摘要：

從加氫站工藝設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)體系、審批流程、全產(chǎn)業(yè)鏈條及核心技術(shù)等方面對(duì)我國(guó)加氫站發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，剖析討論了加氫站發(fā)展存在的問題。提出了推進(jìn)我國(guó)加氫站發(fā)展的建議，分析了我國(guó)加氫站的發(fā)展趨勢(shì)。

引言

氫能是最具發(fā)展?jié)摿Φ亩文茉碵1]，可為氫燃料電池汽車提供動(dòng)力，也是清潔能源的重要組成部分。加氫站是氫能利用過程中重要的一環(huán)。合理布局建設(shè)加氫站，可以促進(jìn)燃料電池汽車以及氫能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。目前我國(guó)加氫站主要分布于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)（如長(zhǎng)三角、珠三角等），并多以內(nèi)部試驗(yàn)和測(cè)試用途為主，對(duì)外運(yùn)營(yíng)的加氫站較少，其加注壓力一般為35MPa[2]。根據(jù)2018年發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，將會(huì)有5萬輛氫燃料電池汽車，加氫站則不少于500座。

本文從我國(guó)加氫站工藝設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)體系、審批流程、氫能產(chǎn)業(yè)鏈條以及核心技術(shù)等方面的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析我國(guó)加氫站發(fā)展所面臨的主要問題，并提出了我國(guó)加氫站的發(fā)展建議。

01 加氫站發(fā)展現(xiàn)狀

1.1加氫站工藝設(shè)備現(xiàn)狀

1.1.1加氫站分類

按照氫氣來源分，加氫站可分為外供氫、站內(nèi)制氫；按加注壓力分，可分為35MPa，70MPa；按照是否可移動(dòng)分，可分為固定式、撬裝式、移動(dòng)式；按照儲(chǔ)氫方式分，則可分為氣氫、液氫、固態(tài)儲(chǔ)氫和其他類別。

1.1.2儲(chǔ)氫方式

儲(chǔ)氫方式一般分為化學(xué)儲(chǔ)氫（有機(jī)液體儲(chǔ)氫）、物理儲(chǔ)氫、吸附（固態(tài)）儲(chǔ)氫。物理儲(chǔ)氫包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和液態(tài)儲(chǔ)氫。幾種儲(chǔ)氫方式的對(duì)比可見表1[4]。

1.1.3加氫站工藝流程

不同氫源的加氫站示意簡(jiǎn)圖可見圖1。目前加氫站一般采用長(zhǎng)管拖車外供、高壓儲(chǔ)存氣氫，工藝流程如圖2所示。

1.1.4氫壓縮機(jī)

氫壓縮機(jī)的主要目的是將來自長(zhǎng)管拖車、管道或緩沖罐的氫氣壓縮至高壓狀態(tài)，再送往儲(chǔ)氫容器或加氫機(jī)。根據(jù)流量、吸氣及排氣壓力，選擇合適類型的氫壓縮機(jī)。目前加氫站使用的壓縮機(jī)主要為隔膜式、離子式和液驅(qū)式壓縮機(jī)。

1.1.5儲(chǔ)存裝置

加氫站的儲(chǔ)存裝置一般采用儲(chǔ)氫瓶組和高壓儲(chǔ)氫罐。

（1）氣氫儲(chǔ)罐氣氫儲(chǔ)罐目前主要有兩種，一種為按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T26466—2011《固定式高壓儲(chǔ)氫用鋼帶錯(cuò)繞式容器》[4]制造的鋼帶錯(cuò)繞高壓儲(chǔ)氫容器；另一種為多層包扎式高壓儲(chǔ)氫容器。

（2）儲(chǔ)氫瓶組

儲(chǔ)氫瓶組由多個(gè)大容積無縫鋼質(zhì)氣瓶或瓶式容器組成，自2010年開始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)，但該產(chǎn)品目前缺乏相應(yīng)的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）液氫儲(chǔ)罐

國(guó)內(nèi)目前尚且沒有液氫儲(chǔ)罐應(yīng)用于民用加氫站。但隨著氫液化技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化，液氫儲(chǔ)罐使用會(huì)越來越廣泛。

為了滿足車用儲(chǔ)氫氣瓶35MPa和70MPa壓力的加注要求，加氫站的高壓儲(chǔ)氫裝置壓力分別應(yīng)達(dá)到45MPa和87.5MPa。儲(chǔ)氫裝置需要考慮材料抗氫脆性能、材料的抗疲勞性能、使用壽命和定期檢驗(yàn)等參數(shù)。目前市場(chǎng)監(jiān)督管理總局正在組織制定專門針對(duì)加氫站用儲(chǔ)氫裝置的設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行的管理技術(shù)要求。

1.1.6加注

加氫機(jī)由質(zhì)量流量計(jì)、液晶顯示屏、順序控制系統(tǒng)、加氣軟管、加氫槍、防拉脫裝置和安全保護(hù)系統(tǒng)等部分組成。整機(jī)防爆等級(jí)為IICT4，通常加氫流量<3.6kg/min。

加注協(xié)議一般采用SAEJ2601。加注壓力一般為35MPa和70MPa。相比35MPa氫氣加注，在70MPa條件下氫氣加注需滿足更高要求，參照SAEJ2601標(biāo)準(zhǔn)，氫氣在加注前需要預(yù)冷卻，最低冷卻至-40℃，加氫站還須配備制冷機(jī)和換熱器。

1.2加氫站標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

我國(guó)加氫站現(xiàn)行的主要標(biāo)準(zhǔn)可見表2。近年來我國(guó)氫能發(fā)展速度較快，我國(guó)在涉及加氫站的某些環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)未能跟上行業(yè)發(fā)展的步伐，部分標(biāo)準(zhǔn)仍未出臺(tái)[5]，如液氫運(yùn)輸、高壓儲(chǔ)氫、液氫儲(chǔ)存設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等。加氫站加注協(xié)議采用SAEJ2601，尚無中國(guó)的加注協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)營(yíng)過程中，加氫站資質(zhì)許可條件、加氫站關(guān)鍵設(shè)備的檢測(cè)監(jiān)測(cè)、加氫站安全運(yùn)營(yíng)管理等方面的規(guī)范具體實(shí)施還處于發(fā)展階段。涉及到加氫站具體安全要求、操作流程等的規(guī)范還不完善，尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，我國(guó)亟需建立加氫站安全運(yùn)行管理方面的標(biāo)準(zhǔn)體系。

1.3加氫站規(guī)劃審批現(xiàn)狀

目前我國(guó)加氫站的規(guī)劃審批已有一些成功經(jīng)驗(yàn)，但仍存在流程不規(guī)范、不統(tǒng)一，管理部門不明等問題。

1.3.1管理歸屬有爭(zhēng)議

立項(xiàng)審批是加氫站建設(shè)的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，我國(guó)還沒有發(fā)布關(guān)于加氫站審批程序的管理規(guī)定。部分已建成加氫站的城市，如武漢、佛山等地制定了加氫站的地方管理辦法。審批過程中出現(xiàn)的問題主要包括：對(duì)氫能管理歸屬不明、審批過程繁瑣等。按照?；饭芾?，氫氣還是按照能源來管理，目前爭(zhēng)議頗大。如果按?；饭芾?，建站審批流程復(fù)雜，準(zhǔn)入條件較嚴(yán)格；如果按照能源管理，建站的審批程序相對(duì)簡(jiǎn)單，但在安全方面需增加更多要求。部分發(fā)達(dá)國(guó)家一般把氫能作為一種特定能源來管理。

1.3.2主管部門不清晰

《關(guān)于落實(shí)〈政府工作報(bào)告〉重點(diǎn)工作部門分工的意見》（國(guó)發(fā)〔2019〕8號(hào)）確定“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”的工作，由財(cái)政部、工信部、發(fā)改委、商務(wù)部、交通部、住建部、能源局等部門按職責(zé)分工負(fù)責(zé)。但當(dāng)前全國(guó)各地加氫站的主管部門并不明確。如，廣東省的加氫站設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的管理由省住建廳負(fù)責(zé)；而武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（漢南區(qū)）的加氫站項(xiàng)目準(zhǔn)入管理則由行政審批局負(fù)責(zé)。

1.3.3行政許可要求不統(tǒng)一

加氫站的許可證書管理要求各地不一致。例如，佛山市根據(jù)《加氫站管理辦法》要求，在加氫站投入使用前需取得《加氫站經(jīng)營(yíng)許可證》；武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（漢南區(qū)）根據(jù)《加氫站審批及管理暫行辦法》，加氫站須參照《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》，取得《燃?xì)饨?jīng)營(yíng)許可證》后方可運(yùn)營(yíng)。

1.3.4缺乏加氫站規(guī)劃布局

根據(jù)GB/T34584—2017《加氫站安全技術(shù)規(guī)范》[6]規(guī)定，加氫站選址應(yīng)符合城鎮(zhèn)規(guī)劃，但當(dāng)前全國(guó)各地均未就加氫站選址出臺(tái)具體的規(guī)劃方案。

1.3.5審批程序不清晰

審批程序涉及的主管部門較多。以佛山（云?。都託湔竟芾磙k法》為例，涉及的主管部門多達(dá)十個(gè)，在項(xiàng)目選址、用地、立項(xiàng)、規(guī)劃等審批以及報(bào)建等環(huán)節(jié)都需要審批各種項(xiàng)目，由于缺乏明確的管理辦法，一般審批時(shí)間都較長(zhǎng)。

明確立項(xiàng)審批的程序，可促進(jìn)加氫站快速建設(shè)。目前，審批程序繁瑣和不規(guī)范是加氫站發(fā)展緩慢的一個(gè)重要原因。

1.4加氫站供應(yīng)體系現(xiàn)狀

當(dāng)前大多數(shù)加氫站沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，一方面是因?yàn)闅淠芄?yīng)體系尚未形成，另一方面是因?yàn)槿剂想姵仄嚾詻]有大規(guī)模推廣。

我國(guó)每年潛在的工業(yè)副產(chǎn)氫超過1000億m?，發(fā)展?jié)摿薮鬅o比，急迫地需要有更好的儲(chǔ)運(yùn)方式。但工業(yè)副產(chǎn)氫主要用于燃料電池汽車，需要對(duì)其進(jìn)行提純。水電解的價(jià)格受制于電費(fèi)；天然氣重整和甲醇裂解制氫的價(jià)格相近，是目前主要的制氫手段；煤制氫成本最低，但是規(guī)模要求大，成型慢。受多方面因素影響，目前加氫站的氫源基本為外供，站內(nèi)制氫很少。目前國(guó)內(nèi)的氫源分布不均，有氫源但氫燃料電池汽車沒能推廣的地區(qū)，氫能也無法得到很好的利用。

工業(yè)副產(chǎn)氫是加氫站用氫的重要來源。但氫提純企業(yè)較少，產(chǎn)量不足，車用高純氫價(jià)格較高。當(dāng)前氫氣一般采用長(zhǎng)管拖車或氣瓶集裝格運(yùn)輸，且壓力較低（通常為20MPa），運(yùn)輸成本較高。雖然不少地方政府出臺(tái)了加氫站補(bǔ)貼措施，但建站費(fèi)用高，而且即使加氫站具備運(yùn)營(yíng)條件，燃料電池汽車數(shù)量及加注頻率有限，維持加氫站正常運(yùn)營(yíng)也較為困難。

1.5關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀

加氫站建設(shè)費(fèi)用較高，設(shè)備成本占總成本一半以上[7]。建站成本居高不下的主要原因是核心技術(shù)沒有實(shí)現(xiàn)突破，關(guān)鍵設(shè)備主要依賴進(jìn)口，加氫站相關(guān)設(shè)備也沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。儲(chǔ)氫裝置也是建設(shè)加氫站的關(guān)鍵問題，其購(gòu)置費(fèi)也是加氫站的主要投資成本。國(guó)內(nèi)企業(yè)能生產(chǎn)出符合法規(guī)、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)氫設(shè)備，是加氫站長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的重要條件。

供氫關(guān)鍵技術(shù)有待發(fā)展。電解水制氫、太陽能光解水制氫成本較高，技術(shù)尚待突破；工業(yè)副產(chǎn)氫提純技術(shù)發(fā)展緩慢；站內(nèi)制氫技術(shù)尚不成熟；采用長(zhǎng)管拖車輸送氫氣的效率較低，輸送效率有很大的提升空間；液氫儲(chǔ)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性更好，但液氫制取、儲(chǔ)運(yùn)等技術(shù)還沒有實(shí)現(xiàn)民用，且與國(guó)際水平相差較大；加氫站的核心裝備氫壓縮機(jī)、加氫機(jī)等仍以進(jìn)口為主。相比于日本、歐美地區(qū)汽車普遍已實(shí)現(xiàn)70MPa加注壓力的情況，我國(guó)氫燃料電池汽車車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)仍以35MPa為主。當(dāng)前，加氫站技術(shù)自主創(chuàng)新和研發(fā)，還需要走很長(zhǎng)一段路。

02 加氫站發(fā)展趨勢(shì)與建議

2.1完善加氫站標(biāo)準(zhǔn)體系與管理體系

學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外加氫站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定和完善適合我國(guó)具體國(guó)情的加氫站審批、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、安全管理的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。優(yōu)化加氫站工藝控制，規(guī)范加氫站的操作流程，提高安全監(jiān)測(cè)與安全防護(hù)能力，保障儲(chǔ)氫、用氫過程安全。建立加氫站監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，對(duì)加氫站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；做好應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況；構(gòu)建監(jiān)管體系，保障加氫站安全運(yùn)行。

2.2規(guī)范加氫站建站審批流程

國(guó)家尚無明確的審批流程，各地的相關(guān)部門均在探索。審批流程一般包括：項(xiàng)目選址和立項(xiàng)階段、報(bào)建階段。從國(guó)家層面考慮，在充分調(diào)研并結(jié)合現(xiàn)有的審批管理辦法后，出臺(tái)全國(guó)統(tǒng)一的、能有效實(shí)施的加氫站審批管理規(guī)定。由于氣體性質(zhì)相似，建議可參照《燃?xì)廛囕v加氣站》的審批流程來制定加氫站的審批流程。同時(shí)精簡(jiǎn)審批環(huán)節(jié)，建議將性質(zhì)相同或類似的環(huán)節(jié)合并，如立項(xiàng)環(huán)節(jié)中的選址和核準(zhǔn)，報(bào)建環(huán)節(jié)中的各種審查等。

2.3構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)良好生態(tài)環(huán)境

推廣風(fēng)電、水電等可再生能源制氫技術(shù)，建設(shè)以制氫企業(yè)為中心的加氫站網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)液氫儲(chǔ)存型加氫站等具有未來發(fā)展趨勢(shì)的加氫站建設(shè)進(jìn)程。通過提高充裝壓力（如將加注壓力從35MPa提升到70MPa），研發(fā)液氫加氫站或者深冷高壓充裝加氫站，實(shí)現(xiàn)更高的氫能利用率，提升氫運(yùn)輸和加注效率。

做好加氫站網(wǎng)絡(luò)布局，滿足氫燃料電池汽車的出行需求。研究氫油合建站和氫電合建站模式，充分發(fā)揮網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，提高土地利用率，減少立項(xiàng)審批中的規(guī)劃、布局等環(huán)節(jié)。在燃料電池儲(chǔ)能和分布式發(fā)電等領(lǐng)域，開發(fā)氫能利用的多樣場(chǎng)景。建立良好的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，加速加氫站規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

2.4實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化

加氫站規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵在于技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，重點(diǎn)需突破液氫制取儲(chǔ)存技術(shù)，75MPa以上高壓儲(chǔ)氫技術(shù)，提高氣氫容器儲(chǔ)氫壓力，實(shí)現(xiàn)液氫儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)。聚焦制約加氫站發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)并開展攻關(guān)，如氫壓縮機(jī)、加氫機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)加氫站工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)加氫站關(guān)鍵設(shè)備自主生產(chǎn)，降低建站及運(yùn)營(yíng)的成本。

03 結(jié)  論

從加氫站工藝設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)體系、審批流程、全產(chǎn)業(yè)鏈及核心技術(shù)等方面對(duì)我國(guó)加氫站發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，剖析討論了加氫站發(fā)展過程中存在的問題。提出了促進(jìn)我國(guó)加氫站發(fā)展的建議，并分析了我國(guó)加氫站的發(fā)展趨勢(shì)，得出如下結(jié)論：

（1）目前我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，加氫站技術(shù)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不高；

（2）加氫站審批流程還不規(guī)范，急需出臺(tái)統(tǒng)一的規(guī)范性文件；

（3）需從氫制取、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、氫利用全鏈條的各個(gè)環(huán)節(jié)共同推進(jìn)，氫能才能實(shí)現(xiàn)良性、健康發(fā)展；

（4）關(guān)鍵技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化和完善加氫站標(biāo)準(zhǔn)體系，是我國(guó)加氫站未來快速發(fā)展的重要保障。

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