加氢站成本及优化潜力
占据加氢站成本大一块比重的是压缩机,其次是储氢设备,其中低压日储氢罐占13%,串级高压储氢罐占6%;冷却设备的投入成本也比较高。要想降低压缩机投入成本,首先应该从压缩机入手。和前面提到的一样,要想降低压缩机成本,得考虑降低压缩机大小,而压缩机的大小,氢燃料电池加氢站价格,和高压储氢罐的容量密切相关;高压储氢罐容量越大,氢燃料电池加氢站,所需要的压缩机额定流量就越小;反之亦然。然而,高压储氢罐的成本随容量增加也会增加,因此,氢燃料电池加氢站哪家好,不是压缩机越小就越好,好的办法是找到一个两者之间的平衡,以达到成本优化。下图给出了,200kg加氢站的模拟压缩机额定流量变化,压缩机成本及对应容量高压储氢罐的成本变化。从图中可以看出来,压缩机对应额定流量大约为15kg/h的时候,两者成本之和低;压缩机再小下去,成本反而会回升。
加氢站的建设成本构成
截止2017年,拥有4138辆燃料电池汽车,其中40%在美国,40%在日本,其余散落在全世界各地。共有281个加氢站,日本和美国多,氢燃料电池加氢站设备,日本有91座,美国有61座,一半在加州。由于各种各样的原因,如站址选择、规模、竞争的考虑,加氢站的建设成本披露较少。从国外的数据来看,规模为200-300kg/d的加氢站,建设成本大概为2-3百万美元,其中固定资产为1.5-2百万美元;德国的加氢站要便宜些,位于Bonhoff的加氢站大概100百万欧元。
加氢站的设备分类
氢气由长管拖车将高压氢气(18-20 MPa)从气源处运至加氢 站,现场设置3个长管拖车车位,两用一备。长管拖车上的氢气压力高于储罐内的氢气压力,利用高低压差,通过各泊位内的卸气柱,将长管拖车上的氢气卸到储氢瓶组,当长管拖车储氢瓶内压力与固定储气瓶内压力平衡,压缩机启动,继续将长管拖车储氢瓶中的氢气卸载到固定储氢瓶组中。
增压系统 增压系统包括:气缸润滑系统、冷却系统、电机、活塞等。无油润滑压缩机已日渐盛行(燃料电池汽车对氢气纯度要求很高,润滑油也可能造成污染)。多级压缩时的冷却系统可采用风冷或冷冻液, 风冷简单但冷却系统和气缸寿命短,且电能消耗大,因此尽可能选择水冷。驱动可采用电动机,但也有少数采用空气动力驱动(如美国加州的UC-Irvine站)。
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