淺談我國加氫站的發展現狀

李子松，張宏偉，張 穎，楊軼普，趙漢良，姚湘琳，趙忠建

（1.中國石油渤海裝備遼河鉆采裝備公司，遼寧盤錦 124010；2.遼河石油勘探局有限公司石油化工分公司，遼寧盤錦 124010；3.華錦集團遼河富騰熱電有限公司，遼寧盤錦 124010）

0 引言

氫燃料電池汽車是氫能產業的重要應用領域，相比于燃油汽車，它具有無污染的優勢，這決定了氫燃料電池汽車可成為能源交通領域的發展趨勢。加氫站作為推進氫燃料電池汽車產業發展不可或缺的基礎設施[1]，在氫能產業發展的過程中扮演著重要角色。為了更快地促進加氫站的建設，地方政府從補貼和政策方面都加大了支持力度，通過鼓勵加氫站關鍵設備、核心部件及技術國產化研發，進一步降低加氫站建設成本，可以預見在未來幾年加氫站建設將會進入強勢爆發期。

1 我國加氫站建設情況

加氫站是氫能供應的渠道，也是燃料電池汽車的動力補給點。合理布局加氫站點，有利于擴大燃料電池汽車的運行范圍，也能促進氫能產業的快速發展。截至2021 年6 月底，國內累計建成165 座加氫站，上半年建成27 座，其中116 座建成的加氫站已投入運營，待運營49 座，投用比例超過70%。從時間維度來看，不考慮已經拆除的3 座加氫站。從圖1 可以看出，2016 年至2019 年，國內建成加氫站數量翻倍增長，2020 年在國家“以獎代補”政策出臺較晚的情況下，仍然建成51 座加氫站，較2019 年增加10 座，2021 年半年建成27 座，超額完成《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書（2016）》和《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中的“到2020 年，加氫站數量達到100 座”的目標[2]。從省市分布看，廣東建成的加氫站數量最多，累計達到35 座，山東以15 座排在第二位，江蘇13 座、位居第三。值得一提的是，貴州、海南實現零的突破，均建成了1 座站。至此，全國共有22 個省市布局加氫基礎設施。

圖1 我國歷年加氫站建站數量統計

圖2 加氫站設備成本構成

另外，國家能源集團、國電投、中石化等企業在氫能產業及加氫站建設方面也積極布局。中石化已經建設運營佛山樟坑、西上海、安智、嘉善善通、柳州博園、大連盛港等十余座油氫合建站。其中，大連盛港是遼寧省第一個建成并試運行的氫能產業項目，也是東北地區首個集氫氣、充電、汽柴油、LNG、汽車充電、跨境電商“五位一體”的能源供給及連鎖便利服務新型網點；大連同濟—新源加氫站是我國在90 MPa 超高壓氫氣壓縮和存儲技術、70 MPa 加注技術以及70 MPa 加氫站集成技術研發與示范項目；江蘇省首座制氫、加氫一體化站也在去年12 月開工建設，該加氫站將利用1 MW 屋頂光伏微網實現站內電解水制氫，有效解決“燃料氫”的經濟性和氫貯運的安全性問題，將為當地大規模應用可再生能源生產“綠氫”提供技術經驗[3]。

2 加氫站技術現狀及發展趨勢

加氫站主要包括氫氣壓縮系統（壓縮機）、氫氣儲存系統（高壓儲氫瓶組）、氫氣加注系統（加氫機），此外還有卸氣柱、順序控制柜、高壓氫氣管線、閥門組件和安全、站控系統等。在加氫站裝備領域，國內市場占有率較大的五家設備集成商和制造商分別是國富氫能、海德利森、上海舜華、液空厚普和上海氫楓，合計市場占有率為90%。其中，國富氫能市場占有率最高，達到27%。清華大學、同濟大學及浙江大學在加氫站及加氫站關鍵設備的研究方面，處于國內高校領先地位。

國內有不少企業可以生產壓縮機、高壓儲氫瓶組、加氫機及站控系統，但這些設備中的關鍵零部件基本還是依賴進口，包括壓縮機機頭、加氫槍、質量流量計、高壓管閥件等。也有少部分企業可以生產一些關鍵部件，北京天高、中鼎恒盛可以生產隔膜壓縮機機頭，浙江藍能、安瑞科、巨化集團等可以生成儲氫瓶/罐；液空厚普生產有質量流量計、加氫槍等。但考慮到設備的性能和可靠性，現在建成的加氫站的核心設備零部件基本上還是以進口產品為主[4]。通過對國內外加氫站的發展情況研究，其技術發展主要有以下3 個特點：

（1）高壓氫氣加注壓力從35 MPa 逐步提升到70 MPa。國內現階段35 MPa 加氫站數量較多，也是現在主流燃料電池汽車的需求壓力，未來隨著對續航能力的要求，70 MPa 的燃料電池汽車會逐漸增多。對于加氫站而言，未來加注壓力會逐漸從35 MPa升級為70 MPa：成都、上海已經明確提出支持70 MPa 加氫站；內蒙古已確定對專門從事70 MPa 及以上高壓氫氣、液氫裝備研發、生產企業進行資金補助；山西省也已在加強對70 MPa IV型儲氫瓶的重點攻關。

（2）建站方式由單一加氫向加氫/加油、加氫/充電等合建站發展。加氫站建設發展中的一個現實問題就是，選址困難、建設成本高。有關安全方面的研究表明，加氫站的安全等級于加油站、加（天然）氣站處于同一水平，因此將加氫站于加油站合建是一個良好的解決方案，可以充分利用土地資源，降低能源加注站的管理成本。2021 年上半年國內有16 座加氫站投運，其中有9座為合建站（占比56%），包括有氣氫合建站、油氫合建站、電油氣氫綜合能源服務站等。

（3）零部件國產華替代加速。為了降低建站成本，加氫站建設成規模化、大面積推廣，那核心設備國產化是趨勢，并且關鍵零部件也要逐步實現國產化替代，才能將加氫站的建站成本降下來。只有加氫站數量規模化，才能推動燃料電池汽車的大面積推廣應用，燃料電池汽車的大面積普及，又可以促進加氫站密集布局以及技術的進步和更新。

3 加氫站的成本構成

國外市場大多采用的70 MPa 氫氣壓力標準，國內大部分采用了35 MPa。目前中國的加氫站加氫能力最高的為1000～2000 kg/d，最低的為100 kg/d。一座日加氫能力500 kg/d 左右的加氫站，即使除去土地租賃的費用，建設費用達到700 萬元，1000 kg/d 的加氫站設備成本為1200 萬元。其中占比最高的費用項是核心設備的進口費，排名前三的分別是壓縮機、儲氫設備和加氫設備（圖2）。如果是站內制氫供氫加氫站，建設成本則要高達1000～2000 萬元。

現階段投資加氫站成本居高不下的原因是，壓縮機、加氫機、儲氣瓶等關鍵設備的核心零部件多依賴進口，國內設備集成商生產部分輔助零部件。不過，隨著技術水平提高，未來氫能產業將進一步發展，加氫站商業化程度更高，這些建站的關鍵設備的國產化程度會不斷提高，隨著關鍵零部件的國產化，將進一步降低這些關鍵設備的采購成本。

4 對未來加氫站發展的建議

4.1 推進氫能示范項目

未來可以在氫氣資源比較豐富、價格比較便宜的地區優先發展氫能。氫能發展起來之后，車輛數量就會增加，就會帶動加氫站數量的增加，當加氫站數量和車輛數量同時增加的時候，會促進燃料電池及加氫站裝備核心零部件的國產化進程，進一步的降低整個產業鏈的成本。

4.2 盡快完善監管審批標準

加氫站運行介質氫氣屬易燃易爆氣體，一般情況下加注壓力為35 MPa/70 MPa，壓縮機出口壓力甚至達到45 MPa/90 MPa，規范嚴格的認證及監管是安全運營的有力保障。涉及到具體安全要求、操作流程等細節還有待完善，運營中的資質要求、氣源檢測、安全措施等還處于發展初期，全國還未達到統一的標準。建設審批過程中的主管部門多達十幾個，審批手續復雜、時間過長，成為加氫站廣泛布局的制約，未來需要相關部門盡快統一監管審批標準。

4.3 核心零部件國產化

加快與國內外先進公司和研究機構的合作，加入相關氫能戰略聯盟，打造一流的創新聯合體，創建國家級加氫站裝備核心零部件創新研發平臺，實現關鍵零部件的國產化替代[5]。

5 結束語

隨著政府對氫能源的大力支持，氫能技術日趨成熟，造車成本的降低及生產量的增大，氫燃料電池汽車將與同類的純電動車輛價格旗鼓相當，氫燃料電池汽車的市場競爭力、市場保有量必然大漲，消費者對加氫站的需求一定會大大提升。