5月21日,由電池聯盟、中國電子節能技術協會電池專委會和中國化學與物理電源行業協會氫能及燃料電池分會(籌)聯合舉辦的“2019新型制氫技術與加氫站建設高峰論壇”在蘇州隆重召開,新源動力股份有限公司教授級高工孫佰文作了題目為“同新加氫站的建設實踐與運行示范”的演講。以下為孫佰文演講全文:
大家好,首先感謝電池聯盟給我這個機會來向大家匯報同新加氫站的建設情況。今天我匯報的主題是:新源動力簡介、同新加氫站建設實踐以及加氫站示范運行與不足。
首先對新源動力作簡介,這是由中科院大連化物所、長城電工2001年發起設立,目的是進行燃料電池的成轉化和,2006年由國家發改委授予國家燃料電池及氫源技術工程研究中心,目的是建立完整的研發與工程化驗證技術體系,帶動燃料電池及其相關產業的技術進步,加快車用燃料電池的商業化示范,推動自主開發的燃料電池汽車在2008年奧運會和2010年世博會的應用,進一步實現工程華和規模化生產。2007年上汽成為第一大股東,2011年進行了燃料電池的正向開發,2016年業務項市場化過渡,2016年建成前國第一個70Mpa加氫站,目前燃料電池的產能是500臺,去年向上汽提供了100套燃料電池的發動機。
新源動力電池開發經歷了四代,每一的技術迭代大約3—4年,并且進行了相應的燃料電池車的示范驗證。2016年在第四代燃料電池發動機的基礎上通過優化系材料選擇、批量制造工藝、裝配工藝技術的優化,在電池的壽命、以及性能等方面進行了開發了新一代的燃料電池的工藝技術,目前進行預產業化的一些工作。
說到技術迭代,那么是有兩個重要的實踐,一個是北京奧運會,一個是上海的世博會。北京奧運會我們提供了20輛轎車和一輛客車燃料電池發動機。通過試驗運行,新源電力建立了完整的產品開發體系,規范了產品開發流程,同時實現關鍵零部件到發動機的過程開發和管控。
新源動力的燃料電池發動機不僅僅是在實驗平臺上進行驗證,同時我們也搭載了上汽的燃料電池車進行實際的工況環境實驗,最遠的低溫實驗我們是在漠河,然后干燥實驗是在西藏,同時進行了不同公路的現場的試運行。
經過試運行以后,我們現在能夠批量提供的36千瓦的燃料電池發動機的模塊,現在已經形成了500臺的產能。最近我們推出了70千瓦的燃料電池,并且準備投向市場。這是我們的生產保障體系,以及關鍵部件制造現場。同時我們還具有比較完整的測試系統,這是低溫模塊測試設施,以及發動機低溫測試設施、大功率測試實驗室。目前的測試能力達到了150千瓦。這是發動機測試設施。
新源動力從測試、低溫啟動、電堆壽命、極板改進、電極改進、FCS控制等我們形成了自己的核心。這是根據市場需求和根據用戶的要求,在今年5月10號我們推出6款新產品,模塊50千瓦到70千瓦,電堆從30千瓦到70千瓦。這是總書記當時2013年大連考察時,考察了燃料電池,并指出燃料電池是重要的發展方向,在上海考察期間也提出發展新能源汽車是我們國家從汽車大國買八向汽車強國的必由之路。那么這個是當時李總理在遼寧工作期間(2005—2006)到新源動力考察燃料電池的發展,并聽取燃料電池發展的匯報,并乘坐了燃料電池的觀光車。證明燃料電池這塊,國家領導人在很早就進行了關注。
下面我想就同新加氫站建設作介紹。
同新加氫站是由同濟大學和新源動力公司共同投資建設,于2016年11月份建設,是可再生能源發電制氫技術集成的示范應用,是國家首座利用風、光、互補發電制氫的70Mpa加氫站。這個站的設計是同濟大學做,主要是做成可再生能源發電制氫技術集成的示范應用,另外是燃料電池發動機工況測試與壽命測試發電制氫,這塊我們在壽命測試時消耗大量的氫氣,燃料電池發動機的測試時有部分的氫氣現在是作為熱發掉了。這部分如果我們能夠通過電解制氫的方式回收和利用,另外是在制氫技術的驗證、國產設備的驗證,加氫站的示范,起到一些應用和示范的作用。
站建得比較早,我們是在2014年就開始,當時由于各項標準都不太完善,新源在國家燃料電池工程中心建設時有一塊預留,這個預留就是這塊場地滿足了GB50516的要求,一個是三級站,通過50516的劃分在一級站的范圍,另外是從安全距離來講,我們的周邊幾乎沒有什么重要的建筑物。
占地面積1200平方米,它的主要技術指標風力發電是以120千瓦,光伏50千瓦,制氫能力每小時25方,儲氫能力最600公斤,加氫壓力是35/70Mpa。站整個的設計是外供氫和內供氫一體站,為了保持35/70Mpa的加氫需求,站內這塊是有8.75Mpa儲存瓶,從供氫方式一個是外供氫,另外是 風光互發電,加上市電補充來制氫,這個站流程上來說是示范性的,一個比較有利用價值的示范站。
我們這個站主要是六大模塊,一個是發電模塊,一個是風力發電和太陽能,另外是水制氫,五加氫模塊、儲氫模塊和站控模塊。制氫設備,我們所有的設備基本上都是國產設備,制氫設備是蘇州競力提供的,水電解制氫設備每小時25立方米/小時。那么加氫站的壓縮系統是德國式壓縮機,我們這個站是20、45、90Mpa的壓縮機。加氫站的儲存系統是中集安瑞科儲氣瓶組,分別是25、45、87.5Mpa,固定的儲氫能力是205公斤。目前來說,我們儲氫瓶組遇到了一些問題,從儲氫瓶組檢規的限制,特檢院為我們提供了很大的幫助,否則的話我們這個站使用時面臨很多的問題。加氫站目前87.5Mpa的國家質監總局開了一個會,給了我們兩年的試用期,并且是降壓使用。加氫機系由舜華來配套,是35Mpa的加氫機和70Mpa,35的加氫機,可以同時為客車和轎車提供加氫。整個的站控系統是同濟大學開發,包括加氫監控、制氫監控、風光互補以及相關的安全監控。這塊是我們取得的運行資質,一個是安監的要求,一個是質監的要求,安監是危險化學品作業證,下面的是有關壓力管道氣瓶充裝的檢查院資質的需求。目前來講的話,P1和P5證合一塊兒了,這個取證比較麻煩。另外一個就是加氫站的安全運行管理設置的保障,設立了紅外、紫外火焰探測器、可燃氣泄露檢測報警器,以及相關設施。關于可燃氣體報警器,過去我們用的是沒有數字顯示的,今年的強制檢驗是不符合的,現在我們進行了改造,目前已經得到了解決。所以在建加氫站時,建議大家選擇具有數字顯示的可燃氣體報警器。
在整個的加氫站安全運行管理方面,制定了質量手冊,有《崗位安全操作法》、《加氫站巡檢制度》等,這部分的工作我們也得到了舜華鄒總的大力支持。另外是大家看看加氫站的建設審批所參照的標準,從標準上來看,目前上來講,我們建站時還很少,現在的話就是標準越來越多,大家建站所參照的依據也是越來越多,在整個的建設過程中除了正常的建設規范以外,那么在報建等一系列的工作中,GB50516《加氫站技術規范》這一標準發揮了非常重要的指導作用。
剛才大家都提到了加氫站有多少,大家可以看看這樣一個數據,就是在2016年以前,包括我們同新一共只有6座,2017年一年6座,2018年在建和籌建的加氫站達到了30多座,現在更多。所以從加氫站的建設上來看,加氫站的建設速度是非常快的,這離不開我們國家政策的支持以及各個地方政府出臺的各項政策的支持。燃料電池汽車加氫站的建成,推動了燃料電池新能源汽車的示范運行,又推動了新能源科技成果的轉化,同時對于破解阻礙燃料電池新能源汽車發展的基礎設施瓶頸和難題提供了非常好的示范技術平臺,加氫站的正常運營,也將為燃料電池產業化的進步有一個推動作用。
加氫站示范運行和不足。加氫站要建就是剛才有位專家朋友講到了,不僅僅是技術問題,更是涉及到行政審批的問題,所以加氫站的建設整個我們的站經歷的歷程是時間比較長的,那在技術部門,從2015年5月就進行了申報,那么2016年的6月份開始到8月份,我們完成了重建和設備安裝。11月19號完成了調試和運行,11月同濟大學承擔的項目完成了驗收。整個過程中,消防、安監和質監的審批,到現在為止我們還有項環評這塊未過,我們在5月8號質監的重裝這塊才剛剛取得。
這是我們所做的相應各類各項的申報手續。這里面講法為什么找發改委?因為項目的審批當時由發改委立項的,之后是安監、消防、質監這是重要的部門,包括規建部,規劃建設從流程上應該是在前面,但是時間在后,這里面遇到了什么問題?就是我們這里面水電解制氫的一個調裝設備,這個設備是構筑還是設備,如果是設備不需要規劃局,如果是構筑物需要規劃局的建設和審批,這塊因為畫的界限不清,也耽誤了我們的建設時間。這是部分我們的審批和驗收報告,大家看看我們車用氣瓶的充裝在今年的5月8號才取得,這里面跟很多的標準、審批等一些相應的行政手續有比較大的關系,而我們這個加氫站整個的示范運行完全是科技項目的落地和企業的自主行為,沒有那么幸運得到地方政府在廣東地區和其他地區的扶持。
項目完成后,上汽大通在大連進行了冬季耐候試驗,這個試驗共計加氫50座,累計加氫量200公斤,這也是因為加氫站建成,才提供了這樣一個可能供試驗的條件。目前所有的報檢手續都已經完成,這樣的話,公司內部自己有兩輛燃料電池汽車,這部分我們將在半徑60公里的范圍內進行相應性能的運行和試驗,并且是在今年下半年會有2輛70Mpa的車在我們這兒做相應的示范和運行。
不足,大家可以看看這是水電解制氫的設備,這塊我們現在已經取掉了,什么原因呢?原因是水電解制氫目前歸在危險化學品工藝,如果堅持將水電解制氫保留在加氫站,那我們這個站所有的運行和試運行得不到審批,所以我們將這個裝置拿下來,做制氫后面的示范和試運行,同時的話,在這兩天大家都談到政策方面的問題,我們也是期待將來如果氫氣可以作為能源來使用的話,那么我們能夠把電解制氫恢復到現在的設計工位上。
關于同新加氫站的介紹,就到這里,謝謝大家!