加氢站发展会遇到哪些问题——上海舜华新能源系统有限公司总工程师阮伟民

“上海市燃料电池汽车产业创新发展实施计划定得比较详细，比如到2025年建成运行超过70座加氢站，推广燃油电池达到万辆级规模以上.”海舜华新能源系统有限公司总工程师阮伟民在可再生能源制绿氢技术、装备与案例大会上发言。

直播专题：SNEC第十五届(2021)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会

阮伟民：各位领导、各位嘉宾，中午好！跟大家做一个分享，加氢站建设运营若干问题的思考，我从事加氢站已经十几年了，也得出了一些经验，今后加氢站发展会遇到哪些问题，跟大家做一个简单的分享。

加氢站的类型我总结了一下分这么几种，一个是按形式分，有标准、撬装、移动、母站、子站，有气态储氢、业态储氢、固态储氢、有机液储氢，按合建内容分有以下几种方式，供氢方式好几种，一个是管束车供氢、管道供氢、站内供氢，这是目前比较热的。加氢站主要装备主要有这样一些站控系统，这是加氢站里面要保证安全运营最关键的一部分。加氢站硬件设备怎么样让它安全运行，站控系统非常关键，这是经过多年实际应用、可靠的站控系统。这个图是化工区的加氢站，规模非常大的站控系统。

加氢站的安防系统也是比较多的，周界、视频、泄露、火焰、声光、紧急切断，包括消防，防雷、防静电等等，运营方面的很多事都是加氢站安防系统构成的。加氢站设备有加氢机，现在已经第三代了，目前我们在加氢站加氢机的占有率舜华最高。一个是隔膜式压缩机，还有离子式压缩机，还有液驱式压缩机，隔膜式压缩机国产可以做到五百方每小时，八百方的马上要出来了，液驱还是国外的技术，在国内也有所应用，离子液主要是德国的，这三种压缩机都在上海舜华和化工区里面都有应用，尤其离子液压缩机，国内第一台离子液压缩机。还有一种正在进行研发的，我认为技术还是比较先进的。

这三种压缩机内部结构和工作原理不做赘述。储氢装置有储氢罐一，目前用的比较多的是45兆帕的储氢罐，要求比较高。加氢站案例给大家做一个介绍，化工区的加氢站是2019年6月份投入，现在运行了两年，规模非常大，八千平方米，最大特点氢气是管道供氢，不需要管束车。有四台压缩机，下面是离子式压缩机，每小时氢气排量33公斤，下面是舜华的加氢机，包括储氢罐，包括氢气在线分析系统等等。都是加注的几种车型，包括上汽的七座70兆帕的，包括丰田那款车，包括移动的物流车等等，基本都在化工区加氢站进行加氢。

下面就主要问题进行探讨，一个是加氢站的发展规划。国家已经颁布了新能源汽车产业发展规划，21~35年，讲得非常明确。上海市燃料电池汽车产业创新发展实施计划定得比较详细，比如到2025年建成运行超过70座加氢站，推广燃油电池达到万辆级规模以上，我们也觉得压力很大。氢气零售价格低于每千克35美元，这也是国家示范城市要求的，现在大家都知道35块钱零售价格根本做不下来，但是你要推广氢能，如果氢气价格比器材高很多的话，它也没有长期持久发展的动力。国家定了这个目标，这是努力发展的方向，政府会给予补贴。有一点至少化工区的加氢站目前可以做到这个价格，包括加氢站的氢气来源、运输成本、运营费用是可以做到每千克35块钱以下。上海也提出重点建设35兆帕的加氢站，示范城市也提出了这个要求，乘用车要大力发展，乘用车基本上都是考虑70兆帕，现在上汽包括广汽都推出了70兆帕的乘用车，这是乘用车发展的主要方向。

加氢站现在有两个标准，去年都做了修订，现在刚刚颁布，都相继刚刚颁布，一个是加氢站技术规范，另外是加油加氢站技术标准，标准名字都改了，叫汽车加油加气加氢站技术标准，GB50156，本来两个标准都讲到加氢站，现在分了一下，GB50516只针对加氢站，50156是合建站，站的选择都有具体的要求。我现在要强调的一点是，加氢站有这个标准和政府的法规是不一样的。很多人跟我说，加氢站标准里面写了可以加氢和制氢合建，但是大家知道，制氢是危化品生产过程，必须进化工区，目前氢气生产属于两重点一重大的项目，所以一般不能建加氢站，现在大家都想突破。我也在国家能源局闭门会议时也谈到了，我建议为了减轻加氢站氢气运输成本，在自己的加氢站有条件的地方可以设紧急装置，但是有一点制氢仅仅用于加氢站之用，如果外送的话性质就变了。所以标准和法规是有区别的，法规是讲你能不能做，标准才是在能做的前提下怎么做，所以这个是非常重要的。再举一个例子，加氢站标准里面都讲了70兆帕的车辆最高压力可以加到87.5兆帕，行吗？实际从市场监管局他们来讲充装压力只能70兆帕，不能超压，不能超温，不能超量，这就产生矛盾了，现在要达到8500行不行？如果乘用车不加到87.5就达不到SOC百分之百，所以这个车续航里程就有问题。丰田发布了法国试验的那提车子，续航里程达到1003公里，都是百分之百的SOC。

建设审批各地方都颁布了一些，因为现在目前来讲各地方有把加氢站作为燃气设施的，也有作为危化品的，像成都刚刚出台了按照危化品管理的，这就很麻烦。加氢站的审批上海也已经出了，一个是加氢站建设运营管理办法，还有加氢站临时经营许可办法，全国基本上都把加氢站作为燃气设施来审批的。加氢站运营管理体系主要是这两个标准，国家市场监管总局一个是充装单位的许可，加氢站取得许可证必须按照这个标准，这是法规TSG的，必须按照这个标准取得充装许可证，包括质量保证体系，包括人员，包括硬件设备。另外就是气瓶安全技术规程，给车辆气瓶充装必须按照这个规程充装，这个要求也是比较明确的。

另外加氢站人员要求也是比较高的，现在人力成本是非常高的一块。企业负责人、安全管理人员、技术负责人、加氢站站长、专职安全管理员、加气工、检查人员，每班至少三个人，4班三运转要多少人？加氢站的加氢能力也要探讨。加氢站500公斤补贴多少万，一千公斤补贴多少万，这有了综合评价体系，首先压缩机的压缩能力，达到45兆帕，排量每小时多少，能不能打出这点气。第二是站内储氢能力，包括管束车的储存，管束车也算加氢站储氢一起的，第三安检，全过程大概10分钟，车辆之前必须经过安检。其次是连续加注能力，分高中低三级设置，如何根据车型设计更合理，压缩机不要频繁启动也是要考虑的问题。还有氢气运输能力、管束车的数量，有多少车能帮你送，安亭那个站有一年车辆达到460多公斤，每辆车实际氢气使用量也就250，效率比较低，一般来说不宜加注。加氢站加氢能力不能太，不能小于一千公斤，否则零售价格这么低，永远也达不到盈利的模式。

关于加氢站的定期检验。压力容器定期检验、管道、安全阀等等这些都要检验。关于车辆加氢，加氢站只能对已办理特种设备使用等级的气瓶进行加氢，现在车来了就加，这是违法的，万一出事加氢站承担责任的。办理气瓶也是比较复杂的事，有这么多提供材料，很多用户不一定清楚，所以作为加氢站来讲要跟用户讲清楚，要办了证以后才能给车辆加，否则被市场监管局逮到的话是严重违法的事，罚款2~20万。

加氢站运营成本也是比较高的，粗略算了一下200多万，投资一千万的加氢站，不算土地，固定资产折旧、员工薪酬福利、电费，惊奇运输、检验费用、管理费，按照这样算下来，每年要270多万，如果按平均每天销售氢气500公斤的话，全年销售的量要达到盈亏平衡点，毛利要达到15块钱一公斤，15块钱一公斤你的采购价就不能高于20块钱一公斤，20块钱一公斤现在能买到氢气吗？很难，所以加氢站的盈利能力目前来讲比较差，为什么还能做？各地方对加氢站建设初期都提供了一个补贴政策，这个政策比如上海，它每公斤氢气补贴20块钱，以后逐年递减，至少给加氢站一个缓冲，量上去以后就能开启盈利模式，这也是比较重要的。

充装许可、经营许可，如果是燃气经营许可就是右上角，右下角危化品经营许可证已经不需要了，每个地方把加氢站作为燃气设施来讲，它就不需要危化品经营许可证了，拿这张证的话手续也是非常复杂的，严格意义上讲如果拿危化品经营许可证就要有生产经营许可证，就要进行三同时，又要考虑国家的法规，加氢站离开化工区不能建，当时我们也是搞了很长时间。三同时、安全设施评价、验收评价，后来就走不下去。

氢的能源属性和安全性方面，现在都把氢气的爆炸范围讲得很宽，4%~74%实际深是整个燃烧的范围，爆炸浓度是18~59%，如果简单把4%作为爆炸极限就夸大了氢气爆炸的可能性。氢最大的问题就是电活能量比较低，很容易着火，高压氢气冲出管道，摩擦产生的热量就有可能印染氢气，大家要特别注意，在加氢站第一氢气不要漏，第二漏了及时检测到，第三真的漏了烧了不要灭火，把阀门关掉。

扫码支付的安全风险方面，尤其加氢站不允许扫码支付，扫码支付必须到站房里面，不能站加氢机边上。加氢站制氢是比较热门的，氢气的生产无论哪一种制氢方式，而且要进化工园区。加氢站内制氢装置的规模不可能很大，而且成本很高，如果放开加氢站制氢，生产出来的氢气只能限于自用，不能外卖。包括现在制氢厂内带加氢站，还有很多地方需要突破。我们希望最好国家能够出台一些政策，允许咱们在加氢站内能够小规模的制氢。

撬装加氢站，我一直讲没有撬装加氢站的概念，撬装加氢站是一个伪命题，只有撬装的设备，没有撬装的站。因为要做一个撬装站把所有加氢系统，包括控制系统，包括氢气的放散空都集中在一个地方，它有间距要求，按照撬装站取不到。上海9个站，真正取证的只有4个站，不能因为图快，把一个撬装弄上，管束车连上就可以加氢，这个不解决问题，以后可能会碰到大的问题。宝武在里面就搞了这样一个站，后来碰到一大堆问题，后来还是要推倒重来。市场监管部门会对充装许可证发证提出一些问题，尤其按照标准硬件设施的要求，达到不到这个设施要求不会给你证。我们在广东也有一个站，为了这个事也是搞了一个撬装站，投诉市场监管局，最后驳回，因为你没有符合标准。所以把撬装站如果作为站的形式，你做内部实验可以，但是对外充装经营就有问题了。

移动加氢站也是这个问题，这个照片是世博会特殊情况下，没有标准，可以用移动加氢车给观光车加制氢。国家已经规定了，禁止将移动式压力容器内的气体直接对气瓶进行倒装，这已经成为历史了，包括标准里面讲了可以有移动加氢，包括还有单独移动加氢的标准，但是实际上这个已经没用了，标准可以这么写，但是政府监管部门不允许，移动加氢大家千万不要做。

还有氢气的品质，很多地方都来探讨氢气，不管哪一种制氢方式，氢气到底是不是符合标准要求，很多地方没有氢气，这个还是有很大差距的。这是超纯氢、高纯氢标准，中间是质子交换膜标准，右边是取样以后进行对比分析，到底符合哪一种。可以看出高纯氢对氢气要求高，杂质要求不高。最近日本丰田公司委托他们到我们加氢站取样，你们经过压缩储存管道最后到车辆上的氢气到底是不是原来的品质？取了两个样，分析出来完全一致，所以咱们的隔膜压缩机也好，管道也好，对氢气的品质是能够保证的，所以丰田比较信任上海氢气的质量。

车载储氢方式，目前是高压储氢。液态储氢在车上使用的可能性不大，液氢要气化，没有热源，内燃机可以，靠环境温度汽化几乎不可能。第二固态储氢，包括有机液储氢都有这个问题，在储运环节可以，但是把它放在车上，包括在车上放一个小的化工厂不现实，这个不能解决车载储氢的问题，目前来讲还是气态高压。

氢气的储备和运输也是我们即将要面临的大问题，车发展了，站多了，但是氢气能保证供应吗？现在氢气大部分都是生产多少用多少。举一个例子，上海提出的到2025年达到万辆规模，每天要一百吨，肯定要储氢，没储备怎么办，万一氢气没有了，车趴下？不现实。250公斤一百吨，每天400辆车来运输，这些都是大问题，大家考虑的不多，商业化运营必须要考虑储备。上海原来有LNG的储备，搞液化气金山有储罐，氢气内？哪里来的储备？谁来做？政府做还是企业做？储存可能只能采用液氢的方式。

车辆的气瓶检验和车辆维保，市场监管局颁布了气瓶检验周期，三年，丰田15年，不检报废。怎么检也是要讨论的，如果要三年把瓶拆下来这个事就太复杂了，不是拆气瓶，把车辆都要拆了。还有维保，现在一般的4S店或者厂房不能进去，这个问题也要提出，不搞专用的维修车间，以后维保是个大问题。

最后一句话结束我的演讲，2030碳达峰，2060年碳中和，氢能汽车责无旁贷，让我们共同迎接车用能源百年未有之大变局，谢谢大家！

（发言为北极星氢能网根据速记整理，未经本人审核）