站用储氢容器 “向上”
受新建加氢站数量逐年增加影响,加氢站建设中的核心装置之一站用储氢容器驶入发展“上升期”。
高工产研氢电研究所(GGII)《2022年中国加氢站市场调研报告》显示,2021年中国加氢站用储氢容器市场规模约为1.4亿元,同比增长159%;到2025年,这一市场规模有望达到5.6亿元。目前中集安瑞科和浙江蓝能是两大主流供应商,现在中材科技、东方锅炉、国富氢能等也已公开宣布入局,站用储氢容器这一赛道将更加热闹。
值得一提的是,站用储氢容器在加氢站建设成本中占比约11%,属加氢站降本的重要环节。在加氢站建设降本大趋势下,其降本空间却比较有限:一是目前加氢站储氢容器基本实现国产化,没有外资品牌参与竞争;二是主要成本来自钢材料和工艺费用,降本空间较窄。站用储氢容器的发展,一边是海水,一边是火焰。
站用储氢容器迎来“上升发展期”
加氢站系统依据不同的功能,可分为制氢系统(自制氢)或输送系统(外供氢)、调压干燥系统、氢气压缩系统、储气系统、售气加注系统和控制系统六个主要子系统,核心装备包括:储氢容器、氢气压缩机和氢气加注机。
储氢容器作为加氢站建设中的核心装置之一,重要性不言而喻。现阶段,国内站储氢容器主要是使用站用储氢瓶组和钢带错饶式储氢罐。
站用储氢瓶组采用大容积钢质无缝气瓶组合而成,气瓶可以实现批量化生产,再灵活装配组合成3瓶组、4瓶组、6瓶组或9瓶组等;目前国内有相应标准,可做到有标准可依,单个容器能做到1000升以上且可压力分级,具有交货周期短、产品一致性及稳定性强等优点。
钢带错饶式储氢罐也已有标准可依,单个容器容积可做得较大,最大可大于1000升,这是因为采用合金材料,抗精粹性能较好。当容器数量较少,单个容器可装3到5立方,不过在使用时,单一瓶组无法分级和错压使用,无法批量化制造,交货周期较长,并且造价较高。
国内站用储氢瓶组的代表企业是中集安瑞科、浙江蓝能;钢带错饶式储氢罐的代表企业是浙江巨化。两种产品相比较,站用储氢瓶组目前是应用主流。
“据我们的观察,中石化目前投建的加氢站,应用储氢瓶组的比例要高于钢带错饶式储氢罐。再结合综合优势,我们判断站用储氢瓶组应该会是未来站用储氢容器的趋势。”中集安瑞科氢能业务中心一位相关负责人告诉高工氢电。
市场格局方面,中集安瑞科和浙江蓝能两家企业占据国内站用储氢容器市场主要份额,并且产品工作压力以45MPa为主。
其中,中集安瑞科在2018年参与建设的国家863项目国内首座70MPa加氢站顺利通过验收,所设计制造的87.5MPa缠绕大容积储氢容器填补了国内空白。目前,中集安瑞科站用储氢装置工作压力以45MPa为主,设计压力50MPa;单瓶容积1040升,可按高中低压储气要求灵活组合。
截至目前,其已经累计为国内加氢站提供45MP储氢容器30座站以上,累计出口美国、加拿大、韩国加氢站45MP储氢容器200座以上。2021年二季度,中集安瑞科还已正式推出工作压力90MPa储氢瓶组,单瓶容积690升。
浙江蓝能在2020年推出45MPa加氢站用储氢瓶式容器组并正式完成交付,该产品也是国内首个通过“三新(新材料、新技术、新工艺)”评审会的45MPa站用储氢瓶组产品。这一产品去年市场表现不俗。目前,浙江蓝能正在研发试验为75MPa加氢站配套的99MPa站用储氢瓶组,有望在明年上半年投向市场。
除了上述主流企业,近两年随着新建加氢站数量逐年增加、加氢站储氢容器市场规模增长明显,一些企业也公开宣布涌入这一赛道。
中材科技在2021年年度报告中透露,公司正在开发站用储氢容器产品,目前已完成产品相关实验并取得制造许可,目标是取得相应等级的特种设备制造许可、实现批量应用,以补齐氢能储运产业链,打造氢能储运领域一流企业。
东方锅炉自主研发的四川首套加氢站用高压储氢容器在德阳制造基地制造完工。该产品已应用于由东方锅炉投资、建设、营运的四川省首批氢燃料电池示范项目——西昌市月城加氢站。
国富氢能目前在积极推进站用液氢储氢罐。今年3月9日,国富氢能举行首台民用大型液氢储存容器开工仪式。液氢储存容器产线采用混线生产,包含加氢站用液氢储罐和大型氢液化工厂用液氢储罐,总体产能为50套/年;待未来三期装备基地建设完工后,预计产能可达到每年100套以上。
国内整个站用储氢容器市场在逐步热闹起来,正迈入发展的上升期。
站用储氢容器复合增长率超过41%
站用储氢容器市场确实是一块前景可期、潜力巨大的蛋糕。
一方面,中国加氢站储氢容器市场规模在持续增长。据高工产研氢电研究所(GGII)《2022年中国加氢站市场调研报告》显示,2021年中国加氢站用储氢容器市场规模约为1.4亿元,同比增长159%。受新建加氢站数量逐年增加影响,GGII预计2025年中国加氢站储氢容器市场规模将达到5.6亿元,2022-2025年均复合增长率超过41%,呈现快速增长的发展态势。
2020-2025年中国加氢站用储氢容器市场需求及预测(单位:亿元)
数据来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年2月
另一方面,众所周知,在早期,鉴于加氢车辆少、运营成本高、国内站用储罐技术不成熟等多方因素,国内部分加氢站并没有设储氢容器。但是,加氢站如果没有使用储氢容器,只能直充,鱼雷车压力逐渐下降时压缩机效率会非常低,能耗高且不利于压缩机寿命,并且会增加氢燃料电池车加注时间。从综合运营成本考虑,目前加氢站建设基本都已经会选择加入储氢瓶组,这在一定程度上也给站用储氢容器市场的扩容提供了空间。
“现在新建的加氢站在基本已经会设有储氢容器,配备储氢容器能够降低加氢站运营的能耗。”广州运通氢能一位技术工程师这样告诉高工氢电。
国内站用储氢容器市场发展掣肘
站用储氢容器市场未来可期,但从目前国内这一领域的发展进程来看,也还面临一些挑战:
一方面,成本比较高,以一套45MPa站用储氢瓶组为例,如果容量有9立方,价格要在100万以上,并且成本下降空间相对氢气压缩机而言较为有限。原因是:目前加氢站储氢容器基本实现国产化,没有外资品牌参与竞争;供应链主要成本来源是钢材料和工艺费用,降本空间有限。
未来,随着70MPa加氢站和液氢加氢站项目增多,站用储氢容器的整体购置成本或还会走高。在加氢站建设成本亟需下降的趋势下,站用储氢容器的成本问题需要相关企业持续攻关努力。
另一方面,由于加氢站主要利用储氢容器和车载供氢系统间的压力差进行加氢,因此储氢容器的压力要高于供氢系统,其设计压力往往超过40MPa,比石油加氢反应器、煤加氢反应器、普通氢气瓶的压力都要高。而这对相应的管道阀门提出了更高的要求。目前国内在这方面的部分产品还需要进口。
此外,技术层面,加氢站用储氢容器在失效预防与检验以确保储备容器安全上,也还面临一定的挑战。
机遇与挑战并存,机遇大于挑战。国内站用储氢容器正在曲折中前行。
原标题:站用储氢容器 “向上”
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