通過監管改革提升氫氣運輸效率及經濟性

氫能首席觀察按：浙江溫嶺槽罐車爆炸事故打破了我國危化品運輸行業的平靜。輸運又是當前制約氫能全產業鏈經濟性的關鍵環節，如何在安全的前提下提高經濟性一直是政府及業界孜孜以求的目標。

目前，韓國一個普通加氫站的年度運營成本約3.2億韓元（約187萬人民幣）。其中，最大的部分是氫氣購買成本。目前在韓國國內銷售的氫氣價格為8,000韓元/公斤（約46.7元/公斤），這是政府為滿足與汽柴油車競爭而制定的政策。根據韓國政府的氫經濟發展路線圖，2022年氫氣價格將降低到6,000韓元/公斤。目前市場上的氫氣零售價為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），難以覆蓋站內進口設備的維護成本以及人工成本。政府補貼遙遙無期，加氫站降本需求迫切。

改革契機

4月23日，韓國政府召開了國務檢查及協調會議，提出“在環保車(氫氣、電動車)領域率先打破限制的發展藍圖”。其中，與氫氣價格密切相關的“氫氣的生產、運輸、儲存和利用”領域備受關注。

“監管突破”的要點是到2024年將運氫管束拖車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氫的輸運效率更為實際。

韓國最大的氫氣生產企業德陽擁有每小時19萬標方(約17噸)氫氣生產能力，產品供應蔚山、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超過200臺，生產的氫氣通過18或20MPa（I型）拖車運送，運氫效率很低——25噸重的管束拖車僅載300公斤氫，占總重量的1.2%。所以，蔚山或麗水生產的3,000韓元/公斤（17.5元/公斤）氫氣運至目標市場后的售價高達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格。

全球發展趨勢

（林德50MPa管束拖車）

全球氫氣輸運的趨勢是通過增加單次運輸的氫氣量來提高運營效率。

美國Hexagon Lincoln已開發25MPa的IV型容器，并實現管束車商業化裝配，儲氫量可提升至885公斤。

美國Quantum Fuel Systems開發了70MPa10英尺IV型容器，該容器采用混合工藝——自動纖維鋪放（AFP）的卷繞方法，相比單個卷繞方法重量降低了15~23%。

林德公司已經開發并運營了一種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。

類似工作還有挪威UMOE。

韓國也不例外。2019年10月，工業部啟動“一噸氫氣運輸用容器開發”課題——開發使用預浸料絲束壓力容器（70MPa,1,400L）且氫氣運輸量總計超過1噸，重量不超過20噸的管束拖車。樂天，韓國全州市碳匯聚技術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可以有效提升利用率，但這需要時間，也反過來對氫氣價格有前置要求。現代汽車將NEXO今年在本土市場的銷售目標定為10,000輛，4月銷量達到795輛，創下了月度最高銷售記錄。

根據韓國政府的氫經濟發展路線圖，到2025年，總共將投用130,000輛燃料電池汽車，包括12萬輛乘用車和10,000輛商用車。為此，2022年在韓國全國范圍內要部署310個加氫站，日加氫量有望從250kg增加到超過400kg。

如果不擴大加氫基礎設施，就很難增加氫燃料電池汽車的銷量。按計劃增加加氫站數量則必須有效降低其運行成本，重點在于增加管式拖車的運輸量以降低氫氣的購買價格。“監管突破”的關鍵是將管束車的重量從40噸減少到20噸，并將壓力從20MPa提高到70MPa。僅在首爾，超過32噸的車輛就無法通過橋梁，立交橋，一般道路或隧道。從法律上講，運輸氫氣的40噸重的管束拖車進入市中心通常也是不可能的。

新的市場機遇

監管的變化創造了新的市場。

隨著現有管束拖車從20MPa提升至45MPa和450 升，眾多公司正在積極開發滿足這一要求的新型管束拖車并將其商業化。到目前為止，NK是韓國唯一一家專門生產管束拖車的公司。但韓華，樂天，一津和Bitcovice等公司正在涌入這一市場。

Hynet是2019年3月成立的專門從事加氫站建設及運營的公私合營組織。該組織計劃為每個加氫站配置一輛管束拖車，以降低氫氣的購買價格。目前，其已與NK簽署了19輛管束拖車供應合同，并在討論進一步批量購置。Hynet的目標是到2022年總共建造100個加氫站。韓國天然氣公司的目標是到2030年建立25個制氫基地，計劃到2022年、2025年和2030年分別購買管束拖車140輛，100輛和260輛，共計運營500輛。

韓國國務檢查及協調會議四天后，貿易工業和能源部立即采取了行動。4月27日，2020年第一屆工業融合管制特別審議委員會議通過了關于“高壓、大容量儲氫復合材料容器”的實證議程。

NK的標配產品是I型儲氫容器（20MPa）的管式拖車，另外還提供25MPa的管式拖車。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（35MPa）實驗，主要內容是通過運輸和卸載氫氣來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。該產品有助于將現有運氫車輛長度減少至10米，重量降至28噸，運輸量增至500公斤。

（韓國正在開發的緊湊型密封管束拖車）

另一方面，使用輕量化IV型容器的管束拖車價格將比現有的20MPa管束拖車價格高一倍以上。與此同時，現有的制氫公司也被迫進行新的投資，例如推出適用于新型氫管拖車的壓縮機。韓國部分廠商正在探討通過引入中國廉價的管束拖車來推動國內產業鏈成本的降低，但這受制于售后管理、復檢、質量穩定性等。

70MPa壓力很大，技術最先進的德國僅研發了55MPa的管束拖車容器。這不僅僅是解決法規問題。壓力或體積越高，容器的質量要求越高，很可能會在意想不到的地方引起問題。對此，安全必須放在首位，積極穩妥仍是主流聲音。

（圖文來自Sung Jae-Kyung）

文章來源：https://new.qq.com/rain/a/20200620A0EJWS