽車，包括12萬(wàn)輛乘用車和10,000輛商用車。為此，2022年在韓國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)要部署310個(gè)加氫站，日加氫量有望從250kg增加到超過(guò)400kg。

如果不擴(kuò)大加氫基礎(chǔ)設(shè)施，就很難增加氫燃料電池汽車的銷量。按計(jì)劃增加加氫站數(shù)量則必須有效降低其運(yùn)行成本，重點(diǎn)在于增加管式拖車的運(yùn)輸量以降低氫氣的購(gòu)買價(jià)格?！氨O(jiān)管突破”的關(guān)鍵是將管束車的重量從40噸減少到20噸，并將壓力從20MPa提高到70MPa。僅在首爾，超過(guò)32噸的車輛就無(wú)法通過(guò)橋梁，立交橋，一般道路或隧道。從法律上講，運(yùn)輸氫氣的40噸重的管束拖車進(jìn)入市中心通常也是不可能的。

新的市場(chǎng)機(jī)遇

監(jiān)管的變化創(chuàng)造了新的市場(chǎng)。

隨著現(xiàn)有管束拖車從20MPa提升至45MPa和450 升，眾多公司正在積極開(kāi)發(fā)滿足這一要求的新型管束拖車并將其商業(yè)化。到目前為止，NK是韓國(guó)唯一一家專門生產(chǎn)管束拖車的公司。但韓華，樂(lè)天，一津和Bitcovice等公司正在涌入這一市場(chǎng)。

Hynet是2019年3月成立的專門從事加氫站建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的公私合營(yíng)組織。該組織計(jì)劃為每個(gè)加氫站配置一輛管束拖車，以降低氫氣的購(gòu)買價(jià)格。目前，其已與NK簽署了19輛管束拖車供應(yīng)合同，并在討論進(jìn)一步批量購(gòu)置。Hynet的目標(biāo)是到2022年總共建造100個(gè)加氫站。韓國(guó)天然氣公司的目標(biāo)是到2030年建立25個(gè)制氫基地，計(jì)劃到2022年、2025年和2030年分別購(gòu)買管束拖車140輛，100輛和260輛，共計(jì)運(yùn)營(yíng)500輛。

韓國(guó)國(guó)務(wù)檢查及協(xié)調(diào)會(huì)議四天后，貿(mào)易工業(yè)和能源部立即采取了行動(dòng)。4月27日，2020年第一屆工業(yè)融合管制特別審議委員會(huì)議通過(guò)了關(guān)于“高壓、大容量?jī)?chǔ)氫復(fù)合材料容器”的實(shí)證議程。

NK的標(biāo)配產(chǎn)品是I型儲(chǔ)氫容器（20MPa）的管式拖車，另外還提供25MPa的管式拖車。最近，NK參與了韓國(guó)首次使用配備有1,700L儲(chǔ)氫容器（IV型）的管束拖車（35MPa）實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容是通過(guò)運(yùn)輸和卸載氫氣來(lái)驗(yàn)證高壓和大容量復(fù)合容器的安全性。該項(xiàng)測(cè)試表明，總運(yùn)輸能力將提高80%，每公斤氫的運(yùn)輸成本有望下降50%。NK計(jì)劃將與其合作的挪威UMOE旗下42MPa儲(chǔ)氫容器（IV型）本地化。

為NEXO生產(chǎn)儲(chǔ)氫容器的ILJIN復(fù)合材料計(jì)劃于2020年第四季度將大容量氫氣運(yùn)輸容器“Tube Skid”（45MPa,450升）投放市場(chǎng)。該產(chǎn)品有助于將現(xiàn)有運(yùn)氫車輛長(zhǎng)度減少至10米，重量降至28噸，運(yùn)輸量增至500公斤。

（韓國(guó)正在開(kāi)發(fā)的緊湊型密封管束拖車）

另一方面，使用輕量化IV型容器的管束拖車價(jià)格將比現(xiàn)有的20MPa管束拖車價(jià)格高一倍以上。與此同時(shí)，現(xiàn)有的制氫公司也被迫進(jìn)行新的投資，例如推出適用于新型氫管拖車的壓縮機(jī)。韓國(guó)部分廠商正在探討通過(guò)引入中國(guó)廉價(jià)的管束拖車來(lái)推動(dòng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈成本的降低，但這受制于售后管理、復(fù)檢、質(zhì)量穩(wěn)定性等。

70MPa壓力很大，技術(shù)最先進(jìn)的德國(guó)僅研發(fā)了55MPa的管束拖車容器。這不僅僅是解決法規(guī)問(wèn)題。壓力或體積越高，容器的質(zhì)量要求越高，很可能會(huì)在意想不到的地方引起問(wèn)題。對(duì)此，安全必須放在首位，積極穩(wěn)妥仍是主流聲音。

（圖文來(lái)自Sung Jae-Kyung）

文章來(lái)源：https://new.qq.com/rain/a/20200620A0EJWS