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降低加氢站成本不妨从压缩机下手

时间：2018-07-27 08:27

降低加氢站成本不妨从压缩机下手
本文摘取：压缩机网

　氢革命正在进行中，势头一直在增长，但鸡和蛋难题仍然在这个热门话题的辩论中出现--燃料电池汽车(FCVs)制造商不愿意在没有足够氢燃料补给的情况下，大规模生产和销售FCV；而加氢站建设者不愿意在没有足够FCV的情况下建造加氢站。日益增长的燃料电池汽车市场需要一个强大的加氢站网络，但这些站点的成本仍然很高。
　　美国能源部阿贡国家实验室的研究人员提出的一种解决方案，可以大幅削减成本，提高燃料的补充能力--帮助氢与汽油竞争。这一概念被称为两级压力整合，旨在降
低氢燃料站的最大成本之一：压缩机。
　　通过重新设想氢气的储存方式和压缩机的运行方式，压力整合策略可以将一个新的氢气站的设备成本降低30%，或者允许现有的站点在不购买新压缩机的情况下将其燃料容量增加一倍。
　　阿贡的研究人员在超过十年的时间里，一直在评估氢气输送和加注的过程和成本，并得到了DOE能源效率和可再生能源办公室(EERE)下属的燃料电池技术办公室(FCTO)的支持和指导。
　　压力整合的想法在2012年成形，经过实验室分析，压缩机和存储占了一半以上的成本。这确实激发了我们的思考和好奇心，阿贡领导这项研究的首席能源系统分析师Amgad Elgowainy说。你怎么能降低压缩成本呢?
　　从更近的角度看，阿贡的研究小组发现，加氢站的压缩机往往尺寸过大，使用不足。该设备在高峰时刻努力工作，以保持高压力和为顾客加注氢气，但其他时间却闲置着。随着压力降低，氢气供应罐的排空，加氢站有效分配氢气的能力也降低了。Elgowainy说：在一个典型的加氢站设计中，有些车辆无法完全填满，因为供应压缩机储罐的压力越来越小，从消费者的角度来看，这简直是糟糕。两级压缩系统通过将供应存储分为两级来实现。
　　在非高峰期间，压缩机将氢气从第2级容器转移到第1级容器中，而不是闲置的。当为储氢罐加注高压氢气时，压缩机将从第1级储氢罐中抽取氢气。由于在非峰值时的压力整合，第1层处于高压状态，压缩机能够实现比其他类型的压缩机更高的吞吐量。
这不是新发明，Elgowainy说。这是一种在加注氢气时的发明。该方法可以与任何储氢系统一起工作，无论是固定式地面储存还是用管式拖车输送氢气。
　　由于压缩机使用合并式压缩方法，可以使加氢站使用更小、更便宜的压缩机。两级压缩方法可以使加氢站的氢气利用率达到80%，而在普通的加氢站只有约60％。这样可以增加氢气运输效率，进一步降低成本，并减少了燃料供应的中断。
　　最后，新方法通过持续稳定地运行压缩机，有助于延长压缩机的使用寿命和可靠性，而不是随着需求波动随时启动和停止。Elgowainy说，这一概念最终可以应用于氢以外的领域，并对其他气态燃料（如压缩天然气燃料）也有帮助。在过去的三年里，阿贡研究人员在国家可再生能源实验室测试和改进了两级压力整合概念。
　　现在，由于能源部技术商业化基金的奖励，他们计划做一个真实的演示。位于宾夕法尼亚州沃明斯特(Warminster)的压缩机制造商PDC机械公司正在与阿贡合作。PDC副总裁Kareem Afzal说：压力整合的使用有可能降低氢站的成本。他补充说，这也减少了加氢站的体积规模，这两种都是加氢站上潜在的宝贵价值。常州空压机

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