加氫站建設技術路線探討

加氫站建設技術路線根據(jù)氫氣來源可分為：外供氫加氫站和內制氫加氫站。

外供氫加氫站內無制氫裝置，氫氣通過長管拖車、液氫槽車或者氫氣管道由制氫廠運輸至加氫站，由壓縮機壓縮并輸送入高壓儲氫瓶內存儲，最終通過氫氣加氣機加注到燃料電池汽車中使用。

根據(jù)氫氣存儲方式的不同，又可進一步分為高壓氣氫站和液氫站，全球約30%為液氫儲運加氫站，主要分布在美國和日本，中國現(xiàn)階段全部為高壓氣氫站。相比氣氫儲運，液氫儲運加氫站占地面積更小，存儲量更大，但是建設難度也相對更大，適合大規(guī)模加氫需求。

圖1 外供氫加氫站技術路線

內制氫加氫站內建有制氫系統(tǒng)，制氫技術包括電解水制氫、天然氣重整制氫、可再生能源制氫等，站內制備的氫氣一般需經純化、干燥后再進行壓縮、存儲及加注等步驟。其中，電解水制氫和天然氣重整制氫技術由于設備便于安裝、自動化程度較高，且天然氣重整技術可依托天然氣基礎設施建設發(fā)展，因而在站內制氫加氫站中應用最多，歐洲內制氫加氫站主要采用這兩種制氫方式。

圖2 內制氫加氫站技術路線

根據(jù)供氫壓力等級不同，加氫站分為 35MPa 和70 MPa 兩種壓力供氫。

國外市場大多采用70 MPa，國內加氫站受現(xiàn)有壓縮機和儲氫瓶技術發(fā)展的限制，大部分采用35 MPa。用35 MPa壓力供氫時，氫氣壓縮機的工作壓力為 45 MPa，高壓儲氫瓶工作壓力為 45 MPa;用 70 MPa壓力供氫時，氫氣壓縮機的工作壓力為 98 MPa，高壓儲氫瓶工作壓力為87.5 MPa。

在原有或新的加油站、加氣站的基礎上加入加氫功能設施，使站內具有加油、加氣、加氫等多種功能。根據(jù)《加氫站技術規(guī)范(國標GB50516-2010)》，加氫站可以單站建設，需要重新選址、投入成本高;油氫混合站是未來加氫站發(fā)展的方向，也可以規(guī)避電動汽車充電需要更多場地及時間等問題。

中石油、中石化等已經開始進行相關的研究和建設工作。2019 年 7 月 1 日，國內首座油氫合建站——中國石化佛山樟坑油氫合建站正式建成，這是全國首座集油、氫、電能源供給及連鎖便利服務于一體的新型網點，日供氫能力為 500千克。

表1 我國加氫站等級劃分

注：資料來源自《加氫站技術規(guī)范(國標GB50516-2010)》;對于加氫加氣合建站：管道供氣的加氣站儲氣設施總容積是各個儲氣設施的結構容積或水容積之和;對于加氫加油合建站：柴油罐容量可折半計入油罐總容積;“不允許合建”表示對應等級的加氫站和加油站不得建設為加氫加油合建站。

按建設形式不同，加氫站可分為固定式、撬裝式和移動式加氫站。

固定式加氫站占地面積約為 2000-4000 m²，需要在城市總體規(guī)劃中詳細地劃定用地邊界，在當下城市建設用地緊張、用地價值高以及加氫站未來發(fā)展不確定性的情況下，尋找用于建設加氫站的獨立用地存在一定困難，且有可能影響用地的開發(fā)價值。

而撬裝式和移動式加氫站將壓縮機、儲氫裝置、加氫機等設備進行集成化、模塊化設置，設備的占地面積很小，可小于 600 m²，一般不需要在城市規(guī)劃中單獨控制用地，較為適合與加氣、加油站、環(huán)衛(wèi)廠區(qū)、物流園區(qū)等合建。

表 2 加氫站類型、能力及用地面積需求

注：資料來源自房達等《我國城區(qū)內加氫站規(guī)劃發(fā)展方式的探討》