9月27日,上海舜华新能源系统有限公司总经理刘绍军在如皋举行的FCVC 2019第四届国际氢能源大会上演讲时表示:
舜华成立于2004年,我们从同济大学发展起来的,成立起因是为了建设上海第一座安亭加氢站,从那个时候开始一直围绕氢能,加氢储氢开展技术研发示范产业推广的活动。到目前为止舜华也是中国氢能联盟理事单位,标委会成员单位,还有各个地方的联盟促进会的成员单位。
舜华主要还是围绕氢气开展业务,有两块新的是我们探索的,一方面是围绕建筑,利用氢分布式能源利用。因为我们最早的股东里面是做天然气分布式应用出身的。第二方面是在新疆利用弃电进行制氢,把氢气进行综合的利用,这两块也是为了将来的讨论。目前主要在做的还是围绕加氢站和车辆。车辆方面我们在做里面的车载供氢系统,围绕这个车载供氢系统开发里面的零部件,提供车载氢系统相应的测试验证,氢系统的能源开发,包括氢循环测试的系统。这块大家听到的比较少,实际上这块也是做得非常不错。特别是今年跟潍柴、上汽大通,包括汽车转化车载氢系统,广汽、长安、上汽大众都在开展合作。
加氢站最核心是加氢设备及部件的研发生产,主要是加氢机,围绕这个基础提供加氢站的建设以及运营,舜华在投资建设一些加氢站自己在运营,当然这也不是主要的。
舜华目前做得主要事情,这些事情是通过舜华本部和几个合资公司一块开展的工作,包括上海驿蓝、云浮舜华是加氢站投资运营这块,舜卓就是刚才说的,以分布式应用开展的业务。新疆舜华就是可再生能源制氢的,在广州合作伙伴成立南方设备的生产基地。
这些年我们围绕氢做了相关工作,像最早的时候世博会的时候车载氢系统轿车上面,包括2010年开始使用国产加氢机和瓶阀,还有我们给长城汽车做了国内第一套氢气瓶氢循环实验的系统,还有我们给核电,它是把氢气注入反应堆里面来中和氧,所以对于氢气流量的控制要求是非常高的,还有大家熟知的加氢站的工作。
第二块介绍一下加氢站的技术和设备。其实加氢站目前成本非常高,所以国产化是刻不容缓的。我们在几个加氢站里面,三大关键设备里面很早就开始了这些国产化的工作,当然都是国家的科研项目,863计划支持的,最早在世博的时候,加氢机和储氢罐45MPa完成国产化,大运会完成45MPa压缩机,2016-2017年在大连建设第一个氢气加氢站,它是国家863支持的项目,这里面加氢机,压缩机和储氢罐都进行了国产化的开发。
围绕加氢,舜华一直围绕加氢技术和加氢机开展工作。加氢机这里面比较关键的就是要控制氢气加注过程当中到气瓶膨胀它会产生发热,其实很多技术开发的工作都是怎么样来控制加氢过程的温度,怎么样打造比较好的流速,围绕这些在进行开发。
很糟我们对这方面加注氢气内部,气瓶内部温升情况进行仿真研究和实际验证,通过这个来指导我们加注控制策略的开发。
2009年围绕世博加氢站开发第一代加氢机。在2011年开始70MPa加氢机的研发。这个要求就更高了,因为它的温升会更快,所以要求冷到零下40度,这块我们是参照2601标准,结合过去在安亭加氢站的经验进行开发。
这是在大连氢源动力加氢站,难度也是非常非常高,因为要在氢气快速流动把氢气从常温快速冷到零下40度。这是当时做得一套气瓶内部温度采集的装置,可以测内部不同温度分布情况。
通过这些年技术的积累包括安亭加氢站的应用,这些数据的情况,我们对加氢站做了新一代的开发。
这一款相比第一代已经做了很多改进,35MPa/70MPa是同一款,包括里面的管路也是按照70MPa等级一步到位,后面可以进行直接更换。
多级取气单线进气,这个工艺跟之前也有很大不一样,可以实现自动调节加注速度。这个图是我们在武汉加氢站,35MPa给六瓶组大巴加注的实际曲线,这是没有经过预冷的加速情况,整个时间是8分钟,温升从28度到50度,整个温度的控制,加注压力这个曲线是非常漂亮的,还有时间也是能够控制的非常好,这个数据也是基于我们在安亭加氢站长期的数据拟合出来的一条控制的线段。
加氢机在后期运营当中还是会遇到很多问题,首先是加氢机的剂量,之前安亭加氢站是统一称重法,实际上是很不准确。这块我们是联合中测院开展相应的研究,开发了现场加氢机剂量检定装置,方便特检院进行第三方检定。
加氢机我的理解,压缩机是加氢站的心脏是提供动力,加氢机实际上整个加氢站的大脑,所有加注功能实现,压缩机的动作,储氢罐的开和关都是通过加氢机控制来实现的,这也是结合之前的经验,开发新一代加氢工艺,这里面有很多新的考虑。刚才提到多级取气,单线进气、管束车低压卸气,模块化这些设计,还有低能耗的考虑,怎么样维持储氢罐的高压状态,包括储氢气瓶高效取气,集中控制,这块我们是基于经验做了大量的改进。
针对加氢站,基本上都会做加氢站安全量化风险分析,这块非常关键。出现火灾,出现这些事故之后,它的影响有多大?怎么样通过这些分析的数据里调整加氢站的布置或者采取防爆墙的方来控制潜在的安全风险,这也是后面需要大力不断完善的工作。
最后再过一下建设的加氢站案例,这是舜华为主建设以及几个参与建设的加氢站,主要是在广东一带,还有长三角一带。这里面有不同加注的,包括葫芦岛是给金属储氢车辆加注氢气的加氢站,主要是温度,怎么样帮助它控制散热金属储氢散热的温度。
具体有两个案例,一个是安亭加氢站,这是全天候开放,欢迎大家随时参观。运行12年,也是非常稳定可靠,现在加注量每天在150-200公斤区间。
这是金山化工去的加氢站,我们是通过控股子公司驿蓝投资运营的,这个加注占也是有代表性,因为它是建在化工去,通过管道运输氢气,不单单是加注车辆,也充装灌输车。这块还是有很多气体公司对这块非常感兴趣的,现在不单单是缺加氢站,如果规模发展起来,我们还缺充装的能力。这块对于有氢源的单位还是有比较代表性的案例。