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好品山东|山东青岛:“小众技术”闯出氢能广阔天地

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随着碳中和的脚步不断加快,氢能产业的发展潜力正在逐渐释放,也为在关键技术领域具备核心竞争力的企业打开了机遇之门。

自主研发的加氢站液驱压缩机投入市场一年多时间,就拿下了10%的国内市场占有率。青岛康普锐斯能源科技有限公司为加氢站加装国产“心脏”,从液驱压缩技术的小众领域切入,成功打破国外技术垄断,成为氢能产业赛道的“种子选手”。

依托前瞻的布局和过硬的实力,康普锐斯正在以液驱压缩机为突破口,整合氢能产业链上下游资源,探索制储运加一体化的氢能行业解决方案。

自主国产化 让高性能和低成本兼得

走进位于青岛西海岸新区海西科技园的康普锐斯,车间里整齐排列的“铁房子”,就是生产调试完备准备发货的加氢站用压缩机。

“这款产品体积只有传统压缩机的一半,占地面积仅8.28平方米,但它的排量却翻了一番,具有单级压缩比低、排放温度低、压缩效率高等特点,是目前业内压力最高、排量最大的加氢站用压缩机。”康普锐斯董事长尹智介绍,康普锐斯首创的带隔离腔结构的两级双作用液驱压缩机,成功打破了进口设备在该领域对国内市场的垄断,排气压力达到了90兆帕,排量为1000公斤/天。

这样的排量是怎样的加氢速度?在应用了这款压缩机的西海岸新区中广能源加氢站,仅4分钟,一辆长近10米的真情巴士66路氢燃料电池公交车就完成了充氢。

成本高企是当前困扰氢能产业推广的重要因素。康普锐斯的优势不仅在于高性能,还在于国产化带来的低成本。

“加氢站建设成本达到1500万,压缩机占到其中的1/3。我们通过研发攻关,在国内率先实现了液驱式加氢站用压缩机部件全部国产化,不仅实现了主机价格下降,配套的相关工艺也大大减少了加氢站的建设成本。据估算,制氢加氢一体站创新产品能够降低总投资约1/3。”尹智表示。

中国石化、国家能源集团、浙能集团、江苏国富氢能、上海氢枫……在康普锐斯的客户名单上,一众国内知名氢能企业赫然在列。凭借体积小、排量大、价格低的优势,康普锐斯生产的加氢站用压缩机已经深入10个省份、近20个城市的加氢站,2022年还获得了来自海外的订单。

深耕液驱赛道 挑战高难度目标

成立于2017年的康普锐斯很“年轻”。事实上,在康普锐斯切入加氢站液驱压缩机领域之前,国内加氢站压缩机市场几乎是隔膜压缩机的“天下”。

彼时,全球能源转型的大幕已然拉开,天然气在能源使用占比中已经开始呈现下降趋势,而氢能因为其清洁环保、能量密度高的优势正在加速崛起。正是看到了这一机遇,2019年,在天然气液驱压缩机技术研发领域深耕了十余年的尹智决定带着团队投身加氢站压缩机的研发。

尹智带领研发团队走访调研了国内近40家加氢站,由于国外技术的长期垄断,加氢站用压缩机的价格一直居高不下,而且也不符合国内加氢站的实际情况;同时,主流的隔膜压缩机并不适应加氢站频繁启停工况,频繁启停会造成器件损坏。

“从国际市场看,加氢站压缩机领域液驱式压缩机占比远高于隔膜式压缩机;从天然气压缩机行业发展路径判断,加氢站领域液驱压缩机替代隔膜压缩机也是必然趋势。”这更加坚定了尹智和团队以液驱技术路线自主研发加氢站压缩机的决心。

在确定产品参数的时候,研发团队决定挑战高难度目标——研究90兆帕、1000公斤的加氢站用压缩机,而在当时加氢站使用较多的是45兆帕、500公斤的压缩机。参数翻一倍,难度却成几倍增加。他们不仅要解决核心零部件和高压临氢材料的问题,同时还要解决加氢站用压缩机普遍的排气温度高、效率低、卸车率低等通病。

历时7个月攻关,2019年的最后一天,康普锐斯加氢站用压缩机开机测试,压力、排量均达到了设计目标值。

一个名不见经传的公司研究出90兆帕、1000公斤的加氢站用压缩机,这一消息在行业内引起了不小的震动甚至质疑。康普锐斯则以实际应用中的表现证明了自己。

2020年4月,康普锐斯加氢站用压缩机通过了合肥通用机电产品检测院有限公司(国家压缩机制冷设备质量监督检验中心)的第三方检测认证,产品性能指标远超2019年国家重点专项87.5兆帕,200标方每小时的指标要求。

在湖北襄阳国家燃料电池汽车检测中心加氢站,康普锐斯与邻近的进口压缩机“同台竞技”,能耗仅为同台对比进口产品的1/3,价格不足进口设备的一半,稳定运行16个月,无易损件更换,无维修。

2022年初,康普锐斯在零下45℃的漠河场站,保障客户的氢燃料电池车辆完成场地极寒环境测试需求,也验证了设备在零下极端条件下的性能。

康普锐斯研发的加氢站用压缩机,先后入选山东省“十四五”氢能重大示范项目和2021年度山东省能源领域新技术、新产品和新设备目录。目前,康普锐斯还和山东科技大学、中国石油大学、西安交通大学、中国科学院等单位联合申报多个山东省、青岛市科技创新项目,共同研发氢能相关的新型科技技术。

“一年多时间,康普锐斯推广压缩机30余套,所有出厂产品运行无一次易损件更换。”站在车间中央,尹智坦言,“一年多以前搬到海西科技园时,还不知道什么时候能把这么大的厂房完全利用起来。2022年,订单量较2021年翻了一番,实现了超预期发展。”

切入全产业链 布局零碳产业基地

高速增长的订单背后,是驶入快车道的氢能产业。

据估算,加氢站压缩机市场在2035年将达到百亿级,加氢站装备市场将达到五百亿级。到2050年,加氢站压缩机的市场规模将达到千亿级,加氢站装备市场将达五千亿级。

康普锐斯的梦想并不止于加氢站压缩技术的进口替代。

“压缩”技术,是串联整个氢能产业链的关键技术。以液驱压缩技术切入氢能产业链上下游更多场景,尹智和团队深入研究氢能全产业链的需求,针对未来氢能行业发展已经预研了适用于制氢加氢一体站、氢气槽车充装用压缩机等应用场景的8个系列30多款产品,成为氢能压缩机领域全能选手。

“针对制氢端的应用,我们和中石化合作研发了高级别的大排量每小时2000标方的氢气充装压缩机。”尹智说,这将打破行业内氢气充装压缩机排量的“天花板”。

作为青岛氢能和储能产业链的“链主”企业,康普锐斯围绕氢能产业发展的布局正全面铺开。

国家能源局等五部委公布的《燃料电池汽车城市群示范目标和积分评价体系》中,在氢能供应及经济性上,城市群示范目标为加氢站零售价格不高于每公斤35元。作为首批燃料电池汽车示范应用城市群的广东,甚至提出车用氢气终端售价降到每公斤30元以下。

“在不少城市,现在的市场价格,与目标价格相比几乎翻倍。仅槽车运输一项,每公斤增加成本至少10元。以现有‘工业副产氢+槽车运输+加氢站’加注的方式几乎不可能将氢气成本降低到目标值,只有制储运加用一体化的布局才能真正实现降低成本。”尹智说。

康普锐斯正在规划建设零碳生产基地、绿氢示范加氢站、氢能装备研究检测中心,采用光伏电解水制氢的方式,通过自研自产的充装压缩机储存到加氢站,再通过加氢站用压缩机给氢燃料电池车加注,形成绿氢制、储、供、加一体化的能源综合利用模式,实现可再生能源储能和谷电消纳的功能。

“据测算,这样的制氢加氢一体站项目可以将氢气车端成本控制在每公斤35元以内。”尹智表示,“我们希望通过零碳生产基地的建设,探索氢能产业的‘青岛模式’,为降低用氢成本、加速能源结构调整打造样板示范。”

(来源:青岛日报)

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