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降低加氫站成本不妨從壓縮機下手
本文摘取：壓縮機網(wǎng)
氫革命正在進行中，勢頭一直在增長，但雞和蛋難題仍然在這個熱門話題的辯論中出現(xiàn)--燃料電池汽車(FCVs)制造商不愿意在沒有足夠氫燃料補給的情況下，大規(guī)模生產(chǎn)和銷售FCV；而加氫站建設(shè)者不愿意在沒有足夠FCV的情況下建造加氫站。日益增長的燃料電池汽車市場需要一個強大的加氫站網(wǎng)絡(luò)，但這些站點的成本仍然很高。
美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員提出的一種解決方案，可以大幅削減成本，提高燃料的補充能力--幫助氫與汽油競爭。這一概念被稱為兩級壓力整合，旨在降
低氫燃料站的最大成本之一：壓縮機。
通過重新設(shè)想氫氣的儲存方式和壓縮機的運行方式，壓力整合策略可以將一個新的氫氣站的設(shè)備成本降低30%，或者允許現(xiàn)有的站點在不購買新壓縮機的情況下將其燃料容量增加一倍。
阿貢的研究人員在超過十年的時間里，一直在評估氫氣輸送和加注的過程和成本，并得到了DOE能源效率和可再生能源辦公室(EERE)下屬的燃料電池技術(shù)辦公室(FCTO)的支持和指導(dǎo)。
壓力整合的想法在2012年成形，經(jīng)過實驗室分析，壓縮機和存儲占了一半以上的成本。這確實激發(fā)了我們的思考和好奇心，阿貢領(lǐng)導(dǎo)這項研究的首席能源系統(tǒng)分析師Amgad Elgowainy說。你怎么能降低壓縮成本呢?
從更近的角度看，阿貢的研究小組發(fā)現(xiàn)，加氫站的壓縮機往往尺寸過大，使用不足。該設(shè)備在高峰時刻努力工作，以保持高壓力和為顧客加注氫氣，但其他時間卻閑置著。隨著壓力降低，氫氣供應(yīng)罐的排空，加氫站有效分配氫氣的能力也降低了。Elgowainy說：在一個典型的加氫站設(shè)計中，有些車輛無法完全填滿，因為供應(yīng)壓縮機儲罐的壓力越來越小，從消費者的角度來看，這簡直是糟糕。兩級壓縮系統(tǒng)通過將供應(yīng)存儲分為兩級來實現(xiàn)。
在非高峰期間，壓縮機將氫氣從第2級容器轉(zhuǎn)移到第1級容器中，而不是閑置的。當為儲氫罐加注高壓氫氣時，壓縮機將從第1級儲氫罐中抽取氫氣。由于在非峰值時的壓力整合，第1層處于高壓狀態(tài)，壓縮機能夠?qū)崿F(xiàn)比其他類型的壓縮機更高的吞吐量。
這不是新發(fā)明，Elgowainy說。這是一種在加注氫氣時的發(fā)明。該方法可以與任何儲氫系統(tǒng)一起工作，無論是固定式地面儲存還是用管式拖車輸送氫氣。
由于壓縮機使用合并式壓縮方法，可以使加氫站使用更小、更便宜的壓縮機。兩級壓縮方法可以使加氫站的氫氣利用率達到80%，而在普通的加氫站只有約60％。這樣可以增加氫氣運輸效率，進一步降低成本，并減少了燃料供應(yīng)的中斷。
最后，新方法通過持續(xù)穩(wěn)定地運行壓縮機，有助于延長壓縮機的使用壽命和可靠性，而不是隨著需求波動隨時啟動和停止。Elgowainy說，這一概念最終可以應(yīng)用于氫以外的領(lǐng)域，并對其他氣態(tài)燃料（如壓縮天然氣燃料）也有幫助。在過去的三年里，阿貢研究人員在國家可再生能源實驗室測試和改進了兩級壓力整合概念。
現(xiàn)在，由于能源部技術(shù)商業(yè)化基金的獎勵，他們計劃做一個真實的演示。位于賓夕法尼亞州沃明斯特(Warminster)的壓縮機制造商PDC機械公司正在與阿貢合作。PDC副總裁Kareem Afzal說：壓力整合的使用有可能降低氫站的成本。他補充說，這也減少了加氫站的體積規(guī)模，這兩種都是加氫站上潛在的寶貴價值。常州空壓機 |
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