通過(guò)監管改革提升氫氣運輸效率及經(jīng)濟性

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

目前，韓國一個(gè)普通加氫站的年度運營(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買(mǎi)成本。目前在韓國國內銷(xiāo)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(mǎn)足與汽柴油車(chē)競爭而制定的政策。根據韓國政府的氫經(jīng)濟發(fā)展路線(xiàn)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，留給加氫站利潤僅為每公斤1,000韓元（年購置成本在1.7億韓元左右），難以覆蓋站內進(jìn)口設備的維護成本以及人工成本。政府補貼遙遙無(wú)期，加氫站降本需求迫切。

改革契機

4月23日，韓國政府召開(kāi)了國務(wù)檢查及協(xié)調會(huì )議，提出“在環(huán)保車(chē)(氫氣、電動(dòng)車(chē))領(lǐng)域率先打破限制的發(fā)展藍圖”。其中，與氫氣價(jià)格密切相關(guān)的“氫氣的生產(chǎn)、運輸、儲存和利用”領(lǐng)域備受關(guān)注。

“監管突破”的要點(diǎn)是到2024年將運氫管束拖車(chē)的壓力和容積標準限制從現行的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準。

4月，韓國曉星與林德宣布建設全球最大液化工廠(chǎng)的計劃；5月現代宣布投資德國有機液體儲氫公司Hydrogenious LOHC Technologies，但相對于這兩種前瞻性布局，如何迅速提高短距離氣態(tài)氫的輸運效率更為實(shí)際。

韓國最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)德陽(yáng)擁有每小時(shí)19萬(wàn)標方(約17噸)氫氣生產(chǎn)能力，產(chǎn)品供應蔚山、麗水、瑞山的石油化工園區以及部分加氫站。該公司擁有管束拖車(chē)超過(guò)200臺，生產(chǎn)的氫氣通過(guò)18或20MPa（I型）拖車(chē)運送，運氫效率很低——25噸重的管束拖車(chē)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）氫氣運至目標市場(chǎng)后的售價(jià)高達7,000韓元/公斤。如果能將運輸能力增加1倍，則成本至少有望下降一半。

根據韓國現行《高壓氣體安全管理法》（KGS AC419）的安全標準，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價(jià)格。

全球發(fā)展趨勢

（林德50MPa管束拖車(chē)）

全球氫氣輸運的趨勢是通過(guò)增加單次運輸的氫氣量來(lái)提高運營(yíng)效率。

美國Hexagon Lincoln已開(kāi)發(fā)25MPa的IV型容器，并實(shí)現管束車(chē)商業(yè)化裝配，儲氫量可提升至885公斤。

美國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)并運營(yíng)了一種50MPa復合材料壓力容器（垂直加載），單次最多能運輸1.1噸氫氣。

類(lèi)似工作還有挪威UMOE。

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

雞與蛋的糾結

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

根據韓國政府的氫經(jīng)濟發(fā)展路線(xiàn)圖，到2025年，總共將投用130,000輛燃料電池汽車(chē)，包括12萬(wàn)輛乘用車(chē)和10,000輛商用車(chē)。為此，2022年在韓國全國范圍內要部署310個(gè)加氫站，日加氫量有望從250kg增加到超過(guò)400kg。

如果不擴大加氫基礎設施，就很難增加氫燃料電池汽車(chē)的銷(xiāo)量。按計劃增加加氫站數量則必須有效降低其運行成本，重點(diǎn)在于增加管式拖車(chē)的運輸量以降低氫氣的購買(mǎi)價(jià)格?！氨O管突破”的關(guān)鍵是將管束車(chē)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(chē)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，運輸氫氣的40噸重的管束拖車(chē)進(jìn)入市中心通常也是不可能的。

新的市場(chǎng)機遇

監管的變化創(chuàng )造了新的市場(chǎng)。

隨著(zhù)現有管束拖車(chē)從20MPa提升至45MPa和450 升，眾多公司正在積極開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足這一要求的新型管束拖車(chē)并將其商業(yè)化。到目前為止，NK是韓國唯一一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)管束拖車(chē)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(zhuān)門(mén)從事加氫站建設及運營(yíng)的公私合營(yíng)組織。該組織計劃為每個(gè)加氫站配置一輛管束拖車(chē)，以降低氫氣的購買(mǎi)價(jià)格。目前，其已與NK簽署了19輛管束拖車(chē)供應合同，并在討論進(jìn)一步批量購置。Hynet的目標是到2022年總共建造100個(gè)加氫站。韓國天然氣公司的目標是到2030年建立25個(gè)制氫基地，計劃到2022年、2025年和2030年分別購買(mǎi)管束拖車(chē)140輛，100輛和260輛，共計運營(yíng)500輛。

韓國國務(wù)檢查及協(xié)調會(huì )議四天后，貿易工業(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?jì)鋸秃喜牧先萜鳌钡膶?shí)證議程。

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

為NEXO生產(chǎn)儲氫容器的ILJIN復合材料計劃于2020年第四季度將大容量氫氣運輸容器“Tube Skid”（45MPa,450升）投放市場(chǎng)。該產(chǎn)品有助于將現有運氫車(chē)輛長(cháng)度減少至10米，重量降至28噸，運輸量增至500公斤。

（韓國正在開(kāi)發(fā)的緊湊型密封管束拖車(chē)）

另一方面，使用輕量化IV型容器的管束拖車(chē)價(jià)格將比現有的20MPa管束拖車(chē)價(jià)格高一倍以上。與此同時(shí)，現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(chē)的壓縮機。韓國部分廠(chǎng)商正在探討通過(guò)引入中國廉價(jià)的管束拖車(chē)來(lái)推動(dòng)國內產(chǎn)業(yè)鏈成本的降低，但這受制于售后管理、復檢、質(zhì)量穩定性等。

70MPa壓力很大，技術(shù)最先進(jìn)的德國僅研發(fā)了55MPa的管束拖車(chē)容器。這不僅僅是解決法規問(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。對此，安全必須放在首位，積極穩妥仍是主流聲音。

（圖文來(lái)自Sung Jae-Kyung）

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