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「技术」一文了解加氢站建设的技术路线


作者：卢楚怡 前瞻产业研究院
随着各地氢能产业培育规划出台 ， 氢能产业园在政策东风下纷纷落地 ， 加氢站建设步伐加快 。 加氢站作为氢能产业中连接上游制、储、运环节与下游应用市场的枢纽 ， 是氢能产业园中着重布局的业态 ， 是园区保障氢能应用的关键 。 本文介绍全球氢能产业发展过程中衍生出的多种加氢站布局方式 ， 以及氢能产业园前沿建设方向 。
一、氢能产业园与加氢站发展现状
(一)发展背景
联合国可持续发展目标提出“确保人人获得负担得起的、可靠和可持续的现代能源” ， 发展经济适用的清洁能源 ， 并大幅增加可再生能源在全球能源结构中的比例 ， 清洁低碳发展成为全球能源格局大势 。 其中 ， 氢能源凭借燃料电池广阔的应用前景 ， 有望成为我国优化能源结构的重要抓手 。
近年来 ， 氢能源的发展政策趋势明显 。 2016年 ， 《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》将氢能发展列为重点 ， 提出系统推进燃料电池汽车研发和产业化 ， 推进加氢站建设 ， 以实现规模化示范应用 。 2019年 ， 工信部就《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)公开征求意见 ， 支持开展燃料电池汽车商业化示范 ， 推进加氢基础设施建设 。
以氢能源为主导产业的园区乘着政策东风纷纷落地 。 截至2019年 ， 全国一共有超过22个氢能产业园成立(含氢能小镇、氢能产业园、氢谷、氢能示范城市等) ， 在氢能源和燃料电池的技术攻关、产业化与示范应用领域扮演者引领者的角色 。
(二)分布现状
「技术」一文了解加氢站建设的技术路线
本文插图

纵观在建、建成的氢能产业园 ， 其定位主要有两大方向：(1)汇聚氢产业链各环节的相关企业 ， 打造氢能产业集聚;(2)推广氢能源示范应用 。 为了实现两大定位 ， “加氢站”这一业态不可或缺 。 一方面 ， 加氢站是产业链枢纽 ， 连接上游的氢能制备、储运与装备制造环节 ， 以及下游的氢燃料电池汽车终端市场;另一方面 ， 加氢站也是介于氢能源储运与终端应用之间的集成式示范地 。
截至2019年底 ， 我国已建成加氢站60余座 ， 规划和在建的加氢站有80余座 。 从全国加氢站分布来看 ， 加氢站设立地点与氢能产业园高度重合 ， 例如江苏如皋、广东云浮等 ， 呈现出初步的产业集聚效应 。
「技术」一文了解加氢站建设的技术路线
本文插图

纵观全球加氢站建设步伐 ， 加氢站的布局方式可分为两种：外供氢加氢站(off-site)和站内制氢加氢站(on-site) 。 目前 ， 中国加氢站几乎都采用外供氢模式 ， 而美国、日本等氢能源产业先进国家在探索站内制氢模式方面具有成熟经验 。
二、外供氢加氢站
该模式下 ， 加氢站内没有制氢装置 ， 所用的氢气由站外的集中式制氢基地制备 ， 而后再通过长管拖车、液氢槽车或者氢气管道由制氢基地运输至加氢站 ， 由氢气压缩机压缩并输送入高压储氢瓶内存储 ， 最终通过氢气加气机加注到氢能源燃料电池汽车中使用 。
氢的储运方式是影响加氢站业态设计的重点与技术难点 。 中国作为产氢大国 ， 氢原料储备充足 ， 但由于运输和储存条件苛刻 ， 储运环节成为了氢产业链上的难关 ， 也直接影响了加氢站的模式设计 。 根据氢气存储方式的不同 ， 外供氢加氢站又可进一步分为高压气氢站和液氢站两大类 。 外供氢加氢站中的高压气氢站建设成本最低 ， 是全球应用最广泛的加氢站模式 ， 占比近70% ， 目前中国的加氢站均为高压气氢站 。 液氢储运加氢站主要分布在美国和日本 ， 在中国也得到了初步探索 ， 由中科富海和美国空气产品公司(Air Products)合作的首座液氢储运加氢站正在建设中 。
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