青島自主研發(fā)液驅(qū)氫氣壓縮機(jī)助力“雙碳”

“別看這款加氫站用壓縮機(jī)體積不大，只有傳統(tǒng)加氫站用壓縮機(jī)的一半，但它的排量卻翻了一番，具有單級(jí)壓縮比低、排放溫度低、壓縮效率高等特點(diǎn)，目前已在全國近20個(gè)城市廣泛投入使用。”3月25日，青島康普銳斯能源科技有限公司董事長尹智在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示。

“作為唯一具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液驅(qū)氫氣壓縮機(jī)研發(fā)生產(chǎn)制造商，他們公司成功打破國外進(jìn)口設(shè)備在這個(gè)領(lǐng)域?qū)鴥?nèi)技術(shù)市場的壟斷。”尹智說，這得益于青島西海岸新區(qū)在規(guī)模化制氫、氫能化工、氫能設(shè)備制造等領(lǐng)域，集聚了一批具有核心競爭力的氫能企業(yè)，不斷延伸氫能產(chǎn)業(yè)鏈條帶來的成果。

打破國外技術(shù)壟斷

冒著連綿不斷的春雨，記者走進(jìn)位于青島西海岸新區(qū)海西科技園的青島康普銳斯能源科技有限公司，看到工人們正忙著組裝加氫站用壓縮機(jī)。

“行業(yè)數(shù)據(jù)分析，今年加氫站新建站數(shù)量將達(dá)到去年3倍以上，壓縮機(jī)需求量也成倍增長。今年前兩個(gè)月我們接到的訂單是去年同期的兩倍多，工人們正在加緊組裝生產(chǎn)。”尹智說，3月份以來，他們統(tǒng)籌抓好疫情防控和企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)兩不誤，全力爭取首季‘開門紅。’”

尹智指著車間中整齊排列的“鐵房子”告訴記者，這就是他們公司自主研制的加氫站用壓縮機(jī)，是目前國內(nèi)唯一的全部國產(chǎn)化且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液驅(qū)式加氫站用壓縮機(jī)。

“這臺(tái)加氫站用壓縮機(jī)相較于傳統(tǒng)大型壓縮機(jī)，它的身材要嬌小很多，占地面積僅8.28平方米，差不多有兩張雙人床那么大。”尹智自豪地說，因?yàn)榇蚱屏藝獾募夹g(shù)壟斷，這款加氫站用壓縮機(jī)的價(jià)格下降了近一半。

“原本建設(shè)一座加氫站的費(fèi)用高達(dá)1500萬元，其中進(jìn)口壓縮機(jī)的價(jià)格占到了三分之一還多。而全部國產(chǎn)化、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的加氫站用壓縮機(jī)的誕生，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。”尹智表示，不僅主機(jī)價(jià)格下降，配套的相關(guān)工藝也大大減少了加氫站的建設(shè)成本。目前，建設(shè)一座加氫站的費(fèi)用僅需要800萬元。

成本打折，質(zhì)量不能打折。在新區(qū)中廣能源加氫站，記者看到，66路氫燃料電池公交車正有序駛進(jìn)加氫站加氫。工作人員打開加氫口，夾上靜電夾，然后將加注槍對(duì)準(zhǔn)加氫口，一插一按，氫燃料電池公交車便開始了充氫。“吧嗒”，4分鐘后，隨著加注槍跳槍，壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)，這輛長達(dá)近10米的“大家伙”已經(jīng)完成充氫。

“這臺(tái)設(shè)備一天可以滿足30至40輛公交車的充裝需求。”尹智說。

圖為氫燃料電池公交車正在使用加氫站用壓縮機(jī)充氫

7個(gè)月完成自主研發(fā)

說起為何會(huì)自主研發(fā)加氫站用壓縮機(jī)時(shí)，尹智告訴記者，早在15年前大學(xué)實(shí)習(xí)期間，他就踏入了液驅(qū)壓縮機(jī)行業(yè)。“那時(shí)專注于天然氣領(lǐng)域，研究加氣站用壓縮機(jī)制造技術(shù)，然而經(jīng)過多年的發(fā)展，天然氣在燃料使用方面呈下降的趨勢(shì)，我們就開始尋找新的發(fā)展方向。”尹智說。

眾所周知，氫能具有清潔環(huán)保、能量密度高等優(yōu)勢(shì)，在汽車燃料領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｈ欢捎趪饧夹g(shù)的長期壟斷，加氫站用壓縮機(jī)的造價(jià)一直居高不下。加氫站用壓縮機(jī)與加氣站用壓縮機(jī)有著共通之處，能否依靠自身經(jīng)驗(yàn)，研制出國產(chǎn)加氫站用壓縮機(jī)呢?這個(gè)想法萌生后，尹智便開始投身氫能行業(yè)。

由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)沒有相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，尹智只能通過查閱氫能書籍、氫能產(chǎn)業(yè)論文了解行業(yè)動(dòng)態(tài)，直到2019年最終確定研發(fā)加氫站用壓縮機(jī)。

尹智帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)走訪調(diào)研了國內(nèi)近40家加氫站，他的足跡遍布大江南北。尹智說，因?yàn)樽约河兄嗄暌候?qū)壓縮機(jī)的研究經(jīng)驗(yàn)，首先便確定了采用液壓驅(qū)動(dòng)的方式。在確定產(chǎn)品參數(shù)的時(shí)候，考慮公司體量小、知名度低，想要快速打開市場就要做“重磅”產(chǎn)品，他決定挑戰(zhàn)高難度目標(biāo)——研究90Mpa、1000公斤的加氫站用壓縮機(jī)，而在當(dāng)時(shí)加氫站使用較多的是45Mpa、500公斤的壓縮機(jī)。

參數(shù)翻一倍，難度卻成幾倍增加。不僅要克服高壓力、大排量的困難，解決核心零部件和高壓臨氫材料的問題，同時(shí)還要解決在前期走訪調(diào)研中了解到的加氫站用壓縮機(jī)都有的排氣量小、排氣溫度高、卸車率低等通病。尹智帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員夜以繼日、不斷鉆研，翻閱書籍、查看文獻(xiàn)，團(tuán)隊(duì)5人經(jīng)常天未亮就起床，深夜才入睡，餓了就泡一包泡面，有時(shí)涼透了才想起來吃。

功夫不負(fù)有心人。歷時(shí)7個(gè)月，終于在2019年12月31日，康普銳斯加氫站用壓縮機(jī)開機(jī)測(cè)試，壓力、排量均達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)值。“那一年，我度過了一個(gè)終生難忘的跨年夜。”尹智說。

助力碳達(dá)峰碳中和

“我們成功自主研制出了90Mpa、1000公斤/天的加氫站用壓縮機(jī)，這一消息在行業(yè)內(nèi)引起軒然大波。”尹智表示，2020年4月，青島市工信局發(fā)布消息稱康普銳斯加氫站用壓縮機(jī)通過了合肥通用機(jī)電產(chǎn)品檢測(cè)院有限公司(國家壓縮機(jī)制冷設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心)的第三方檢測(cè)認(rèn)證，讓這款加氫站用壓縮機(jī)得到認(rèn)可。

技術(shù)難關(guān)攻克以后，就要考慮產(chǎn)業(yè)市場化。“考慮到市場需求和個(gè)性化定制，目前研發(fā)生產(chǎn)的加氫站用壓縮機(jī)為45Mpa和90Mpa兩種。”尹智說，加氫站用壓縮機(jī)排量則可以根據(jù)客戶需求定制。

談起未來打算，尹智表示，為落實(shí)“雙碳”，他們正在著手規(guī)劃建設(shè)零碳產(chǎn)業(yè)園，其中最重要的部分就是“綠氫”加氫站。

“所謂‘綠氫’就是在氫氣從生產(chǎn)到最后使用的整個(gè)生命周期中沒有碳排放。”尹智說，為此，“康普銳斯”將在產(chǎn)業(yè)園中鋪設(shè)近3萬平方米的光伏屋頂用于發(fā)電，除供廠區(qū)自用外，剩余電力用電解水的方式制成氫氣，通過自研自產(chǎn)的充裝壓縮機(jī)儲(chǔ)存到加氫站，再通過加氫站用壓縮機(jī)給氫燃料電池車加注，為青島市乃至全國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、縮小用氫成本、助力“雙碳”貢獻(xiàn)一份力量。

(受訪者供圖)

關(guān)鍵詞： 氫燃料電池 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 國外技術(shù) 大江南北