辩“氢”丨加氢站贵在哪里？安全吗？气态氢和液态氢怎么选？

如今，日本、美国、欧盟、韩国等国相继公布了氢能及燃料电池汽车发展战略，并将氢能作为清洁能源转型和培育经济新增长点的重要方向之一。

我国是世界上最大的制氢国，氢能基础怎么还是这么弱？加氢站贵在哪里？加氢条件安全吗？气态氢和液态氢怎么选？让我们一起跟随两院院士和行业专家脚步，上下求索。

氢能经济安全性正反观点分析

——崔志广、莫君媛、顾成奎

加氢站可分为氢气压缩系统、储气系统、加注系统和控制系统、电气设备以及其他机械设备（包括管道、配件、阀门等）。加氢站的核心装备为氢气压缩机、储氢系统和氢气加注机。

（一）正方观点

1、中国氢能源及燃料电池产业白皮书：规模效应显现后成本下降快

目前我国加氢站建设成本比较高，其中设备成本约占70%，据测算，建设日加氢能力为500kg、加注压力位35MPa的加氢站约在1200万（不考虑土地费用），相当于传统加油站的3倍，对于商业化运营的加氢站，还需考虑设备维护、运营、人工、税收等费用，按照目前的加氢状况，加注成本约在13-18元/公斤左右。随着氢气加注量的增大或通过加油/加氢、加气/加氢合建，单位加注成本会随之降低。

2、凌文：我国氢能产业基础设施和整合发展能力强

山东省副省长、中国工程院院士、中国氢能联盟理事长凌文在中国经济大讲堂中进一步提出，氢能产业具有经济性、安全性，我国氢能产业基础设施和整合发展能力强。

经济性：现在氢燃料电池气耗可以保证5公斤的氢气可以跑650公里，每公斤氢气需要大概35元，氢燃料汽车5公斤跑650公里只需要175元，而燃油车650公里需要350元，氢燃料电池汽车从燃料角度来说价格相当于燃油车的一半。随着氢燃料技术在中国的快速发展，一方面批量加大，成本降低另外一方面技术提升，我们有理由相信，氢燃料电池的成本会大幅度下降。

安全性：氢能源是比天然气更加安全，更加能够控制的一种二次能源。政府把氢气作为危化品来管理，那么氢气是不是那么危险呢？实际上，氢气泄漏的安全性和普通的汽油比，它的扩散系数是汽油的11倍。即如果在一个开放的空间而不是密闭空间，氢气的比重相当于整个空气的十四分之一。当氢气泄露处于一个开放的空间，氢气还没来得及燃烧，也没来得及爆炸，就已经挥发掉了。所以，基本上可以说，氢气在开放的空间是非常安全的一种气体。

我国氢能产业基础设施和整合发展能力强。氢能源的利用要从氢的制备开始，要制备氢、储存氢、运输氢，到最后分配氢、使用氢。整个的产业链需要氢能源各个领域都有自己的支撑。对中国来说，基础工业、实体工业，特别是制造业，恰恰是最强的。中国有非常好的工业制造业基础和创新驱动的体制优势，相信可以找到正确的路径，把氢能源全产业链完全打通。

3、高金林：气态氢加注能力有限，液氢加注技术可行

2019年1月13日在中国电动汽车百人会论坛（2019），北京中科富海低温科技有限公司总经理高金林发表了主题演讲。我们国家从2006年为北京奥运会开始到现在建了十几座加氢站，虽然这几座加氢站加氢量比较小，加氢能力也比较小，但是有力地推动了我国燃料电池汽车的发展，根据我们国家的规划，到2025年，有的说5万台、有的说10万台，到那时候每年加10万吨到60万的氢，这时候我们要解决氢的加注运输，就是用氢成本的问题。

有效的解决方面需要解决这几个问题：第一，怎么样保证大量用氢；第二，如何保证氢的储存运输，就是氢的使用标准。第三，如何降低或者说如何使我们的加氢站在运营模式下进行运营。

全球加氢站现在约400多个加氢站，大部分是在美国，其次在日本。全球的液氢总产能每天大概470吨，美国是最多的，每天是300多吨，有15个液氢的工厂。美国液氢的销售量是全球最高的，一年10万吨左右，欧盟拥有林德、法液空两个大的液氢装备的制造商，日本是力推液氢的储存和运输，是全球首个计划用液氢船进口液氢的国家，计划在每个城市建立液氢的门站，从海上来运液氢，然后再运输到各个加氢站。

液氢在氢能利用的几个好处：一个是在储运方面，液态和气态相比，在装载量、装载时间、装卸时间、储蓄压力、占地面积都有突出的优点。从成本来讲，我们的液态跟气态车相比，运输大概是1/8，有些人现在一直在说，液化成本比较高，其实算了一下，液化成本目前大概1度电液化1立方的气体，以后我们可以到0.7、0.6、0.5，相对其他的成本液化成本是比较低的。

加氢站的建设成本，如果液态氢的加氢成本，国外工程师计算，液态氢的加氢站比气态加氢站的成本少16%，在不同的资金方式、不同的运作方式，生产每克的氢，生产运输、分销和加注成本比较，最终的结果，不管几个方法，最终的结果是液体储运、加注、用氢成本最低。如果当我们每个加氢站，相当于到1万辆台或者几万辆台车的时候，加氢站每天1吨以上的时候，考虑到氢的成本，不得不考虑选择用液态氢的储运和加注。

现在讲储运技术，液化氢是传统的技术，在上世纪50年代初，我国科学家就带领着团队实现了氢的液化，从氢液化的装备和液氢的产业化，我们一直没有做起来，液氢的液化流程主要三个，流程的选择主要取决于液体量和液化工程的实际情况。我们通过国家两个专项，掌握了氢的关键技术、关键设备，所有的系统和关键零部件，都已经实现了国产化。

与之相应的，液氢的储罐，首先要解决在30天、15天左右怎么样保持氢的零排放，从移动式的液态储罐要保持15天到20天采用不同的工艺、不同的方法，能够保证在运输过程中实现氢气的零排放。还有就是高压低温泵，主要用于加氢站的加注，应用这个高压加注可以降低加注的能耗，降低用地面积、加快加注时间。

4、陈霖新：氢气安全可控

2018年12月19日，在京津冀氢能产业发展暨环境治理大会上，中国电子工程设计院原副总工程师陈霖新，发表了《对我国氢能产业发展的再思考》，他指出氢气作为化学元素周期表中质量最轻的元素，跑出来以后挥发速度很快。有实验证明，氢燃料和燃油汽车一旦纵火以后，氢燃料汽车灭火更快且汽车不会坏。

因此，从安全角度客观地讲，不能说它是完全安全的，但是它是可以采取各种措施来防止它产生安全后果的。在欧美等发达国家，汽油柴油亦属于危化品，但它们还有另一个属性，即能源属性。这意味着，在工厂里生产的时候，汽油柴油需要按照危化品的方式管理；进入加油站后，就能按照能源进行管理。氢气在大部分国家都属于危险化学品，但并不妨碍它有第二种属性。只有赋予了氢气能源属性，才能使氢气在管理方面获得更大的突破空间。

（二）反方观点

1、干勇：我国加氢站不仅数量少，还存在一些技术和运行瓶颈

2018年中国工程院原副院长干勇院士：我国加氢站不仅数量少，还存在一些技术和运行瓶颈。部分加氢站不能按照国际通行的标准实现3-5分钟的快速加氢，无法控制加氢速率并预知车载汽瓶的温升，达不到商业化运营的目标。部分站点的关键装备选型追求低价，甚至包括加氢机在内都无法满足长期连续可靠运行的要求。

此外，还有部分加氢站的规划设计、设计施工及验收标准、关键设备选型等方面存在一定问题。加氢站发展滞后，制约了氢能汽车的商业化运行进程，限制了我国氢能产业的快速发展。

加氢站进展不尽人意，首先是国家层面关于氢能发展的顶层设计尚未系统化，还没有落地。其次，部委层面，将氢能作为能源使用的相关事项，还不明确具体由哪个部委负责审批。此外，加氢站的补贴政策还不明晰，加氢站投资较大且盈利困难，投资回报遥遥无期。

一些地方进行区域氢能产业生态系统的设计规划时，由于缺少专业技术团队，对氢能车辆与基础设施协同发展考虑不足。还有一些地方认为氢气生产属于化工生产要位于化工区，以此为由否定了制氢加氢合建站的发展，而国家层面对此也没有明确的法规。

2、崔东树：安全性阻碍加氢站建设推进

2019年12月全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树表示，加氢站建设的难度很大。氢气的危险程度远大于汽油，一般的加油站不符合加氢站的建设要求，未来只是一部分或能开展这项服务。加氢站建设极为苛刻，占地使用面积较大，需要很大的空间，同时要做好防爆等安全措施，出租车等对于加氢站建设有高密度要求，较难实现。

3、核心关键装备需要进口

与日本、美国等先进国家相比，我国在氢能全产业链上都存在巨大差距，而他们尚且还在慎重而行。尤其是加氢站方面，我国也是大多引进日本等国的技术或者直接委托给外国企业建设。我国目前基本不涉及的液氢加氢站，在国外却发展迅速。据不完全统计，目前全球近400座加氢站中，有三分之一以上为液氢加氢站，遍布日本、美国及法国市场。

加氢站的关键设备很多都需要进口，国产能力明显不足。特别是，压缩机的成本最高，接近占到30%。压缩机主要分为液压活塞式氢气压缩机和隔膜式氢气压缩机，隔膜式氢气压缩机依靠金属膜片在气缸中做往复运动具有散热性能好、压缩比大、密封性能强、不污染压缩介质等优点，在加氢站应用中更为广泛。

中船重工718所通过与美国PDC公司技术合作组装可供加氢站使用的氢气压缩机，但核心压缩模块仍由PDC提供。虽然该方式相比整机进口节约了30%的成本，但设备价格仍偏高。国外生产氢气压缩机的主要厂商有美国PDC、英国豪顿、德国Andreas Hofer。

目前国内加氢机无法满足长期连续可靠运行要求。还有加氢站的规划设计、设计施工及验收标准、关键设备选型等方面也存在问题。目前加氢站大多引进日本等国的技术或者直接委托给外国企业建设，导致补贴资金外流。

（三）新观点：李灿-液态阳光加氢站

全国工商联新能源商会监事长、中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室主任李灿提出液态阳光加氢站是未来最具有优势的、最具有竞争力的发展方向。

第一，液态阳光加氢站解决了高压加氢站的安全问题；

第二，解决了氢的储存、运输、安全问题；

第三，氢可以作为再生能源，实现全流程清洁的目标；

第四，液态阳光加氢站可以回收二氧化碳，实现二氧化碳减排，不再进一步产生二氧化碳，二氧化碳就一直在那里边循环。

第五，液态阳光加氢站技术已经取得了突破，同时国家自主知识产权技术；

第六，液态阳光加氢站技术还可以扩展到其他的化学出行的论，也可以用在加氢上来做同样的事情；

第七，可以与加油站、加甲醇站并存。特别适合社区和现行的加油站，老百姓不用担心，按照原理上来讲没有高压这些问题，这些可能性。