加氫站的上海樣本

文／本刊記者 曲紹楠

▲去上海石油加油站加氫，更專業(yè)更規(guī)范也更安全。 供圖/中國(guó)石化

身處長(zhǎng)三角前沿，上海的氫能發(fā)展得天獨(dú)厚。

上海國(guó)際汽車(chē)城大廈、上海國(guó)際賽車(chē)場(chǎng)、上海汽車(chē)博覽公園、同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)、上海二手車(chē)交易市場(chǎng)、國(guó)家機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心……都位于上海市西北部的嘉定區(qū)，擁有雄厚的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

正是看中這份實(shí)力，中國(guó)石化選在這里，布局其在上海的加氫站發(fā)展戰(zhàn)略。

領(lǐng)先站的誕生

世界領(lǐng)先!

全國(guó)首批!!

上海首座!!!

媒體報(bào)道上的這些字眼，都在形容上海的油氫合建站。

現(xiàn)在，上海已有兩座油氫合建站投入了運(yùn)營(yíng)。它們分別是西上海油氫合建站和安智油氫合建站，日加氫量均為1000 千克。

說(shuō)起這兩座站的運(yùn)營(yíng)方——中石化氫能源（上海）有限責(zé)任公司，還有一段小故事。

當(dāng)年，雄心勃勃的氫車(chē)熟路公司找到了當(dāng)?shù)氐某善酚徒?jīng)銷(xiāo)商中國(guó)石化銷(xiāo)售股份有限公司上海石油分公司，談及合資建站的構(gòu)想。經(jīng)過(guò)多方溝通、調(diào)研、走訪，中國(guó)石化認(rèn)可了該公司的經(jīng)營(yíng)資質(zhì)和管理理念，決定與其合作，并成立一家合資公司，初步選定上海市嘉定區(qū)的兩座站作為油氫合建站科研示范的改造站。

談及當(dāng)年的合作，中石化氫能源（上海）有限責(zé)任公司總工程師張聞鋒回憶說(shuō)：“當(dāng)時(shí)，一家行業(yè)協(xié)會(huì)向中石化推薦了氫車(chē)熟路公司。我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，其已擁有500 臺(tái)7.3 噸左右的輕卡氫燃料物流車(chē)，客戶主要是上海中心城區(qū)的京東快遞、盒馬生鮮等等。”

上海市明文規(guī)定，外環(huán)內(nèi)國(guó)Ⅲ排放車(chē)輛禁止通行。不過(guò)，氫燃料電池車(chē)作為一個(gè)綠色動(dòng)力車(chē)，可以擁有中心城區(qū)優(yōu)先通行權(quán)。有了這個(gè)城區(qū)通行證后，物流車(chē)輛就可以交替開(kāi)展配送業(yè)務(wù)了。

之前，氫車(chē)熟路公司聯(lián)合其合作伙伴在其內(nèi)部建了一個(gè)橇裝加氫站。后來(lái)公司先后購(gòu)置了500 臺(tái)氫燃料電池車(chē)，現(xiàn)有橇裝站已無(wú)法滿足加注服務(wù)，需要額外的加氫設(shè)施來(lái)保障車(chē)輛運(yùn)行。

為此，氫車(chē)熟路公司才急需尋找合適的合作伙伴。這才有了后來(lái)的合資公司。

不過(guò)，合資公司的淵源并不止于此。

隨著氫車(chē)熟路公司被大洋電機(jī)收購(gòu)，公司股東發(fā)生變更，最終退出了合資公司。之后，中國(guó)石化方面又聯(lián)系到新的合作伙伴輕程公司加入。

2019 年底，第一批油氫合建站安智、西上海站初步建成運(yùn)行。2020 年初，新合資公司更名為中石化氫能源（上海）有限責(zé)任公司。2020 年3 月，合資公司拿到新的營(yíng)業(yè)執(zhí)照。6 月中旬，兩座油氫合建站拿到氫氣氣瓶充裝許可證，現(xiàn)已正式對(duì)外進(jìn)行加注服務(wù)。

在合資公司中，中國(guó)石化銷(xiāo)售公司占股51%，由上海石油分公司代管。上海石油委派合資公司董事長(zhǎng)，并委派兩名主要管理人員進(jìn)駐。輕程公司委派總經(jīng)理。

“我們秉持車(chē)站聯(lián)動(dòng)發(fā)展的原則。”合資公司總經(jīng)理劉可成介紹說(shuō)。

2019 年底，輕程公司購(gòu)買(mǎi)了210 臺(tái)二代燃料電池汽車(chē)，達(dá)到8.3 噸以上。在功率增加的同時(shí)，載重量也增加了。同時(shí)，當(dāng)?shù)亓硗庖患椅锪髌髽I(yè)購(gòu)置了100 臺(tái)燃料電池車(chē)。總體算下來(lái)，合資公司的新客戶就有300 多臺(tái)車(chē)，足夠滿足兩座站的滿負(fù)荷運(yùn)行。

有了車(chē)，氫氣的來(lái)源問(wèn)題又?jǐn)[在了合資公司領(lǐng)導(dǎo)的面前。

為此，他們多方接洽、聯(lián)絡(luò)，終于找到兩家可靠的氫氣供應(yīng)商：一個(gè)是中國(guó)石化上海賽科的工業(yè)副產(chǎn)氫，通過(guò)管道輸送到一家名叫浦江特種氣體有限公司的民營(yíng)企業(yè)。再經(jīng)過(guò)提純、灌裝后，運(yùn)送到上海的兩座油氫合建站內(nèi)。另一個(gè)是江蘇常熟一家工廠，通過(guò)進(jìn)口甲醇裂解提取的氫氣。之后，再通過(guò)車(chē)輛運(yùn)送到合建站中。

合資公司方面表示，后續(xù)要建設(shè)的站點(diǎn)氫氣資源會(huì)跟上海石化接洽，并成立合資公司建設(shè)加氫子母站。“上海石化擁有兩套大的PSA 提純裝置，采用天然氣制氫工藝或煉油重整副產(chǎn)氫，未來(lái)可以更好地保障上海的氫氣供應(yīng)。”上海石化方面表示，后期會(huì)研發(fā)光伏發(fā)電等可再生能源制氫，更加綠色環(huán)保。

政府大力支持

合資公司之所以選擇在嘉定區(qū)建站，除嘉定區(qū)國(guó)際汽車(chē)城的戰(zhàn)略布局外，還源于當(dāng)?shù)爻雠_(tái)了20 條扶持燃料電池汽車(chē)的發(fā)展政策，俗稱“嘉定20 條”。

早在去年6 月10 日，上海市嘉定區(qū)就推出了《氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)規(guī)劃》和《氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策（試行）》。

一座“氫能港”，呼之欲出。

上海市嘉定區(qū)副區(qū)長(zhǎng)沈華棣表示，目前嘉定已初步具備氫能、燃料電池、燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)、燃料電池汽車(chē)，以及基礎(chǔ)設(shè)施等較完整的產(chǎn)業(yè)配套要素。下一步，嘉定將繼續(xù)推進(jìn)氫能及燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)健康迅速發(fā)展。到2025 年，嘉定氫能及燃料電池汽車(chē)全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將力爭(zhēng)突破500 億元。

必須把科技興水作為推進(jìn)水利現(xiàn)代化建設(shè)的主要途徑。信息化、智能化是水利現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。要以防汛防旱管理為基礎(chǔ)平臺(tái)，充分運(yùn)用信息化、智能化技術(shù)手段，加快建立防汛防旱、水資源調(diào)度、河湖管理、水源地安全監(jiān)測(cè)等多功能、一體化水利信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水安全、水資源、水生態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，超前預(yù)警，精準(zhǔn)調(diào)度，安全管理。

“加氫站達(dá)到35 兆帕?xí)r可以享受200 萬(wàn)元的補(bǔ)貼，達(dá)到70 兆帕?xí)r可以獲得500 萬(wàn)元的建站補(bǔ)貼。”嘉定區(qū)政府對(duì)加氫站建設(shè)給予了最大支持，并提出未來(lái)會(huì)根據(jù)上海市政府的相關(guān)政策，給予氫氣加注補(bǔ)貼等各項(xiàng)配套的扶持政策。

受益于當(dāng)?shù)氐摹皻淠芨邸苯ㄔO(shè)和政府的大力支持，合資公司自然信心滿滿。

“目前，油氫合建站的固定儲(chǔ)氫設(shè)施可以達(dá)到600 多千克。加上移動(dòng)的儲(chǔ)氫設(shè)施，兩座站保守估計(jì)加氫能力分別是一天1 噸，總計(jì)2 噸。”張聞鋒說(shuō)。

合建站均配備了2 臺(tái)加氫機(jī)、4 把加氫槍。因加注口徑不同，2 把槍可以滿足輕卡物流車(chē)及上汽FCV80 加注，另2 把槍滿足公交車(chē)或氫燃料電池重卡加注。

物流車(chē)方面，一臺(tái)車(chē)一次可加注6～7 千克氫氣，加滿可達(dá)到9 千克，耗時(shí)30 分鐘，行駛300 公里。一座站一天就能滿足120 余臺(tái)物流車(chē)加注氫氣。“我們的車(chē)主要跑長(zhǎng)三角地區(qū)，從江蘇昆山的京東一號(hào)倉(cāng)運(yùn)貨到上海。加氫車(chē)跑起來(lái)沒(méi)有任何問(wèn)題。”司機(jī)反饋。

▲綠色出行，坐氫能車(chē)。 供圖/中國(guó)石化

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未來(lái)，在技術(shù)創(chuàng)新上將實(shí)現(xiàn)自主可控，突破燃料電池整車(chē)技術(shù)，攻克電堆核心部件技術(shù)，掌握氫氣制、儲(chǔ)、運(yùn)、加技術(shù)；在產(chǎn)品創(chuàng)新上，將打響品牌，構(gòu)建上海制造的品牌生態(tài)群，加快培育一批頭部企業(yè)；在利用創(chuàng)新擴(kuò)大規(guī)模上，將擴(kuò)大燃料電池汽車(chē)的多場(chǎng)景、多領(lǐng)域商業(yè)應(yīng)用規(guī)模，將上海建成燃料電池汽車(chē)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)國(guó)際示范區(qū)；在環(huán)境創(chuàng)新上，將構(gòu)建生態(tài)，完善政策體系，提出加氫站建設(shè)，形成開(kāi)放協(xié)同共享的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

截至目前，上海已經(jīng)推廣燃料電池汽車(chē)1484輛，建成加氫站8 座，膜電極大功率電堆等關(guān)鍵零部件均取得了突破性地進(jìn)展。

如果是公交車(chē)的話，由于一次要加到12～13 千克氫氣，量較大，上海目前在營(yíng)的8 輛加氫公交車(chē)中有6 輛在嘉定，待合建站擴(kuò)建后足可以滿足這6臺(tái)公交車(chē)的加注量。

合資公司方面稱，未來(lái)還將開(kāi)發(fā)冷鏈物流客戶，如生鮮配送物流車(chē)和冷鏈物流車(chē)等等。

技術(shù)工藝更優(yōu)

加氫運(yùn)輸車(chē)是如何工作的呢？

張聞鋒給記者打了個(gè)形象的比喻：“車(chē)內(nèi)就好像整齊碼放了三個(gè)可樂(lè)瓶。”

原來(lái)，目前上海在營(yíng)的加氫物流車(chē)內(nèi)均裝有3個(gè)車(chē)載儲(chǔ)氣瓶，并在車(chē)頭后方原來(lái)放置發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，內(nèi)置了一個(gè)燃料電池發(fā)電機(jī)。工作原理就是，將氫氣從儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)輸出，再由管道輸?shù)饺剂想姵刂羞M(jìn)行發(fā)電，之后再驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

事實(shí)上，業(yè)界很早以前就開(kāi)始研究氫燃料動(dòng)力，即現(xiàn)在大家提到的燃料電池汽車(chē)，其實(shí)就是一個(gè)氫氣跟空氣中的氧氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，然后輸出電能，電能再驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。就像電動(dòng)車(chē)依靠電池一樣，氫燃料車(chē)依靠氫氣儲(chǔ)能來(lái)推動(dòng)氫燃料電池發(fā)電。

當(dāng)提及上海的油氫合建站有何技術(shù)突破時(shí)，張聞鋒介紹說(shuō)，上海相對(duì)于佛山最早的加氫站來(lái)說(shuō)，在工藝上進(jìn)行了局部?jī)?yōu)化。如，目前應(yīng)用乙二醇冷卻的降溫效率更高，溫控更好，能耗更低，壓注更安全。

上海的油氫合建站，還對(duì)罩棚進(jìn)行了優(yōu)化。

佛山站內(nèi)的油氫設(shè)施分別建設(shè)在兩個(gè)區(qū)域，上海的合建站則建在同一區(qū)域內(nèi)，共用一個(gè)罩棚。不過(guò)，上海的合建站抬高了罩棚高度，并采取相關(guān)措施方便氫氣快速逃逸。

上海的設(shè)備供應(yīng)商還結(jié)合了法液空的加氫站技術(shù)，并進(jìn)行了優(yōu)化。“原來(lái)的加氫工藝是三根管進(jìn)加氫機(jī)的，現(xiàn)在變成單管進(jìn)加氫機(jī)，減少了泄漏風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。新的加氫工藝增加了中壓預(yù)冷設(shè)施，采取了微通道換熱降溫方式。所以說(shuō)，無(wú)論是工藝，還是整個(gè)站的節(jié)能情況，都優(yōu)于第一代設(shè)施。”張聞鋒提到。

技術(shù)人員稱，上海油氫合建站的建站標(biāo)準(zhǔn)，依照了現(xiàn)有的《加氫站技術(shù)規(guī)范GB50516—2010》，也結(jié)合了上海市的地方標(biāo)準(zhǔn)。

說(shuō)起上海的加氫站技術(shù)規(guī)范，還要提到當(dāng)時(shí)的上海世博會(huì)。這個(gè)規(guī)范是為世博會(huì)臨時(shí)橇裝加氫站設(shè)計(jì)的地方標(biāo)準(zhǔn)，與其他標(biāo)準(zhǔn)的唯一區(qū)別，就是對(duì)加油站的油罐儲(chǔ)油量在GB50516—2010 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)整，同時(shí)得到了標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。

針對(duì)目前上海在營(yíng)的油氫合建示范站，業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)在加注能力方面得到了很大提升。專家認(rèn)為：“原先都是500 千克以下的站，一般是200 千克左右的運(yùn)維模式。但目前來(lái)看，1000 千克的規(guī)模也顯得較小，將來(lái)可能出現(xiàn)新的突破。”

此外，上海的油氫合建站在工藝上運(yùn)用了新的材料。

原先的合建站設(shè)計(jì)是水泥蓋板的方式，厚重且不便于后期維護(hù)更換。上海兩座示范站在建設(shè)時(shí)找專人研發(fā)，采用復(fù)合樹(shù)脂材質(zhì)拼接安裝，極大地方便了施工作業(yè)人員的檢維修，“畢竟更換一塊拼接樹(shù)脂要比換掉整個(gè)蓋板更加省時(shí)省力。”張聞鋒說(shuō)。

在風(fēng)險(xiǎn)控制措施方面，上海的油氫合建站采用了全新的安全聯(lián)鎖裝置，各方面均進(jìn)行了優(yōu)化。

未來(lái)，嘉定區(qū)“氫能港”建設(shè)發(fā)展以后，規(guī)劃了15 座加氫站點(diǎn)，其中4 座純加氫站、11 座油氫合建站。而現(xiàn)下，包括世博會(huì)遷建的安亭加氫站和中石化兩座在營(yíng)的油氫合建站，嘉定區(qū)未來(lái)還要建設(shè)3 座加氫站和9 座油氫合建站，預(yù)計(jì)到2025 年建設(shè)完成。