辯“氫”（二）|加氫站貴在哪里？安全嗎？氣態(tài)氫和液態(tài)氫怎么選？

　　加氫站可分為氫氣壓縮系統(tǒng)、儲(chǔ)氣系統(tǒng)、加注系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、電氣設(shè)備以及其他機(jī)械設(shè)備（包括管道、配件、閥門等）。加氫站的核心裝備為氫氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫系統(tǒng)和氫氣加注機(jī)。

　?。ㄒ唬┱接^點(diǎn)

　　1、中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書：規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)后成本下降快

　　目前我國加氫站建設(shè)成本比較高，其中設(shè)備成本約占70%，據(jù)測(cè)算，建設(shè)日加氫能力為500kg、加注壓力位35MPa的加氫站約在1200萬（不考慮土地費(fèi)用），相當(dāng)于傳統(tǒng)加油站的3倍，對(duì)于商業(yè)化運(yùn)營的加氫站，還需考慮設(shè)備維護(hù)、運(yùn)營、人工、稅收等費(fèi)用，按照目前的加氫狀況，加注成本約在13-18元/公斤左右。隨著氫氣加注量的增大或通過加油/加氫、加氣/加氫合建，單位加注成本會(huì)隨之降低。

　　2、凌文：我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和整合發(fā)展能力強(qiáng)

　　山東省副省長、中國工程院院士、中國氫能聯(lián)盟理事長凌文在中國經(jīng)濟(jì)大講堂中進(jìn)一步提出，氫能產(chǎn)業(yè)具有經(jīng)濟(jì)性、安全性，我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和整合發(fā)展能力強(qiáng)。

　　經(jīng)濟(jì)性：現(xiàn)在氫燃料電池氣耗可以保證5公斤的氫氣可以跑650公里，每公斤氫氣需要大概35元，氫燃料汽車5公斤跑650公里只需要175元，而燃油車650公里需要350元，氫燃料電池汽車從燃料角度來說價(jià)格相當(dāng)于燃油車的一半。隨著氫燃料技術(shù)在中國的快速發(fā)展，一方面批量加大，成本降低另外一方面技術(shù)提升，我們有理由相信，氫燃料電池的成本會(huì)大幅度下降。

　　安全性：氫能源是比天然氣更加安全，更加能夠控制的一種二次能源。政府把氫氣作為?；穪砉芾?，那么氫氣是不是那么危險(xiǎn)呢？實(shí)際上，氫氣泄漏的安全性和普通的汽油比，它的擴(kuò)散系數(shù)是汽油的11倍。即如果在一個(gè)開放的空間而不是密閉空間，氫氣的比重相當(dāng)于整個(gè)空氣的十四分之一。當(dāng)氫氣泄露處于一個(gè)開放的空間，氫氣還沒來得及燃燒，也沒來得及爆炸，就已經(jīng)揮發(fā)掉了。所以，基本上可以說，氫氣在開放的空間是非常安全的一種氣體。

　　我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和整合發(fā)展能力強(qiáng)。氫能源的利用要從氫的制備開始，要制備氫、儲(chǔ)存氫、運(yùn)輸氫，到最后分配氫、使用氫。整個(gè)的產(chǎn)業(yè)鏈需要?dú)淠茉锤鱾€(gè)領(lǐng)域都有自己的支撐。對(duì)中國來說，基礎(chǔ)工業(yè)、實(shí)體工業(yè)，特別是制造業(yè)，恰恰是最強(qiáng)的。中國有非常好的工業(yè)制造業(yè)基礎(chǔ)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的體制優(yōu)勢(shì)，相信可以找到正確的路徑，把氫能源全產(chǎn)業(yè)鏈完全打通。

　　3、高金林：氣態(tài)氫加注能力有限，液氫加注技術(shù)可行

　　2019年1月13日在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2019），北京中科富海低溫科技有限公司總經(jīng)理高金林發(fā)表了主題演講。我們國家從2006年為北京奧運(yùn)會(huì)開始到現(xiàn)在建了十幾座加氫站，雖然這幾座加氫站加氫量比較小，加氫能力也比較小，但是有力地推動(dòng)了我國燃料電池汽車的發(fā)展，根據(jù)我們國家的規(guī)劃，到2025年，有的說5萬臺(tái)、有的說10萬臺(tái)，到那時(shí)候每年加10萬噸到60萬的氫，這時(shí)候我們要解決氫的加注運(yùn)輸，就是用氫成本的問題。

　　有效的解決方面需要解決這幾個(gè)問題：第一，怎么樣保證大量用氫；第二，如何保證氫的儲(chǔ)存運(yùn)輸，就是氫的使用標(biāo)準(zhǔn)。第三，如何降低或者說如何使我們的加氫站在運(yùn)營模式下進(jìn)行運(yùn)營。

　　全球加氫站現(xiàn)在約400多個(gè)加氫站，大部分是在美國，其次在日本。全球的液氫總產(chǎn)能每天大概470噸，美國是最多的，每天是300多噸，有15個(gè)液氫的工廠。美國液氫的銷售量是全球最高的，一年10萬噸左右，歐盟擁有林德、法液空兩個(gè)大的液氫裝備的制造商，日本是力推液氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，是全球首個(gè)計(jì)劃用液氫船進(jìn)口液氫的國家，計(jì)劃在每個(gè)城市建立液氫的門站，從海上來運(yùn)液氫，然后再運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)加氫站。

　　液氫在氫能利用的幾個(gè)好處：一個(gè)是在儲(chǔ)運(yùn)方面，液態(tài)和氣態(tài)相比，在裝載量、裝載時(shí)間、裝卸時(shí)間、儲(chǔ)蓄壓力、占地面積都有突出的優(yōu)點(diǎn)。從成本來講，我們的液態(tài)跟氣態(tài)車相比，運(yùn)輸大概是1/8，有些人現(xiàn)在一直在說，液化成本比較高，其實(shí)算了一下，液化成本目前大概1度電液化1立方的氣體，以后我們可以到0.7、0.6、0.5，相對(duì)其他的成本液化成本是比較低的。

　　加氫站的建設(shè)成本，如果液態(tài)氫的加氫成本，國外工程師計(jì)算，液態(tài)氫的加氫站比氣態(tài)加氫站的成本少16%，在不同的資金方式、不同的運(yùn)作方式，生產(chǎn)每克的氫，生產(chǎn)運(yùn)輸、分銷和加注成本比較，最終的結(jié)果，不管幾個(gè)方法，最終的結(jié)果是液體儲(chǔ)運(yùn)、加注、用氫成本最低。如果當(dāng)我們每個(gè)加氫站，相當(dāng)于到1萬輛臺(tái)或者幾萬輛臺(tái)車的時(shí)候，加氫站每天1噸以上的時(shí)候，考慮到氫的成本，不得不考慮選擇用液態(tài)氫的儲(chǔ)運(yùn)和加注。

　　現(xiàn)在講儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，液化氫是傳統(tǒng)的技術(shù)，在上世紀(jì)50年代初，我國科學(xué)家就帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了氫的液化，從氫液化的裝備和液氫的產(chǎn)業(yè)化，我們一直沒有做起來，液氫的液化流程主要三個(gè)，流程的選擇主要取決于液體量和液化工程的實(shí)際情況。我們通過國家兩個(gè)專項(xiàng)，掌握了氫的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備，所有的系統(tǒng)和關(guān)鍵零部件，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

　　與之相應(yīng)的，液氫的儲(chǔ)罐，首先要解決在30天、15天左右怎么樣保持氫的零排放，從移動(dòng)式的液態(tài)儲(chǔ)罐要保持15天到20天采用不同的工藝、不同的方法，能夠保證在運(yùn)輸過程中實(shí)現(xiàn)氫氣的零排放。還有就是高壓低溫泵，主要用于加氫站的加注，應(yīng)用這個(gè)高壓加注可以降低加注的能耗，降低用地面積、加快加注時(shí)間。

　　4、陳霖新：氫氣安全可控

　　2018年12月19日，在京津冀氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展暨環(huán)境治理大會(huì)上，中國電子工程設(shè)計(jì)院原副總工程師陳霖新，發(fā)表了《對(duì)我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的再思考》，他指出氫氣作為化學(xué)元素周期表中質(zhì)量最輕的元素，跑出來以后揮發(fā)速度很快。有實(shí)驗(yàn)證明，氫燃料和燃油汽車一旦縱火以后，氫燃料汽車滅火更快且汽車不會(huì)壞。

　　因此，從安全角度客觀地講，不能說它是完全安全的，但是它是可以采取各種措施來防止它產(chǎn)生安全后果的。在歐美等發(fā)達(dá)國家，汽油柴油亦屬于危化品，但它們還有另一個(gè)屬性，即能源屬性。這意味著，在工廠里生產(chǎn)的時(shí)候，汽油柴油需要按照?；返姆绞焦芾恚贿M(jìn)入加油站后，就能按照能源進(jìn)行管理。氫氣在大部分國家都屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，但并不妨礙它有第二種屬性。只有賦予了氫氣能源屬性，才能使氫氣在管理方面獲得更大的突破空間。

　?。ǘ┓捶接^點(diǎn)

　　1、干勇：我國加氫站不僅數(shù)量少，還存在一些技術(shù)和運(yùn)行瓶頸

　　2018年中國工程院原副院長干勇院士：我國加氫站不僅數(shù)量少，還存在一些技術(shù)和運(yùn)行瓶頸。部分加氫站不能按照國際通行的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)3-5分鐘的快速加氫，無法控制加氫速率并預(yù)知車載汽瓶的溫升，達(dá)不到商業(yè)化運(yùn)營的目標(biāo)。部分站點(diǎn)的關(guān)鍵裝備選型追求低價(jià)，甚至包括加氫機(jī)在內(nèi)都無法滿足長期連續(xù)可靠運(yùn)行的要求。

　　此外，還有部分加氫站的規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵設(shè)備選型等方面存在一定問題。加氫站發(fā)展滯后，制約了氫能汽車的商業(yè)化運(yùn)行進(jìn)程，限制了我國氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　加氫站進(jìn)展不盡人意，首先是國家層面關(guān)于氫能發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)尚未系統(tǒng)化，還沒有落地。其次，部委層面，將氫能作為能源使用的相關(guān)事項(xiàng)，還不明確具體由哪個(gè)部委負(fù)責(zé)審批。此外，加氫站的補(bǔ)貼政策還不明晰，加氫站投資較大且盈利困難，投資回報(bào)遙遙無期。

　　一些地方進(jìn)行區(qū)域氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，由于缺少專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，對(duì)氫能車輛與基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)展考慮不足。還有一些地方認(rèn)為氫氣生產(chǎn)屬于化工生產(chǎn)要位于化工區(qū)，以此為由否定了制氫加氫合建站的發(fā)展，而國家層面對(duì)此也沒有明確的法規(guī)。

　　2、崔東樹：安全性阻礙加氫站建設(shè)推進(jìn)

　　2019年12月全國乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書長崔東樹表示，加氫站建設(shè)的難度很大。氫氣的危險(xiǎn)程度遠(yuǎn)大于汽油，一般的加油站不符合加氫站的建設(shè)要求，未來只是一部分或能開展這項(xiàng)服務(wù)。加氫站建設(shè)極為苛刻，占地使用面積較大，需要很大的空間，同時(shí)要做好防爆等安全措施，出租車等對(duì)于加氫站建設(shè)有高密度要求，較難實(shí)現(xiàn)。

　　3、核心關(guān)鍵裝備需要進(jìn)口

　　與日本、美國等先進(jìn)國家相比，我國在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈上都存在巨大差距，而他們尚且還在慎重而行。尤其是加氫站方面，我國也是大多引進(jìn)日本等國的技術(shù)或者直接委托給外國企業(yè)建設(shè)。我國目前基本不涉及的液氫加氫站，在國外卻發(fā)展迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全球近400座加氫站中，有三分之一以上為液氫加氫站，遍布日本、美國及法國市場(chǎng)。

　　加氫站的關(guān)鍵設(shè)備很多都需要進(jìn)口，國產(chǎn)能力明顯不足。特別是，壓縮機(jī)的成本最高，接近占到30%。壓縮機(jī)主要分為液壓活塞式氫氣壓縮機(jī)和隔膜式氫氣壓縮機(jī)，隔膜式氫氣壓縮機(jī)依靠金屬膜片在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)具有散熱性能好、壓縮比大、密封性能強(qiáng)、不污染壓縮介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在加氫站應(yīng)用中更為廣泛。

　　中船重工718所通過與美國PDC公司技術(shù)合作組裝可供加氫站使用的氫氣壓縮機(jī)，但核心壓縮模塊仍由PDC提供。雖然該方式相比整機(jī)進(jìn)口節(jié)約了30%的成本，但設(shè)備價(jià)格仍偏高。國外生產(chǎn)氫氣壓縮機(jī)的主要廠商有美國PDC、英國豪頓、德國Andreas Hofer。

　　目前國內(nèi)加氫機(jī)無法滿足長期連續(xù)可靠運(yùn)行要求。還有加氫站的規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵設(shè)備選型等方面也存在問題。目前加氫站大多引進(jìn)日本等國的技術(shù)或者直接委托給外國企業(yè)建設(shè)，導(dǎo)致補(bǔ)貼資金外流。

　　（三）新觀點(diǎn)：李燦-液態(tài)陽光加氫站

　　全國工商聯(lián)新能源商會(huì)監(jiān)事長、中國科學(xué)院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室主任李燦提出液態(tài)陽光加氫站是未來最具有優(yōu)勢(shì)的、最具有競(jìng)爭(zhēng)力的發(fā)展方向。

　　第一，液態(tài)陽光加氫站解決了高壓加氫站的安全問題；

　　第二，解決了氫的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、安全問題；

　　第三，氫可以作為再生能源，實(shí)現(xiàn)全流程清潔的目標(biāo)；

　　第四，液態(tài)陽光加氫站可以回收二氧化碳，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排，不再進(jìn)一步產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳就一直在那里邊循環(huán)。

　　第五，液態(tài)陽光加氫站技術(shù)已經(jīng)取得了突破，同時(shí)國家自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)；

　　第六，液態(tài)陽光加氫站技術(shù)還可以擴(kuò)展到其他的化學(xué)出行的論，也可以用在加氫上來做同樣的事情；

　　第七，可以與加油站、加甲醇站并存。特別適合社區(qū)和現(xiàn)行的加油站，老百姓不用擔(dān)心，按照原理上來講沒有高壓這些問題，這些可能性。（崔志廣、莫君媛、顧成奎）