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國產氫氣隔膜壓縮機“軟肋”

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年11月28日  

日益增長的燃料電池汽車市場需要一個強大的加氫站網絡,但目前國內加氫站建設進程依然緩慢,其中一個重要原因在于加氫站設備主要依賴進口,導致成本高昂。


高工氫電了解到,加氫站的主要設備包括儲氫裝置、壓縮設備、加注設備、站控系統等,其中壓縮機占總成本約30%-40%。所以壓縮機的國產化對降低加氫站建設成本作用非常大,如果其價格降低30%-50%,相當于整個加氫站成本降低15%-20%。


氫氣壓縮機主要有液壓活塞式氫氣壓縮機、隔膜式氫氣壓縮機、離子壓縮機等類型,每種類型有各自的優缺點。相較而言,隔膜壓縮機具有散熱性能好、密封性能優、不污染壓縮介質、適合壓縮純度極高、危險性大氣體等特點,在國內加氫站中的應用更為廣泛。


目前國內大部分加氫站采用PDC隔膜壓縮機。PDC成立于1977年,是一家由家族成員進行經營管理的私人企業。時至今日,PDC公司的經營管理已傳承至第二代家族成員。四十多年來,公司一直專注于研發生產工業隔膜式氣體壓縮機。


PDC早在20多年前開始涉足氫氣隔膜壓縮機,彼時氫能還未真正發展起來,其做了很多的示范項目、科研項目,積累了較為豐富的經驗。截至目前,受限于行業發展進程緩慢(目前全球建成運行的加氫站才300多座),PDC共累計銷售400多臺氫氣隔膜壓縮機,這個數字相對于漫長的時間來說不算多,但相對于同行而言已經是非常大的規模。PDC占據著全球氫氣隔膜壓縮機約70%-75%市場份額。


眾所周知,當前國內加氫站建設處于發展初級階段,加氫站設計、系統優化、運營管理等一系列環節都有待完善。在此背景下,加氫站建設一定要注重安全問題,因為一旦發生安全事故會對整個產業的傷害很大。所以加氫站建設方往往傾向應用成熟且得到驗證的產品,以充分保障安全。而目前氫氣隔膜壓縮機成熟且經過充分驗證的廠家少,所以PDC的優勢大。


目前PDC在國內有兩種銷售模式,一是從美國工廠發貨整套設備,二是提供核心壓縮模塊給國內授權成橇商,由他們來進行系統集成。后者方式可以節省約30%成本,所以國內企業更傾向于后者,但即便如此,整個設備成本依然偏高。


為了推動加氫站的快速建設及氫能產業鏈的健全發展,氫氣隔膜壓縮機國產化迫在眉睫。然而,國產氫氣隔膜壓縮機仍然面臨著幾大難題:


1、國內現有壓縮機制造商多數僅能生產用于石油、化工領域的工業氫氣壓縮機,輸出壓力均在30MPa以下,無法滿足加氫站技術要求;2、少數企業開始布局氫氣隔膜壓縮機,但產品不夠成熟,缺乏充分的驗證;3、有些國內隔膜壓縮機也許在技術層面上并不存在太大的問題,但核心零部件大多數需要外購,例如設備內部的各種閥門及壓力傳感器等;4、基于成本及規避規范等考慮,目前國內加氫站大多沒有設緩沖罐,同時壓縮機頻繁啟停影響壽命。


一名隔膜壓縮機企業高層表示,對于金屬隔膜壓縮機而言,能夠24小時連續不斷的工作是比較可靠的,但受制于每天前來加氫的車輛較少,加氫站運營商基于對運營成本的考量并不會讓機器持續工作,而金屬隔膜壓縮機最忌諱頻繁啟停,每天的啟停次數決定了隔膜壓縮機的壽命,其中影響最大的是其中的金屬膜片。這其實對于進口壓縮機而言,也是一大難題。


值得慶幸的是,雖然面臨多重困難,國內仍然有企業在氫氣隔膜壓縮機領域奮起直追,也取得不錯的成果,比如北京中鼎恒盛氣體設備有限公司(下稱“中鼎恒盛”)、北京天高隔膜壓縮機有限公司(下稱“北京天高”)、江蘇恒久機械股份有限公司(下稱“恒久機械”)等。


中鼎恒盛成立于2008年,公司專注于供應各種氣體隔膜壓縮機產品并提供技術服務、備品備件。2014年,中鼎恒盛在安徽省蕪湖市成立了中鼎恒盛氣體設備(蕪湖)有限公司。該公司是較早一批進入氫能產業的企業之一。


截至目前,國內多個加氫站有應用中鼎恒盛產品,包括武漢雄眾、安徽明天氫能、佛山荔村、上海金山化工園區等加氫站。其中中鼎恒盛的兩臺45Mpa隔膜壓縮機已于去年10月份開始在武漢雄眾加氫站運行,設備的噪音、排氣溫度、振動及流量等各項指標都能夠達到相應的標準,設備運行至今情況良好。


北京天高創建于2001年4月,主要從事隔膜壓縮機產品研究開發及制造,在高壓領域擁有豐富的經驗。公司自2005年涉足氫能領域,為國內首個國產加氫站(北京綠能公司)提供隔膜壓縮機,產品連續運行時間最長;參與國家科技部環保新能源“863”計劃中的汽車加氫項目,產品運用在國內近十座加氫站的項目上。


恒久機械前身是中國人民解放軍第6414工廠,主要從事隔膜式壓縮機設計、研發、制造,主營業務產品為標準化與非標準化隔膜式壓縮機。為搶占氫能發展機遇,恒久機械自2016年開始研發生產氫氣隔膜壓縮機,應用于供氣系統和加氫站,已經在國內有所應用。


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