氢气压缩机生产厂家
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一、加氢站用氢气压缩机行业概述及分类
氢气压缩机是指依托压缩空气,将水电解槽中收集来的氢气排到舷外的压缩机,其在整个氢能产业链中应用广泛,氢气生产环节制氢厂需将氢气压缩至相应储氢瓶中;在管道运输中,需要在运输途中使用氢压机提供动力;氢气送至加氢站及下游应用端后,需要经过压缩机进行再次压缩储存。
由于氢气具有密度低、体积能量密度小的特点,氢气压缩机必须要具备承压大、流量大、安全和密封性好的特质,在防止氢脆现象发生的同时,尽可能地追求较少的能源损耗。目前国内加氢站用压缩机主要分为液驱式压缩机、隔膜式压缩机和离子压缩机三类。
资料来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
二、加氢站建设步伐加快,氢压机需求增加
新能源汽车的发展带动燃料电池汽车的增长,燃料电池汽车的增长催生加氢站的需求。近年来我国加氢站建设速度加快,截至2022年我国共建成投运加氢站274座,较去年增长56座。虽然目前数量还较少,但在氢能产业快速发展和国家政策的引导下,各地政府对当地未来的加氢站建设作出了规划,未来加氢站数量会有望大幅增加,预计到2030年达1500座。
我国各地加氢站建设规划情况
地点 | 规划年限 | 建设数量(座) | 地点 | 规划年限 | 建设数量(座) |
北京 | 2025年 | 74 | 山东 | 2025年 | 100 |
上海 | 2023年 | 100 | 浙江 | 2022年 | 30 |
天津 | 2022年 | 10 | 河北 | 2022年 | 30 |
重庆 | 2025年 | 30 | 四川 | 2022年 | 15 |
广东 | 2022年 | 200 | 宁夏 | 2025年 | 1-2 |
江苏 | 2025年 | 50 | 内蒙古 | 2025年 | 90 |
河南 | 2025年 | 50 | 山西大同 | 2030年 | 100 |
湖北武汉 | 2025年 | 30-100 | 山西长治 | 2025年 | 80 |
湖南岳阳 | 2025年 | 15 | 贵州六盘水 | 2030年 | 30 |
湖南株洲 | 2025年 | 8-10 | 浙江金华 | 2025年 | >15 |
资料来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
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,加氢站数量的增加拉动了氢压机需求的增加,2023年市场规模将达4.9亿元。
数据来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
三、国产化替代趋势明显,加氢站集成商成本大幅下降
过去全球建成的加氢站多集中在日韩、欧洲和北美地区,而国内投入运营的加氢站数量相对落后,加氢站所需设备及部件较大程度依赖进口。其中,压缩机作为加氢站最为核心的设备,国内虽有不少生产厂家,但其产品在制造水平、性能等方面的表现无法满足加氢站建设运营的技术要求,再加上央企类加氢站客户基于对安全性和可靠性要求极高,过往通常指定使用进口品牌,曾一度使进口压缩机占比在70%以上。但近些年随着国产品牌技术迭代、产品性价比提升以及产品售后维修的方便性,国内加氢站承建方开始向国产品牌倾斜,市占率提升至50%。
数据来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
国产加氢站用氢压机替代化的加速,随之受益的是加氢站集成商。近两年,国内燃料电池汽车运行进入商业示范阶段,加氢站建设降本需求旺盛,而加氢站用氢气压缩机成本约占加氢站建设总成本的30%,是加氢站建设降低成本的重要环节。
数据来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
随着更多加氢站集成商选择采用国产压缩机品牌,成本将大幅下降。在购置成本方面,进口压缩机售价为300-500万元,国产压缩机售价仅为100-200万元,选择国产品牌购置成本降低200-300万元。在维修成本方面,由于进口压缩机厂家在国内人员不多,售后服务更多委托第三方机构,工时费很高,而国产氢气压缩机企业多为生产、销售、售后一体化的模式,在全国各地均有售后服务网点,使得加氢站集成商维护成本下降。未来国产品牌替代的进一步提升,以及技术不断突破,加氢站用氢压机下游加氢站集成商成本仍有下降空间。
四、隔膜式氢压机成市场主流,众多企业争先布局
加氢站用氢压机主要有隔膜式压缩机、液驱式压缩机以及离子压缩机。在三种技术路线中,我国隔膜式压缩机应用较多,市场份额占到66%,成为市场主流;其次是液驱式压缩机,市场份额为33.9%;而离子压缩机由于制造工艺复杂,成本较高而应用较少,目前只有林德在部分项目中进行示范应用,市场份额仅为0.1%。
数据来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
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,虽然其排气量相对较小,但也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,审慎起见更青睐隔膜式压缩机。
加氢站用三类压缩机优劣对比
压缩机类型 | 优劣 | 劣势 |
隔膜式压缩机 | 相对间隙小,密闭性好,氢气纯度高;单机压缩比大;散热良好;单台气体增压量大 | 单机排气量相对较小;不适用频繁启停;排气压力较大时隔膜寿命会缩短 |
液驱式压缩机 | 单机排气量相对较大;运行频率低,使用寿命长;设计简单,易于维修和保养;体积小;可以带压频繁启停 | 密封性要求高,氢气容易受到污染;更换周期短,维修费用高;单机压缩比比较低,单台增压量小;活塞结构,噪声较大 |
离子压缩机 | 构造简单,维护简单;能耗较低 | 制造标准与国内不同,引进复杂;价格较高 |
资料来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
根据观研报告网发布的《中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)》显示,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,他们集成了大约国内80%的加氢站系统, 基本都使用隔膜式压缩机。隔膜式压缩机需求的增加,吸引众多企业布局,主要有中鼎恒盛、丰电金凯威、江苏恒久机械、北京天高、北京京城、东德实业、美国PDC、英国豪顿等。
我国加氢站用隔膜式压缩机主要布局企业
企业名称 | 相关布局 |
中鼎恒盛 | 加氢站隔膜压缩机市占率达30%,氢压机最低进气压可达0.5MPa,最大排气量超过1650Nm³/h;自主研发21MPa双作用压缩机,以及用于50Mpa、90MPa加氢母站的超高压隔膜压缩机。 |
丰电金凯威 | 为冬奥会荷兰壳牌国内推荐商业氢能项目、中国石油华北石化高纯氢设施项目、中石化海南高纯氢充装项目等提供配套氢能压缩机,已在氢能行业实际导入300余台套。 |
江苏恒久机械 | 已形成年产300台氢气等各种气体隔膜式压缩机规模,覆盖航空航天、核电能源等领域。 |
北京天高 | 研发加氢站用90MPa的压缩机用于北京飞驰绿能加氢站,大连新源加氢站;开发的45 MPa压机在北京永丰、云浮思劳等8座加氢站上。 |
北京京城 | 开发排气200MPa氢气限膜压缩机,生产3套排量为120 Nm3/h的压缩机用于我国航空航天气动试验。 |
东德实业 | 推动超高压加氢站及其配套设备的国产化,顺利研发排量为750Nm/h、功率70kw、膜片寿命6000h的90MPa加氢站隔膜压缩机。 |
美国PDC | 在中国开展的业务主要是标准压缩机模块,产品可以全封闭,100%高纯度压缩,符合燃料电池用的高纯度氢气的要求;可以实行非常高的压力,*高达414兆帕。 |
英国豪顿 | 郑州三座隔膜式压缩机加氢站项目(其中550Kg/12h 一座,1050 Kg/12h 两座)将使用上海氢枫与豪顿华共同研发的45MPa高性能隔膜压缩机。 |
资料来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
五、大排量成液驱式氢压机最大优势,其渗透率有望提升
虽然目前市场主流是隔膜式压缩机,但液驱式压缩机市占率也不低,达33%。液驱式压缩机由于在排量上较隔膜式压缩机具有较大优势,同时有模块化设计、体积相对小、维修简单、密封件寿命高等特点,近两年的关注度在持续上升,也有一些企业布局加氢站用液驱式压缩机市场。
我国加氢站用液驱式压缩机主要布局企业
企业名称 | 相关布局 |
海德利森 | 全球率先将液驱活塞式压缩机应用于加氢站,并完成2008年北京奥运会、2010年世博会加氢服务保障;2018年张家口靠前座冬奥加氢站等多个项目;2019年完成5座高密度商业加氢站的建设;2021年产品用于泰山钢铁和宝武韶钢加氢站;2022冬奥会中石化西湾子站采用海德利森液驱技术。 |
青岛康普锐斯 | 自主研发90Mpa、1000kg的加氢站用压缩机,产品已经深入10个省份、近20个城市的加氢站, 广泛应用于中国石化、国家能源集团、浙能集团、江苏国富氢能、上海氢枫等大型加氢站。 |
德国麦格思维特 | 其气体压缩机主要运用于加氢站压缩机系统,能把5-20MPa的氢气增压至35MPa-70MPa,供车载储氢瓶加氢使用,该系统已成功应用在世博会、亚运会及目前已建成的部分加氢站。 |
资料来源:中国氢气压缩机行业发展深度研究与投资趋势预测报告(2023-2030年)
目前国内加氢站应用比较多的还是500kg、35MPa压缩机,但有两个趋势已经非常明显,一是70MPa加氢站的需求增加,二是大流量加氢站应用增加。这对压缩机来说,意味高压、大排量将是压缩机发展的趋势。在同样的储氢容积下,高压力意味着车辆有更长的续航里程和更优的经济性,数据显示,70MPa氢气比35MPa要多出67%的续航里程。同时,随着氢能商用车渐成规模,加氢站在有限的建设用地上满足大规模车队加注,最佳路径就是增大压缩机的排量。
而大排量正好是液驱式压缩机的最大优势,目前我国加氢站用液驱式压缩机排放量*高可达2000标准立方米每小时,而隔膜式压缩机平均排气量为540标准立方米每小时,*高可达885标准立方米每小时。在大排量的趋势下,液驱式压缩机被越来越多企业关注。再加上隔膜压缩机和液驱式压缩机两种技术路线适用于不同的应用场景,实际上并不冲突。加氢站主要分为制氢加氢一体站、固定式加氢站和撬装加氢站,隔膜式压缩机主要适用于前两类,而液驱式压缩机主要适用于撬装加氢站。因此,随着中石油、中石化等大型能源企业加氢站取消隔膜机的指定使用,液驱式压缩机未来渗透率提升空间较大,2030年市占率有望与隔膜式压缩机基本持平。
伴随着上游制氢端的爆发,行业对于氢气充装压缩机的需求也在快速上升。
“预计今年公司氢气充装压缩机的销量至少增长1倍。”中鼎恒盛董事长兼总经理罗克钦告诉高工氢电,开年以来,公司有关氢气充装压缩机的订单增长很快,整体的市场需求要比去年更为旺盛。
不止是中鼎恒盛,丰电金凯威、东德实业、星翼空间、顶瑞(北京)科技、康普锐斯、海德利森等多家国内压缩机公司都感受到市场需求的明显提升,氢气充装压缩机正迎来新一轮的爆发行情。
氢气充装压缩机市场需求剧增
在氢能领域应用的压缩机根据用途的不同,有制氢原料气压缩机、氢气充装压缩机和加氢站压缩机等多种不同类型的产品。其中,氢气充装压缩机主要应用在制氢工厂往槽车中充装氢气的环节,是出货量较大的压缩机产品之一。
氢气充装压缩机的工作原理与加氢站压缩机类似,从技术方向来看,同样有隔膜式压缩机、液驱式压缩机以及离子压缩机三种不同的类型。现阶段,三种技术路线中,隔膜式压缩机在国内氢气充装环节应用数量较多,占据市场主导地位。
受益于国家“双碳”目标及氢燃料电池汽车示范城市群政策,国内制氢储能项目开始明显增多,对氢气充装压缩机的需求未来几年将快速增长,该领域百亿级市场空间正逐步打开。
“从公司前两个月的订单情况来看,氢气充装压缩机产品的销量的确增长很快。”丰电金凯威方面表示,下游制氢端的爆发是拉动氢气充装压缩机产品需求增长的主要原因,今年是三年疫情正式结束后的一年,无论是来自化工副产氢还是电解水制氢的项目,同比去年都有显著的提升。
另一方面,绿氢产业的爆发将成为拉动氢气充装压缩机需求的新增长点。
中国工程院预计到2050年,中国氢气使用量将达到1亿吨以上,氢气增量主要来自可再生能源电解水制氢,“绿氢”广泛应用于交通、化工原料、工业能源及建筑领域,约占我国终端能源结构的10%,产业链年产值约12万亿元。未来,绿氢项目有望成为压缩机的蓝海市场。
产品向大排量方向跃升
随着行业应用需求的扩大,国内的压缩机公司都开始迭代新的氢气压缩机产品,主要是在往大排量的方向提升。
在此形势下,中鼎恒盛、丰电金凯威、东德实业、星翼空间、康普锐斯、顶瑞(北京)科技等多家公司都在持续更新迭代氢气充装压缩机产品。
现阶段,占据着国内较大市场份额的中鼎恒盛是大流量氢气充装压缩机领域的佼佼者。其研发设计的氢气充装压缩机型号丰富,最低进气压力可达0.5MPa,最大排气量超过1650Nm³/h。 凭借多年积累的技术经验与丰富的应用案例,中鼎恒盛1000 Nm³/h及以上的大排量氢气充装压缩机产品依然在行业内拥有绝对的优势。
丰电金凯威为壳牌在中国落地的靠前个商业化氢能项目提供32MPa氢气充装压缩机,公司生产的氢气充装压缩机产品还深度参与河北建投风电制氢(崇礼)、北京环宇京辉、河北建投沽源、国家能源尚义等多个制氢充装项目。在去年的北京冬奥会期间,丰电金凯威为氢气重点项目提供14台套氢气充装压缩机,占2022年北京冬奥会全部氢气充装项目的70%。
其他企业也抓紧研发新品布局氢气压缩机市场。
东德实业在去年的佛山氢能展上重磅推出了DZ35-1500充装隔膜压缩机组,这款产品实现了更高排气压力35MPa,更大排气量1500Nm³/h的双重突破,能够将长管拖车储氢能力提升40%以上,目前,该款产品已斩获多家客户订单。
星翼空间也推出了其排量为1000标方的氢气充装压缩机产品,其GDE/GDF系列隔膜式氢气充装压缩机新产品活塞力可达到25吨,占地与重量仅为上一代机型的70%,成本也降低了20%。
顶瑞(北京)科技则通过全过程数值仿真进行指标量化,革新传统机械经验设计手段,提升机械设计制造水平来打造更具安全性和可靠性的隔膜压缩机,公司研发的氢气充装压缩机产品也开始迅速打开市场。
除了隔膜式压缩机,液驱式压缩机也在大排量方向的应用上有了新的突破。
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