国产氢能压缩机正在朝第四代突破,日均一座加氢站为隔膜压缩机带来黄金市场

氢能畅想 2022-08-19

隔膜压缩机氢能汽车

2999 字丨阅读本文需 8 分钟

随着加氢站建设提速,其核心设备——隔膜压缩机迎来前所未有的发展机遇。

不久前,黄津鹄奔赴佛山市,就任广东佛燃天高流体机械设备有限公司董事长,开启了第二次创业。作为国产隔膜压缩机科研带头人,他的资历颇为深厚:参与过国家“八五”“九五”重大技术装备研制和国产化工作;参与大亚湾核电站、秦山核电站、高温气冷堆隔膜压缩机的研发;主持完成国家“921载人航天工程”中宇航员生命保障系统隔膜压缩机的研制任务;主持完成了大于90MPa的氢气隔膜压缩机的研制,填补了国内高压氢气隔膜压缩机的空白……

“可以预见,氢能将成为隔膜压缩机最大的应用市场,但其产品技术水平与国外相比还存在一定差距,高压力、大容量极限还有待突破。”黄津鹄说,隔膜压缩机不能成为我国氢能产业发展的短板,这次创业是带着使命而来。

从向国外学习到自主创新

隔膜式压缩机是压缩和运输各种高纯气体、贵重稀有气体、有毒有害气体和腐蚀性气体的机器设备,广泛应用于氢能应用、核电核能、食品医药、石油化工、电子材料和国防军工等领域。

1916年,法国人Henri Corblin发明了隔膜压缩机,该技术具有压缩比大、密封性好、压缩气体不受润滑油和其他固体杂质污染的特点。长期以来,隔膜压缩机技术被法国、德国和美国企业所垄断。随着几代人的努力,目前,我国隔膜压缩机生产能力达到国际先进水平,并形成一定的产业集群。其中,北京第一通用机械厂是国产隔膜压缩机的发源地。

“这是一个模仿学习到自主创新、再到原理创新的过程。”黄津鹄从学徒做起,历任北京第一通用机械厂隔膜室主任、压研所副所长、开发服务部经理。据他介绍,上个世纪60年代初,根据第一机械工业部要求,北京第一通用机械厂参考法国设备制造出我国第一台隔膜压缩机G2V-5/200;20世纪60年代末到70年代中期,以陈第岱为代表的第二代科研人员奠定了国产隔膜压缩机的基础理论;二十世纪七十年代末到八十年代末,以李永进为代表的第三代科研人员团队为隔膜压缩机膜片材料国产化奠定了基础。

“我算是第四代科研团队的‘带头人’。那时候接到指令就干,只要有进口隔膜压缩机的地方都去参观学习过,产品设计、机器调试、故障维修,什么活都干,这为以后的工作打下扎实基础。在上世纪90年代中期,中科院某单位进口了一台超高压200MPa的隔膜压缩机,当时没有人能调试,最后是由我调试成功的,而且这个记录在中国隔膜压缩机界保持了将近20年。”黄津鹄说,他一辈子只做了隔膜压缩机一件事,研发出了膜片破裂报警检测系统,建立了系列化、模块化、标准化的产品体系,推动隔膜压缩机市场初具规模。

创业之路步履维艰

2001年,黄津鹄创办了北京天高隔膜压缩机有限公司,开始了第一次创业。黄津鹄对设备进行了“压力补油,压力润滑”等多项技术改进,使设备的承载能力大幅度提升。“十一五”“十二五”和“十三五”期间,公司连续三届承担了国家科技部的加氢领域课题。由北京市人民政府、中国人民解放军总装备部、北京市知识产权局、中国机械工业联合会等单位颁发的各种科学技术荣誉证书和奖章积攒了厚厚一摞。

“但创业之路并不平坦,为响应国家环保要求,工厂多次搬迁,业务发展和运营都受到极大的制约和影响,技术创新也难以及时转化。”黄津鹄坦言,也迷茫过,骨子里还是觉得自己是一名研发人员。

2020年底,黄津鹄接触到了佛燃能源集团股份有限公司。彼时,后者正在积极布局氢能产业。多次沟通后,双方于去年6月共同出资创建广东佛燃天高流体机械设备有限公司。由此,黄津鹄踏上了第二次创业之路。

“新厂房一期产能300台/年,后续将扩产至1000台/年。2022年订单总额有望实现3倍增长。公司在人才、服务、交付时间等方面的短板将快速补齐,自己也能专注于技术研发。”黄津鹄给自己起了个“黄老创”的网名,鼓励自己专注于创新研发。“在技术突破上,始终觉得自己担负着使命。单缸最大容积、单台机器最大电机功率的极限在哪?隔膜压缩机能否抽真空、能压缩多高温度的气体?当然还有隔膜压缩机新原理的探索,这里面还有很多想象空间,也是隔膜压缩机性能参数的边界,就像攀登珠穆朗玛峰,很难,也是乐趣所在。”

加氢站用压缩机市场格局与空间

氢能因来源广泛、清洁无碳,被视为实现交通运输领域大规模深度脱碳的最佳选择。而加氢站作为联系上下游产业链的核心枢纽,已成为氢能发展的关键环节。加氢站核心设备包括氢气压缩机、加氢机、卸气柱、顺序控制柜、储氢瓶组等,其中氢气压缩机是核心关键单体设备之一。

加氢站用压缩机主要有隔膜式压缩机、液驱式压缩机以及离子压缩机。现阶段,三种技术路线中隔膜式压缩机和液驱式压缩机应用最多,两者的应用比例大概为7:3;离子压缩机在国内应用案例最少,主要是林德在部分项目中进行示范应用。

隔膜式压缩机之所以成为目前市场应用主流,一方面隔膜式压缩机具有压缩过程中不受污染、无泄漏,压缩比大,排气压力高等优势,包括其排气量特点,较符合当前阶段加氢站对氢气压缩机的技术要求;另一方面,隔膜式压缩机技术应用成熟度高,国内隔膜压缩机在技术层面上基本不存在太大问题,甚至处于国际领先水平,加氢站承建方在选择技术路线时,审慎起见更青睐于隔膜式压缩机。目前国内主要的加氢站集成商,如上海舜华、上海氢枫、国富氢能、液空厚普,基本都使用隔膜式压缩机。

目前,在国内供应隔膜压缩机的企业有中鼎恒盛、丰电金凯威、北京天高、江苏恒久机械、京城环保、东德实业、美国PDC、豪顿、德国HOFER、羿弓氢能、金星股份、星翼空间等;液驱式压缩机企业有海德利森、青岛康普锐斯、美国Haskel、德国麦格思维特等。

受益于国家“双碳”目标及氢燃料电池汽车示范城市群政策,国内加氢站建设明显提速,加氢站氢气压缩机也迎来发展快速期。

据高工产研氢电研究所(GGII)《2022年中国加氢站市场调研报告》,2021年中国加氢站用氢气压缩机市场规模约为2.1亿元,同比实现翻番。GGII预计,2025年中国加氢站用氢气压缩机市场规模将达到7亿元以上,2021-2025年均复合增长率超过35%。叠加可再生能源制氢及氢储能项目,针对氢气压缩机的下游需求未来几年将迎来快速增长。

加氢站氢气压缩机这一极具潜力的市场发展空间正被逐步打开。

加氢站项目爆发 压缩机厂商技术和市场双管齐下

随着国家和地方将“超前建设加氢站”纳入规划,国内加氢站的建设明显提速。近日国家能源局表示,截至6月底全国已建成加氢站超270座,二季度在疫情等因素的影响下,全国依旧完成了超20座的加氢站建设。而压缩机作为加氢站设备的核心设备,相关厂商近期更是动作频频,部分企业更是实现了技术的进一步突破。

1、8月9日,石化机械在投资者互动平台表示,公司90MPa氢压缩机已组装下线,正在进行各项性能测试。

2、近日,丰电金凯威250MPa超高压氢气隔膜压缩机研制成功,并通过第三方权威检测。各项数据符合产品标准要求,排气压力大于250MPa、排气流量大于200Nm³/h。为首批通过测试的超高压隔膜压缩机产品。而其90MPa压缩机已投入市场。

3、日前,广东佛燃天高联合创始人陈如意在氢20峰会上表示,天高隔膜压缩机已迈入300MPa时代,同时其“卡箍式”气缸结构设计已完成400MPa气缸和随动阀的压力试验。

而在市场布局方面,压缩机企业近期也并没有落下,如苏州瑞驱电动科技有限公司25万台/年压缩机项目于近日落地鄂尔多斯伊金霍洛旗地区,丰电科技发布公告表示子公司丰电金凯威常熟智能工厂已封顶,产线搬迁计划也已启动,预计2022年下半年可投产。

氢云链数据库显示,二季度氢气压缩机采购出现了大幅增长的情况,其中多数用于加氢站,同时部分化工企业也开始采购氢气压缩机。而自8月以来,加氢站的招标项目开始爆发,接近日均一座加氢站相关招标或即将进入招标环节。

从项目来看,非城市群地区占比达到了50%,且相关地区多数已发布或即将发布省级氢能规划,其中贵州和陕西的氢能规划均在近日发布;浙江氢能规划已于2021年发布;山西发布的《山西省扎实推进稳住经济一揽子政策措施行动计划》指出,将编制《山西省氢能产业发展中长期规划(2022-2035 年)》;广西省级氢能规划正在编制中;四川和湖北则为第二批城市群的热点地区,且均发布了省级规划。

文章来源:中国能源报,高工氢燃料电池,氢云链

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