加氫站建設技術(shù)路線(xiàn)探討

加氫站建設技術(shù)路線(xiàn)根據氫氣來(lái)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(wú)制氫裝置，氫氣通過(guò)長(cháng)管拖車(chē)、液氫槽車(chē)或者氫氣管道由制氫廠(chǎng)運輸至加氫站，由壓縮機壓縮并輸送入高壓儲氫瓶?jì)却鎯?，最終通過(guò)氫氣加氣機加注到燃料電池汽車(chē)中使用。

根據氫氣存儲方式的不同，又可進(jìn)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，適合大規模加氫需求。

圖1 外供氫加氫站技術(shù)路線(xiàn)

內制氫加氫站內建有制氫系統，制氫技術(shù)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(jīng)純化、干燥后再進(jìn)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(shù)由于設備便于安裝、自動(dòng)化程度較高，且天然氣重整技術(shù)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(shù)路線(xiàn)

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

國外市場(chǎng)大多采用70 MPa，國內加氫站受現有壓縮機和儲氫瓶技術(shù)發(fā)展的限制，大部分采用35 MPa。用35 MPa壓力供氫時(shí)，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(shí)，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《加氫站技術(shù)規范(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(lái)加氫站發(fā)展的方向，也可以規避電動(dòng)汽車(chē)充電需要更多場(chǎng)地及時(shí)間等問(wèn)題。

中石油、中石化等已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)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(wù)于一體的新型網(wǎng)點(diǎn)，日供氫能力為 500千克。

表1 我國加氫站等級劃分

注：資料來(lái)源自《加氫站技術(shù)規范(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(gè)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(dòng)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(jià)值高以及加氫站未來(lái)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(kāi)發(fā)價(jià)值。

而撬裝式和移動(dòng)式加氫站將壓縮機、儲氫裝置、加氫機等設備進(jìn)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劃中單獨控制用地，較為適合與加氣、加油站、環(huán)衛廠(chǎng)區、物流園區等合建。

表 2 加氫站類(lèi)型、能力及用地面積需求

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