氫能技術(shù)
加氫站是指為氫能汽車或氫氣內(nèi)燃機(jī)汽車或氫氣天然氣混合燃料汽車等的儲氫瓶充裝氫燃料的專門場所。自2019年3月，氫能被寫入中國《政府工作報告》，提出“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”以來，各地政府紛紛出臺氫能相關(guān)扶持政策與發(fā)展規(guī)劃，支持與引導(dǎo)氫能與燃料電池發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，燃料電池車發(fā)展與加氫站建設(shè)提速。國家能源局表示，我國在氫能加注方面獲得新突破，已累計建成加氫站超過250座，約占全球數(shù)量的40%，加氫站數(shù)量位居世界第一。
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加氫站分類
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按氫氣供應(yīng)方式分類，加氫站可分為站外供氫加氫站和站內(nèi)制氫加氫站。其中，站外供氫加氫站內(nèi)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(yùn)輸至加氫站，由加氫站壓縮并輸送至高壓儲氫罐內(nèi)存儲，通過加氫機(jī)加注到燃料電池車中使用。站內(nèi)制氫加氫站即建有內(nèi)制氫系統(tǒng)的加氫站。其中，內(nèi)制氫技術(shù)包括電解水制氫、天然氣重整制氫和可再生能源制氫等。站內(nèi)制備的氫氣需經(jīng)純化、干燥后再進(jìn)行壓縮、存儲和加注。
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各國加氫站技術(shù)路線
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國際上，美國、日本、歐洲等國家在加氫站技術(shù)開發(fā)方面起步較早，90%以上加氫站具有70MPa加氫能力，以液氫儲存的大容量加氫站日加氫量可超過2000kg，加氫站全負(fù)荷、高可靠運(yùn)行技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，支撐氫能基礎(chǔ)設(shè)施全周期成本逐步降低。美國、歐盟以及日本加氫站發(fā)展路線圖如下：
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我國加氫站進(jìn)程
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我國重點(diǎn)發(fā)展燃料電池商用車，采用35MPa的III型瓶用于車載儲氫，氫能供應(yīng)以20MPa的高壓管束形式為主，尚無液氫加氫站運(yùn)行經(jīng)驗，同時站內(nèi)制氫加氫站受法規(guī) 與標(biāo)準(zhǔn)限制，因此我國當(dāng)前建成的加氫站絕大多數(shù)為外供高壓氣態(tài)氫的35MPa加氫站。
隨著我國燃料電池車的規(guī)模化應(yīng)用，我國加氫站將逐步由當(dāng)前的低負(fù)荷、粗放式加氫運(yùn)行狀態(tài)過渡至高密度、快速加氫的全負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)；燃料電池車在大重載、長續(xù)航場景下拓展應(yīng)用，將出現(xiàn)儲氫密度更高的70MPa加氫需求。根據(jù)國華能源投資有限公司的研究，我國加氫站技術(shù)路線如下：
我國加氫站技術(shù)與美國、日本、歐洲等國家仍然有一定差距：一方面，現(xiàn)役35MPa加氫站尚未經(jīng)歷高負(fù)荷加氫工況下的性能和可靠性驗證，存在較大優(yōu)化空間，35MPa加氫站關(guān)鍵裝備的核心零部件依賴進(jìn)口，有待深入開發(fā)；另一方面，70MPa加氫站關(guān)鍵裝備完成攻關(guān)后，仍需經(jīng)過加氫站應(yīng)用驗證，進(jìn)一步提高性能與可靠性，攻克核心零部件國產(chǎn)化，提高競爭力。此外，用于大規(guī)模加氫的液氫站技術(shù)基本處于研發(fā)空白狀態(tài)。
我國應(yīng)采取高壓氣態(tài)儲氫和液氫儲氫加氫技術(shù)并舉路線，積極開發(fā)70MPa高壓氣態(tài)加氫站及液氫加氫站，重點(diǎn)提升加氫站關(guān)鍵材料及組件的性能，開發(fā)出高性能、長壽命、低成本的氫氣壓縮機(jī)、液氫泵，形成系統(tǒng)性、自主化的完整產(chǎn)品譜系，滿足燃料電池汽車用氫場景的需求。