官方微信
【原创】60年沉淀,3年攻关,中科富海扛起液氢装备国产化大旗
中科富海 文章来源自:高工氢电网
2021-11-26 10:15:01 阅读:1558
摘要扛起液氢制储加核心装备国产化的大旗。

目前,氢气常见的储运方式有三类:氢气管道、压缩氢气以及液化氢气。其中液化氢气因为储运便利及规模化应用经济效益显著,成为保障氢能供应的重要手段。  

不过,长时间来,液氢储运的关键技术主要掌握在全球少数公司手上,氢液化工艺中涉及的核心设备——透平膨胀机,也只有少数公司可以制造。北京中科富海低温科技有限公司(下称“中科富海”)毕六十年低温工程技术于一役,掌握了液氢制取、储运与加注等方面核心工艺与技术,属于上述“少数公司”中的一员,扛起了液氢制储加核心装备国产化的大旗。  

1.jpg  

中科富海装备制造基地-超低温科技园  

60年大型低温工程技术积累,成就液氢装备先锋  

中科富海成立于2016年,是以中科院理化所两代院士、四代人历经六十年形成的大型低温工程技术成果为核心而成立的高技术公司,致力于开发20K-2K温区大型低温制冷装备与气体工程,首次在国内成功开发40L/h70L/h/400W/500W/850W/1kW/2kW/4kW等系列化成套低温装备,其透平效率≥70%,技术指标达到国际先进水平,为中国低温产业发展奠定了基础。  

基于其在低温领域的核心技术优势,同时为打破国外垄断、提高我国液氢生产能力,中科富海联合中科院理化所自2019年至今先后投入300kg/D、1.5T/D、5T/D、10T/D成套氢气液化装置的开发,在国家科技重大研究计划等支持下,致力突破高速氢透平膨胀机、正仲氢转化技术、超低漏率板翅式换热器、系统集成智能调控等自主知识产权核心关键技术,逐步实现成套装备国产化。  

目前,中科富海在安徽、重庆、广东等多地规划大型液氢工厂落地项目,总投资额超过10亿元。以下是公司1.5-30T/D液氢示范项目建设进展:  

1.5TPD:中科富海首套1.5吨/天液氢工厂即将于2021年底在安徽调试运行,预计年产液氢500吨。其已与加拿大签订具有完全自主知识产权的1.5吨/天氢液化设备销售合同,这是我国大型氢液化设备首次出口海外市场,具体将于2022年初发货。  

5TPD:2020年中科富海作为牵头单位联合9家国内优势单位,承担国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术重点专项”——液氢制取、储运与加注关键装备及安全性研究项目,旨在构建5吨/天全国产化液氢制取、储运、加氢安全性关键技术与装备创新链,目前已完成液氢工厂设计进入攻关阶段,预期2023年实现国产首台套液氢工厂与液氢加氢站示范运行。  

10-30TPD:此类大型氢液化项目中科富海也正在进一步规划实施当中。  

2.jpg

中科富海1.5T/D氢液化装置(左)、5T/D氢液化工厂(右)  

拥有液氢关键技术与装置的基础上,中科富海去年年底还牵手美锦能源,在山西转型综合改革示范区晋中开发区开展氢液化、液氢储运、加注、应用等全产业链示范项目。同时公司还可以提供液氢储运关键设备,包括液氢移动储罐、液氢固定储罐、液氢杜瓦等。  

在中国争取2060年前实现碳中和的目标号召,以及液氢重要性日渐凸显的背景下,中科富海通过积极布局氢能产业,并快速取得一系列成果,奠定了自身在液氢制取、储运与加注等液氢应用核心领域的行业领先地位。  

2018年中科富海作为第二获奖单位荣获北京市科学技术二等奖;2020年中科富海成功入选工信部工业企业知识产权运用试点企业;2021年中科富海成功入选北京市2021年度第一批专精特新“小巨人”企业、国家第三批专精特新“小巨人”企业等。这都是行业内外对中科富海带动国内液氢产业跨越式发展的认可,也是其实力的有效证明。  

液氢经济性显著,为相关装备国产化扛旗  

液氢优势明显,相对其它运输方式,具有高储运密度、高运输效率和适合长距离运输等特点。不过,氢气液化成本、储运成本会相对偏高。中科富海在整个过程中是如何进行成本管控?  

中科富海表示,氢能的规模化应用主要是要解决经济性问题,氢能的经济性重点在解决氢能的大规模储运问题。而液氢储运可有效降低氢能“制-储-运-用”产业链综合用氢成本。液氢密度约为气态氢800倍,质量储氢密度大于10%,液化氢气纯度等级在6N以上,因此液氢具备很好的经济性、高效性与安全性。  

综合比较,虽然液氢在液化过程中会增加10-15kW.h/kg的能耗和一定的固定投资,但由于液氢在储存和运输方面具有显著经济优势,运费是高压气态运输成本的十分之一左右;大规模应用端液氢的固定投资和运营成本也远小于高压氢。因此,液氢整体成本远低于高压气氢,并且储运规模更大,效率更高。未来,氢能实现规模化应用,气氢综合成本随用氢规模线性增加,而液氢储运成本将有望进一步降低,其经济性优势将更加突显。  

“国外欧美日等国家已建立大型液氢工厂,全球液氢总产能在470T/D,其经济性已有验证。我们致力于自主开发国产化大型氢液化装备,力求核心关键部件与整套装备进一步提高效率,降低能耗。未来,10吨以上的成套设备能耗将低于8kWh./kg。”中科富海表示。  

从加氢站角度看,液氢储运加氢站设备占地小,布局紧凑,整体占地将比高压气态加氢站小1/3以上,就我国目前加氢站用地成本计算将节省大量投资。  

以国外经验为例,加氢能力400kg/D以上的同等规模加氢站,液氢加氢站的设备投资比高压气态加氢站低17%-20%左右。运行成本方面,因为液氢由液氢增压泵增压且无需额外加注预冷装置,其运行能耗是高压气态加氢站的1/4左右;运营频次是高压气氢的1/10;而且液氢加氢站设备维护简单,人员要求不高,相比高压气态加氢站可减少一半运营人员,综合运营成本可大大降低。  

中科富海认为,液氢储运型加氢站是氢能在交通领域大规模应用的重要载体。目前气氢加氢站供氢能力400-500kg/D,随着用氢规模增大,未来加氢站需求大于2吨/天,液氢储运型加氢站将成为发展的主流,且将具备气态和液态两种加注方式,以满足液氢重卡方面的加注需求。  

液氢将在未来3-5年迎来快速发展  

液氢是未来氢能源大规模应用的重要解决方案,不过目前液氢的应用还存在一定的限制因素。  

“液氢技术的发展应用在国内还刚刚起步,由于低温技术门槛较高,国内液氢核心关键技术、成套装备、加氢站核心设备产品尚不成熟,大多依赖进口,严重制约着我国液氢的发展与应用。”中科富海表示,同时液氢相关的标准、法规政策与应用经验比较缺乏,尚需各部门共同努力建立相关标准和法规,以及推广液氢在能源、化工、冶金等领域的示范应用。  

可喜的是,国家科技部已经连续三年发布液氢相关的重点研发计划项目,各地政府和企业也在积极结合当地资源推进液氢项目产业落地。今年5月,市场监管总局(国家标准委)发布三项液氢国家标准:GB/T40045-2021《氢能汽车用燃料液氢》、GB/T40060-2021《液氢贮存和运输技术要求》、GB/T40061-2021《液氢生产系统技术规范》,并在11月1日正式实施,使液氢民用有标可依。  

这一系列措施说明,国家、地方和企业已经充分认识到液氢在氢能产业发展中的重要地位并在加快实施推进。  

“随着越来越多的液氢示范项目落地,以及相关标准和政策法规的陆续出台与不断完善,液氢产业将在未来3-5年内迎来快速发展时期。我们中科富海致力成为中国首家具有自主知识产权的大型低温装备、综合解决方案供应商,为中国液氢应用的发展从技术与装备角度打好‘攻坚战’。”中科富海表示。  

中科富海在2020年底成功完成A轮融资,目前正在进行B轮融资,总融资额数亿元。中科富海表示,未来将致力推动我国深低温制冷技术的产业应用,让国家的战略资源、工业气体、绿色低温环境保障自主可控,为保障我国航天航空发射、实现氢能规模化应用与碳中和目标提效降本。  

随着B轮融工作启动,以及在氢液装备领域的大力投入,中科富海距进一步突破系列卡脖子技术,成就惠及社会、推动液氢大发展的中国低温梦想近了一步。而中国液氢产业在中科富海这类优势企业的加持下,有望快速迈入发展新阶段。


此文章有价值
手机扫一扫,分享给朋友
返回顶部