1月20日-21日，電池聯盟、中國電子節能技術協會電池專委會、中國高科技產業化研究會、清華大學、北京理工大學聯合舉辦的“2019氫燃料電池汽車產業技術峰會“在北京成功召開。20日下午，峰會主題為“燃料電池標準、法規及檢測技術全面解讀”。

 

      北京低碳清潔能源研究所何廣利博士在發言時表示，加氫技術和車載儲氫是相關的，現在國外用的都是四型瓶，國內用的都是三型瓶，其實這個從車載的角度來講是一個儲氫量的區別。

      

      北京低碳清潔能源研究所何廣利演講實錄如下：

  

      感謝會議主辦方邀請，本身我自己是做上游的，我們集團從戰略和業務的角度更多的關注的是上游。下面我跟大家分享一下我在這方面的一些看法。首先先簡單介紹一下我們集團，我們做這個事情也是得到了集團的大力支持。國家能源集團這個名字可能有些人很陌生，它是去年的時候原來的神華集團和國電集團合并后的新名字。我們集團業務的幾大板塊我就不說了，需要特別說一點，我們為什么對這個比較重視，是因為我們現有的業務和以后的氫能一旦有燃料電池汽車大規模運用的話，我們現有的業務直接可以延伸到整個氫能工藝產業鏈里面來的。舉個例子說，世界上最大的煤炭供應商煤制氫，以中國來說每年是一千七八百萬噸，無論從火箭還是從風電領域，我們集團也有非常大的量，另外一個是副產氫。

 

      我所在的北京低碳清潔能源研究院是一個二級單位，在北京、德國、美國三個地方，氫能是我們研發方面的一部分，我本人負責氫能基礎的開發，我們自己做技術開發，主要集中在四大塊，這塊我也不說了。目前經過集團這兩年的支持，我們自己也做了一些基礎開發，2019年的時候大家有機會可以看一看在有些國內的加氫站和上游的中心有打著我們標識的供應技術。下面還是想根據我自己的了解和大家分享一下在氫能在上游這方面的內容，剛才也介紹過了，在日本、歐洲數量比較多，包括美國。其實加氫站從整體上來講，我們國內出的路線圖是在這兩年，國外的路線圖從2014年，2015年就做了規劃，不論是國內還是國外，對加氫站和燃料電池汽車數量的預測還都是非常樂觀的。最近要強調韓國前兩天新出的規劃，我這個表里列的是以前韓國對這個的規劃，相對來說這個數字比較保守。最近韓國這邊對氫能這個事情比較發力，列出的規劃也很大，應該說按照現在的規劃來看，以國家來算的話他應該是最多的。國內的情況是，現在有十幾座加氫站，規劃建設的大概有三十個左右。實際上可以看出來，剛才講的國外的這個加氫站數量比較多，國內的比較少，這是其一。

 

      其二剛才講的國外的加氫站，我們指的是對外運營的加氫站，我們國內的加氫站有相當一部分是廠內自用或者示范的加氫站，并不是對外運營的，你有一臺汽車去加是不給你加的。這兩者的區別是它的程序并不是很完整，對外商業運營的加氫站車來加的時間是隨機的。對于加氫站來說，第一，加氫站的整體設計方案必須要考慮集團的情況，術語來講是峰值加氫能力。我這一天來了二十輛車，它是一兩個小時之內來的，你還要應付過去，還有一些加氫站是翹狀加氫站，這個在我們的標準里面是沒有這個詞的，國內關于整站的標準是0516。還有一個是整站的加氫站，按我們的定義來講實際上它更類似于是一個設備，而不是一個站，我們現在很多地方運行的車輛實際上采用的是這種簡單的直接場館托管。通過界定，我們認為是存在問題的，用更準確的詞來說是加氫的設備還不是一個站，國內的數量存在不僅僅少，問題也是比較多的。國內的問題和國外不一樣，國外的總數是三百多個加氫站，但是這些99%以上實際上都是針對乘用車的加氫站，他的加氫站設計的加氫能力是比較低的，大部分是200公斤每天，高的是400公斤每天。我們國內運行的車輛多數是大巴車和物流車，每天對加氫的需求比較大，現在國內即使用翹狀設備，每天加氫能力也只能達到五六百公斤，好的能達到1000公斤左右。從這個來看，我們國內現在包括以后發展加氫站的特點跟國外也是不一樣的。

 

      加氫站里面有幾大塊內容，從供氫到儲氫，壓縮機，加氫機，還有供應控制這幾塊，國內都是用氣氫，20兆帕管束車。剛才巖谷產業也介紹了，國內沒有的原因，首先從標準上來講，以前軍事上是在航天上有應用，他們在用的時候比如說北京的101所，他們在北京生產的標志就是，火箭發射的時候再把液氫拉過去用，有一些特事特批，民用要想用液氫這一塊，第一標準要有，第二得有許可，得允許你液氫這個槽車能夠上路。

 

      所以國內現在能用的，實際上運氫的就是一個，就是20兆帕的管束車，國內現在據我了解絕大部分都是一型，國外的話首先說液氫可以用，另外他是三型、四型也允許使用。還有允許的壓力也比較高，國內現在在運氫氣這樣一塊有一些障礙和矛盾，主要是現在運氫的壓力是規定死的，使用的氣瓶的種類也是規定好的，這就導致運輸氫氣的時候成本比較高�，F在拖車的話總重是三十噸，運氫比重是三百多噸。此外，三型、四型的標準允許使用，這個四型在運輸上是可以使用，要想用液氫這回事兒，先把液氫的標準許可拿下來，這個事情才能做。

 

      剛才講的是供氫，其實加氫站很大一塊內容是儲氫。儲氫的話就是說現在國內有一些站用的，也就是所謂的翹裝加氫站的話沒有儲氫環節，就是一個長罐拖車。沒有儲氫的話罐的成本會降低，這是類似消費騙補的作用，因為剛才說了，正經商業化運行的加氫站來的車是比較隨意的，它會有比較明顯的高峰期和低谷期，如果沒帶儲氫的話，實際它取決于兩點：第一個是壓縮機的排量，第二個是長罐拖車的容量，這個問題實際上是解決不了的，也是為什么要儲氫的原因�，F在國內很多地方要建站發現買儲氫罐比較困難，有了儲氫之后可以很好地應對高峰。對于儲氫這塊來講，我們都知道，以前我們通常是設計所謂的30壓力的壓鑄，可以在不同的壓力之間來回的切換。這種切換，實際上就是剛才講的滿足不同加氫時段的需求。這里面是國內統計的數據，還有國外統計的數據的實際情況。比如說這個站，我們可以看到，低的時候1個小時來3輛車，高的時候來6輛車，相當于這輛車的加重能力占1倍。這個挑戰還不是最大的。這個是2018年剛剛統計的站，統計了二十幾個站，它的平均需求是很低的，但是高峰需求1個小時可以達到80斤，一天平均下來不到10公斤，如果不用儲氫這個問題是解決不了的。雖然儲氫這個東西目前在國內不是很好買，而且價格也不低，但是一定要用的，從技術角度來講就是這個原因。

 

      剛才講液氫的時候，說到我們現在只允許用20兆帕的長罐拖車，液氫的運輸成本遠低于氣態氫。剛才井上吾一上先生講的，實際上運輸肯定是成本低的，最關鍵的是我們要從全周期的角度看。在制取的時候能耗是很高的，目前國際上的水平不考慮有一些冷量的綜合利用的話，單純的用電把一公斤的汽氫變成液氫，應該在十二三度電左右，這個能耗很高了，而這個運輸距離又很短。剛才說到前端制取氫的時候能耗會比較高，所以這個事情距離還比較遠。另外一個呢，剛才說的能耗，我們自己分析的是，如果按現在液化1公斤氫氣需要13度電的話，只算一個能耗的對比，可以看出來它相對的優勢并不大，但是能夠把液化的能耗降到8的話它的優勢就能體現出來了。這個8的數字不是隨便說的，8的數字國際上定義上說是在2025年不考慮冷量綜合利用�，F在的液氫工廠，陽谷的有一些聯產的那種，有一些冷量是可以利用的，不考慮那個的話，8是單純的用電，這個是國外的目標，說降到2025年在8度電左右，如果降到這個數字的話，液氫的體現力能很好的體現出來。還有一個很敏感的問題是電價的問題。按照商業的電價的話這個成本是很高的，國內的特殊情況包括國內偏陜北地區的電不管是風電還是火電，電價比較便宜，所以很有可能國內要發展液氫，要進一步降低氫氣液化的能耗。第二個有一個很好的模式是有些地區能夠拿到很低的電價，這樣的話算起賬來就比較好了。

 

      其實用液氫呢，現在很多人提，它的優勢不僅僅體現在氫氣運輸的過程中成本低，還有一個是說對于現在的氣型加氫站對70兆帕四型瓶來講，要想達到加注是要預冷的，所以說就是實現在一些加氫站提液氫這個事情，它汽化完了之后溫度可以很低。通過美國統計的一個數據我們可以看出來，實際上不管是氣氫還是液氫，它的實際加注量增高的話它的能耗降低得非常明顯。每天不怎么用的時候，它的耗能還是比較多的，這個設備啟動一次工作時間很短，這樣的話我們算一下對于加氫站的消耗來講還是挺高的，要想降低它在加氫站的能耗，要保證都是比較滿的。

 

      液氫的另外的一個問題是：如果你建了一個加氫站，液氫在不斷的耗著，這個氫氣汽化了之后，給它再液化回來要有相應的處理辦法，這種情況下就不適合。非常適合的就是液氫本身在站里面儲的時候儲存量就比較高，這個在加氫站里面是一個很大的優點，可以減少土地占地面積，因為現在建加氫站很重要的問題是審批和土地的問題，城市里邊其實找一塊比較大的土地比較難，液氫的話有這個優點。缺點剛才說了，如果你的負荷不滿，你就要不斷對付它不斷汽化的問題。

 

      剛才說如果是液氫，它汽化之后呢，其實有兩個處理辦法，第一個你再想辦法有沒有可能給它液化回去，第二個變成了氣態，你需要再配壓縮機，給它壓縮上去然后到高壓儲蓄罐里面，這是我問井上吾一先生的問題。第一條路通過這個里面走了，第二條路線是上面的壓縮機需要，后面的設備省了，相當于前端的液氫泵和壓縮機是需要有的。

 

      加氫技術和車載儲氫是相關的，現在國外用的都是四型瓶，國內用的都是三型瓶，其實這個從車載的角度來講是一個儲氫量的區別。儲氫密度豐田做到5.7%，在整個過程中就涉及三型瓶和四型瓶的材質不同，引起整個表現的問題不同。舉個例子來說就是：現在我們參照國外的協議，定了這個氣體，一輛車來了之后根據車里面的經濟的壓力和溫度進行調節。溫度是有通訊的時候知道溫度，根據環境溫度來決定怎么加的時候，有一個表格，因為我們知道它的特性是很不好的，所以說可以看到那個表里面，它對外界的溫度是不敏感的，不管現在是冬天還是夏天，那層塑料的傳熱性能很不好，在加熱的過程中它的熱量是要散發到環境當中的，因為它的材料的傳熱屬性不好，所以短時間內無論外界的環境是高一些還是低一些，其實它的貢獻比較小。三型瓶因為是鋁內膽，所以它的熱傳導率和塑料相比要好很多，外部采取了什么措施讓外部的溫度比較低，還是有可能實現更快的加注的，這是從加注的角度來講看三型瓶和四型瓶的區別，是我們國內外做的加注過程的分析。

 

      剛才講了，美國統計出來他的加氫站里面，氫氣的加注速度大概是多少。我們知道，現在豐田推出新車的時候，很多時候比較打動人的就是三分鐘加滿，大概在三分鐘五公斤這個水平。實際上三分鐘加滿是有先決的條件的，并不是隨便任何一個條件下就能三分鐘加滿。比如說它的初始壓力是10兆帕，這些都達到了要求，三分鐘五公斤是最好的情況，那么你要保證我什么時候加都能達到這個，那么在這個加氫站里面要做很多的工作，才能保證這個速率。實際上我們看美國的加氫站的情況可以看出來，大多數情況下有可能第一他的車里面剩的這個氫氣壓力比較低，因為這樣的話發熱會比較厲害一些。還有一個就是不管怎么樣美國的一些數據還是有一點參考價值的。

 

      另外呢，加氫機這一塊國內沒有多少數據，參照國外的統計來看，很多因為我們國內以前包括現在也是，CND車輛很多，很多公司做過加氣機，這個大原理上和加氫的原理是一樣的。實際上氫氣和天然氣的差別是很大的，除了分子小容易泄露之外，還有它加注過程中的效應。有些人原來做加氣機的，覺得這個設想簡單，沒問題。其實這個加氫站里面，出故障最多的恰恰是加氫機這一塊。這是統計的每兩次出故障之間加了多少氫，可以看到，這一塊是很少的；相反的，包括我們說的壓縮機，相對來講還是比它要好的。加氫機這一塊我覺得需要引起一個重視。另外一塊剛才講的時候大概也稍微把這個意思也講了一下，對于這種示范的站，或者對車輛固定的站來講，其實和加氫站里面這幾個設備之間如何配合并不是很重要，剛才說了，直接銜接好就OK了。對于商業化站來講呢，你要滿足的高峰，你要有好的供應控制，你要達到最大的加注量、最小的能耗這個是最好的。

 

      剛才講的都偏技術了，考慮錢的問題，美國DOE分析說現階段成本很高，那怎么能降到目標價格呢?幾個辦法。第一個是加氫站的用戶越來越多了，另外，單個的加氫站，一千公里的加氫站設備投資肯定是小于五百公斤的加氫站的兩倍的，這樣的話保證了運行的費用。通過幾種方法才能把這個加氫站里面它的整體能耗、工藝成本降低下來，這也是一些我們分析的結果，我就不詳細說了。包括壓縮機也是一樣的，壓縮機本身其實是一個很固定的設備，你讓它啟動就啟動，讓它干活就干活，讓它關了就關了，什么時候啟動是你策略的原因。壓縮機什么時候停，實際上和前面的情況是直接相關的，沒有一個通用的規律。真是要建一個商業化的加氫站的話，跟剛才的那幾個參數有關系，不是一個通用的規律。

 

      最后一部分介紹一下氫氣品質，剛才徐總稍微也說了一下，正好我也準備了。首先對于氫氣品質這個事呢，現在有些人認識存在誤區，覺得我們供應的氫氣、制取的氫氣達到某個要求就算符合要求了，其實不是的。根據SAE的標準也好，ISO的標準也好，實際上要達到加注到車載儲氫容器中的氫氣品質要求，你制出來了，它可能是污染的，哪塊不小心產生點污染就超過標準了。這不僅僅是制氫的時候純化技術的問題，更是整個的氫氣品質如何保障的問題，涉及加氫站里面很多實際運行，包括設備本身零部件的問題。它的污染怎么產生的？污染不是說特污染，范圍不可能是氫氣的雜質進去，那種污染的話就說明出事了，更多的是你用的這個設備里邊的零部件有可能產生或者稍微揮發一點點什么東西就有可能產生污染。這兩年大家對氫能這一塊都很重視，我們燃料電池汽車用的這種氫氣的品質呢，現在也還沒有國標，原來發布過一個團標，也是參照國外的標準，國內能找到的標準是2011年的超純氫的國標。可以比較明確的看出來，通常我們農業上用的純氫搞純氫，對里面的雜質有一個規定。隨便舉例子說一氧化碳。我們搞純氫的一氧化碳是PPM，純度要求3個就好了，但是一氧化碳要求0.2，現階段很多人說我用高純氫，但是不一定滿足燃料電池這個。這些雜質不僅僅是在制氫過程中產生的，更多的是在運輸過程中采取不同的路線，有可能產生的一些雜質，產生了對這個氫氣的污染，最終出現了這個物質。如果單純的從源頭來分析這個雜質是不會存在的，但是最后存在了，就是這個意思。這是我自己對加氫站還有氫氣方面的看法，供大家參考，謝謝！

    

      提問：未來十年里邊，在加氫站的儲運是液氫呢，還是氣氫呢，或者你認為另外一種方式占主流？

 

      何廣利：這個問題動態的看，第一我不認為這里邊有明確的答案，以后肯定是哪個，動態的看是什么？第一現在階段不好判定，其實現在都是在不同時間來對比。舉個例子，剛才說了現在液氫好，我們說要用液氫，運輸比氣氫成本低，已經拿今天的氣氫和兩三年后的液氫進行對比了。你不知道兩三年以后氣態運輸、三四型瓶的問題是不是又不一樣了。第一，技術發展到現在這個程度還很難判定最后是哪個的。另外，你問的液態有機的問題好多人也關注，我是這樣看：它有兩個應用方式。第一個呢我是把它作為一個運氫的載體，在制氫端產生端氫氣反應，我到用氫側或者在加氫站里面，或者旁邊的地方，再把氫氣還原過來，再給運到加氫站里面用。另外一種方式是在制氫端，把這個反應，直接給燃料電池用，首先僅僅作為儲運氫的載體來講，我覺得從技術發展水平來看呢，現在相對來說有一些成熟度，我覺得已經應用的話應該會有些應用到車上。我對這個問題持比較保守的態度，這個就跟我們的燃油車一樣，我不用加汽油了，我加原油，原油直接煉，煉是直接供給也是一樣的。靳總是搞航天的，應該知道它是很困難的，里面用的零部件太多了，單個零部件失效的概率非常非常的低，但是很多個它的失效的概率就會很高，車上的也是一樣，應該是簡化這個系統，而不是把所有的技術難度都壓到車上，這是我的觀點。

 

      提問：我問兩個問題，第一個是跟您請教一下您這邊了解到國內建加氫站的話經濟型測算，第二個是目前氫氣站的運營權是怎么樣的？不知道現在加氫站是什么狀況？

 

      何廣利：運營的話現在國內加氫站還沒到那個階段，現在國內加氫站的話到底從國家層面主管部門是哪現在都不知道，審批流程現在也不清楚。這個事情剛才你說運營啊，民營也好，國企也好現在還涉及不到，恰恰我們需要推動的就是在這。到現在為止，建設加氫站的話只在地方政府支持產業發展的地方，從國家的層面來講，比如說像加油站或者加氣站說你歸住建部管還是哪里，還不清楚的，因為哪一個局里都沒有這一塊，他不知道怎么受理你的事情。

 

      提問：經濟型的分析。

 

      何廣利：經濟型分析的話，分兩塊有點矛盾。我們都知道，推廣燃料電池汽車的時候肯定在講，第一，我購車的時候的成本，不高于或者是稍高于普通的車。另外一個我希望運營的時候成本也要低，至少小于等于燃油的成本。兩種情況，乘用車是能算過賬來的，參照日本或者美國的價格是挺高的，一公斤60左右。乘用車按國內的油價跑一公里就耗氫一公斤，這個價格定在60，對于用戶來講是不會高于燃油車的，車的成本容易接受，對于投資來說也是有錢賺的。

 

      我們現在推大巴，它燒柴油就燒40個柴油，如果按60塊錢每公斤算的話，是遠高于燃油車成本的。大家說我要把經濟上壓到40以內，我運營那段就平了，那就看你加氫站這端。下一個林德的王總會講，他來講40行不行，應該是可行的。

 

      (根據嘉賓現場演講整理，未經本人審閱。)