氫能技術(shù)
加氫站是指為氫能汽車或氫氣內(nèi)燃機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，加氫站全負荷、高可靠運行技術(shù)持續(xù)進步，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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我國加氫站進程
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我國重點發(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，尚無液氫加氫站運行經(jīng)驗，同時站內(nèi)制氫加氫站受法規(guī) 與標準限制，因此我國當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)?；瘧?yīng)用，我國加氫站將逐步由當前的低負荷、粗放式加氫運行狀態(tài)過渡至高密度、快速加氫的全負荷運行狀態(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、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。