登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。近年来多个国家和地区已将氢能和燃料电池发展提升到国家战略层面。加氢站是支撑氢燃料电池汽车发展必不可少的基础设施,其建设数量和普及程度,在很大程度上决定了氢燃料电池汽车的产业化进程。
1 加氢站发展现状
1.1 加氢站建设情况
根据H2stations.org的报告,2015—2020年,全球加氢站保有量增加191%。欧洲各国加氢站建设情况是德国100座、法国34座;亚洲各国加氢站建设情况是日本142座、韩国60座、中国69座,其他国家建有4座;北美的美国建有加氢站49座、北美其他国家26座;其他地区建有加氢站13座。截至2020年底统计发现亚洲、欧洲和北美洲是车用氢能发展最快的地区,在现已建成的加氢站中欧洲占36%,亚洲占49%,北美洲占14%。全球的加氢站产业仍处于发展初期,各国在建站形式、氢气制取和储存工艺等方面有显著差异。按照建设形式不同,加氢站主要包括固定式、撬装式和移动式3种;按照氢气来源不同,包括外供氢加氢站和站内制氢加氢站;按照氢气储存状态,包括高压氢气加氢站和液氢加氢站;按照制氢方式不同,加氢站包括电解水制氢加氢站、工业副产氢加氢站、天然气重整制氢加氢站等。
就加氢站的数量而言,亚洲处于领先地位,其中日本、我国和韩国发展最快。日本是氢能经济的有力推动者,为全球首个加氢站突破100座的国家,其中移动式加氢站占比超过30%。为了保障加氢站运营的经济性,日本加氢站都采取分时运营的方式。日本政府设有专门的氢能主管部门(经济产业省节能与新能源(NEDO)部新能源系统科氢与燃料电池战略室)参照城市燃气对氢气进行管理,加氢站严格执行日本的“高压气体保安法”。
随着“推动充电、加氢等设施建设”写进我国2019年政府工作报告,我国车用氢能基础设施即加氢站的发展迈入了一个快车道。我国的低温液态储氢目前仅应用于航空航天领域,加氢站全部为压缩氢气加注,截至2020年12月底,我国已建成加氢站118座,主要为各研发机构和城市公共交通汽车提供加氢服务,商业化运行占比较低,主要集中在广东、上海、江苏等经济发达的省市。以外供氢、35MPa加注等级为主,70MPa加氢站逐步增多,固定式和撬装式兼有。与此同时,氢气加注规模不断提升,出现日加氢量1000kg的中大型加氢站。氢能运输主要通过高压气态运输,同时也有少量的氢气管道运输。关于高压气态氢气运输,国内技术较为成熟,主要采用20MPa管束车运输,单次运氢量较低,约300kg。关于管道输氢,国内共建有3条,总长度在100km。
1.1.1 欧洲加氢站特点
目前德国是欧洲建成加氢站数量最多的国家,德国工业界的行业翘楚,如林德气体公司、WEH公司、奔驰汽车公司、宝马汽车公司等联合起来共同推广氢能源在德国的规模化运营。在公开氢气来源的德国26座加氢站中,有20座采用拖车站外供氢,其中5座采用液态氢运输,其余均为气态氢运输,5座采用电解水现场制氢,1座采用管道运输氢气供氢。丹麦是第一个拥有覆盖全国加氢站运营网络的国家,全国50%的人口开车15km即可找到加氢站。同时丹麦的可再生能源制氢比例很高,计划到2035年可再生能源制氢比例达到100%。
1.1.2 北美加氢站特点
自2001年起,美国便形成了较完整的推进氢能发展的国家政策、法律和科研计划体系,确定氢能为国家战略,引导能源体系向氢能经济过渡。目前美国超过半数的加氢站位于加州,大都能实现35MPa和70MPa双压力等级加注,相当一部分加氢站具备可再生能源制氢能力。
1.2 国内外加氢站对比
表1综合对比欧洲、美国、日本等国家和地区的加氢站工艺技术,现阶段我国加氢站与国外加氢站存在一些显著差异。
a)国外的加氢站大多服务于乘用车,每次的加注量有限,而且每个站点每天的加注次数也不多,因此单站的日加注能力多在100~200kg/d。国内的加氢站则大多服务于商用车,如公交车、物流车、大巴车等,每天的加注量和加注频次都相对较大,因此单站的日加注能力多在500~1000kg/d水平。
b)我国标准中对加氢站安全间距的要求明显大于国外,部分指标是国外对应指标的几倍甚至十倍。
c)加氢储氢工艺不同,我国现对于液氢暂未放开民用,因此加氢站均采用高压气相存储,而国外高压气相和低温液相存储在加氢站中均有应用。
d)氢能管理方面,我国对于氢气按照危险化学品管理,而日本对于氢气按照燃气管理,相对而言按照危险化学品管理氢气,加氢站设计、建设、运维等更加严苛。
e)推进加氢站建设过程中,综合考虑节约土地成本、设施合理布局等因素,国内外均推广油氢合建站这种新型模式,但具体布局存在很大不同。在调研的美国37座油氢合建站中,有11座的加氢机是直接与油品布置于同一加注区的,日本的油氢合建站则普遍采取了加氢和加油分区布置的方式。我国的油氢合建站以单独建设为主,加油、加氢融合度较低。
表1 国内外加氢站对比
2 国内外加氢站安全间距对比
加氢站内部及与周边建筑的安全间距直接影响到加氢站点的规划布局,而面对日益紧张的城市用地,过大的安全间距在一定程度上制约了加氢站的发展。对比各国加氢站标准中关于安全间距的规定,表2中详细列出了中国、美国、加拿大、日本和韩国加氢站标准中加氢机周围爆炸危险区、公共道路防火距离等关键指标,我国临氢设备的间距要求显著大于国外。表2中的安全间距要求包括爆炸危险区划分、防火距离等要求,数据来源:中国GB50516—2010《加氢站技术规范》;美国NFPA2—2016《Hydrogen Technology Code》;加拿大《Canadian Hydrogen Installation Code》;日本High Pressure Gas Safety Law;韩国High Pressure Gas Safety Management Law。
表2国内外安全间距对比(单位:m)
我国加氢站建设主要依据GB 50516—2010《加氢站技术规范》,该标准制订时间较早,且在标准编制过程中,缺乏实验数据和运营经验的支撑,导致标准与实践存在一定程度的不符。标准中关于安全间距的规定按照汽油与氢气能量等价进行换算,缺乏对氢气特性、燃爆行为及事故频率、后果的深入思考,在一定程度上影响了我国加氢基础设施的建设。国外加氢站标准的制订则是依靠量化风险评估技术,针对氢气的特性及行为特征,计算得到相关的安全间距。
3 基于量化风险评价的加氢站安全间距研究
量化风险评价(Quantitative Risk Assessment,QRA)可以科学地评价某个系统或某一事故的风险值(个人风险和社会风险),为风险减缓措施提供指导和建议,也可直接应用于安全间距等相关标准的制定中,评价过程需要辨识危险源以建立不同事故场景模型、确定失效概率、失效后果分析以及选择风险基准。
3.1 加氢站危险源识别
加氢站危险源识别主要是识别站内有可能影响人员安全的危险点,之后构建危险场景。加氢站内存储的氢气具有可燃性和易燃易爆性,是引发加氢站火灾爆炸事故的主要危险源,氢气引发火灾爆炸事故的原因有设计缺陷、设备老化、操作失误、自然灾害等,但大多数事故的直接原因为氢气的泄漏。根据点火条件的不同,造成的事故后果主要有设备关停、喷射火、爆炸、空气中消散等,建立事故树,见图1。
图1 加氢站事故树
3.2 加氢站氢气泄漏概率分析
美国圣地亚国家实验室(SNL)在对加氢站安全间距进行量化风险评价的过程中,将氢气泄漏概率定义为氢气存储系统典型泄漏尺寸的函数,典型泄漏尺寸的选取至关重要。安全间距并不是针对大的灾难性事故来保护系统,而是应该覆盖设施生命周期内可能发生的事故,尤其是发生概率较高的小尺寸泄漏事故,需要保证在超出安全间距区域泄漏事故引发的风险后果是可以接受的。因此在选择典型泄漏尺寸时需要考虑所选尺寸的泄漏概率和更大尺寸泄漏的后果。最终选择的用于计算安全间距的泄漏尺寸包含了典型加氢站95%的泄漏事故。95%比例的选取是基于90%到99%的大尺寸泄漏事故在加氢站设计建设过程中已采取了应对措施。
3.3 风险基准选择
风险评价首要考虑的就是潜在的人员伤害,为事故暴露人员建立风险基准,包括位于加氢站边界以外的公众人员、加氢站工作人员及顾客。风险评价中最重要的关注点为公众安全,评价过程中公众的风险基准通常设置为比站内工作人员小1到2个数量级。根据事故后果计算模型,选择的风险基准反映了人员死亡率的可接受程度。
风险基准可以针对个人或公众群体。个人风险反映了在某一特定地点的人员平均死亡率。通常来说,对于暴露最严重的人员评价其个人风险。社会风险反映了死亡率与人数的关系,对于社会风险评价来说,确定设施周围的人员非常重要。对于一般的用于建立标准的风险评价,人口密度的选择对于结果会引入多于一个的不确定度。用于确定标准中安全间距的风险评价过程,个人风险的确定是仅针对某一特定地点的,但对于一个地点难以准确确定暴露最严重的人员,因此通常假定暴露最严重的人员为位于安全间距距离处的公众。
3.4 基于风险的加氢站安全间距计算方法
a)依据加氢站事故树,氢气泄漏事故场景分为喷射火、爆炸和仅泄漏3大类,基于选定的典型泄漏尺寸,计算泄漏量,进而得到点火概率,最终推算出不同事故场景的发生概率。
b)喷射火事故以火焰辐射值为伤害参数,爆炸事故以压力峰值和冲击波为伤害参数,分别计算其致死率,之后求和计算出该典型泄漏尺寸下的总致死率。
c)最后由图2依据泄漏事故的累计风险和选定的风险基准确定安全间距。
图2 基于风险的安全间距确定方法
4 结论与建议
在对美国、德国、日本等国家和地区加氢站现状分析的基础上,从加注规模、安全间距、储氢方式等多个方面与我国的加氢站进行了综合比较。对比发现,我国标准制定过程中采用的汽油与氢气能量等价换算方法计算得出了过大的安全间距,这在一定程度上制约了我国加氢站的发展。因此建立了基于风险的加氢站安全间距计算方法,为加氢站安全间距的科学合理制修订提供了基础。但我国的加氢站发展时间短,国内尚无有效的加氢站氢气泄漏概率数据库,对加氢站量化风险评价结果的准确性有很大影响,因此后期将开展加氢站设备失效概率的分析研究工作,以助于安全间距的合理制修订。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,国际氢能委员会执行董事Steven·Libbrecht(史蒂文·利布雷希特)在3月26日举办的国际氢能创新合作论坛上作了题为《全球氢能发展》的主题报告。Steven·Libbrecht在报告中指出,目前全球约有1100个加氢站在部署,其中超过20个加氢站在中国,而且也在不断的加强,加之日本、韩国的加
国内氢能产业的发展以交通为先导,加氢站则是最接近交通终端应用的设施环节,作为国内最大的一体化能源化工公司之一,中石化在全国拥有超过3万座加油站,得天独厚的条件也使得中石化较早便布局了氢能产业。尤其作为年度营收超万亿规模的大型上市央企,中石化在氢能的资本投入布局也显得尤为重要。日前
北极星氢能网获悉,日前,位于浙江自贸试验区宁波联动创新区的中石瑞氢新能源(宁波)有限公司拿到了汽车加氢站经营许可证。这意味着该公司下属的镇海炼化加氢站已具备对外运营的条件,将正式面向社会投运。这也是浙江省颁出的第一张加氢站经营许可证。镇海炼化加氢站于2021年6月建成,总投资约5700万
北极星氢能网获悉,3月21日,广东广州白云区首座加氢站正式投放运营,这意味着白云区在氢能产业的发力上吹响了正式的号角,也向外界传递出白云区通过完善配套基础设施,为氢能产业与新能源科技招商引资发展“筑巢引凤”,力争成为全国氢能产业新高地的决心。据悉,今年内白云区将争取推动10座加氢站落
北极星氢能网获悉,为推动我国氢能交通产业发展,解决目前制氢加氢一体站建设的标准空白,3月19日,中国石化联合国内数十家氢能头部企业发布了国内首个《制氢加氢一体站技术指南》团体标准。该标准的制定使得未来制氢加氢一体站的建设有章可循,有利于制氢加氢一体站的系统化和标准化建设,推动我国氢
3月13日,佛山市南海区发展和改革局公示了《2021年加氢站氢气应急扶持补贴资金(第三批)拟发放情况》。经对企业提交的申报材料进行审核、聘请第三方机构对申报材料进行核查等程序,瀚蓝(佛山)新能源运营有限公司下属松岗加氢站、桃园加氢站、九江加氢站、三龙湾大道加氢站符合南海区加氢站氢气应急
北极星氢能网获悉,3月17日,位于七台河市冠军路的黑龙江首个加氢加油充电站综合能源示范站正式投入运营。该项目由中国石油黑龙江销售公司牵手宝泰隆新材料股份有限公司、七台河市城市建设投资发展有限公司共同打造,它既是黑龙江省在发展新能源产业上的全新尝试,又是企地合作共谋转型新路的有益探索
北极星氢能网获悉,3月13日,三一氢能新建设的绿电制氢加氢一体站基本完工,已具备基础服务能力。该站点是三一氢能有限公司新建设的国内首个2000公斤级制氢加氢一体站。这一绿电制氢加氢一体站位于湖南长沙经济开发区的三一智慧重卡产业园外,该项目于2023年9月正式施工,也是目前国内建成运行的最大绿
3月11日,重庆市经信委公示2024年重庆市建设的首批两座加氢站,分别是潼南区产业大道综合能源站、江津区双宝CNG加气站,两座加氢站均将在现有基础上增设加氢功能,服务“成渝氢走廊”。关于确认增设加氢功能站点审查意见(2024年第一批)的公示根据市政府有关专题会议精神和《关于规范加氢站试点示范阶
北极星氢能网获悉,3月2日,液化空气中国位于天津滨海新区的氢气充装中心项目举行动工仪式。2023年,公司与天津港保税区签署协议,投资1.45亿元以建造、拥有和运营一座氢气充装中心,支持京津冀地区氢生态系统的发展。氢气充装中心通过管道接收氢气,气体经过压缩后由鱼雷管车运送至加氢站或工业客户处
北极星氢能网获悉,近日,山东省交通运输厅等单位发布了《关于对氢能车辆暂免收取告诉公路通行费的通知》,为积极推进“氢进万家”科技示范工程,鼓励氢能车辆开展跨区运营,按照省有关要求,现将对氢能车辆暂免收取高速公路通行费有关事宜。详情如下:据悉,2023年12月1日,《共建中国氢能高速行动倡
北极星氢能网获悉,4月28日,广东省住房和城乡建设厅发布关于《广东省燃料电池汽车加氢站安全管理规范(试行)》(征求意见稿)公开征求意见采纳情况的公示。原文如下:广东省住房和城乡建设厅关于《广东省燃料电池汽车加氢站安全管理规范(试行)》(征求意见稿)公开征求意见采纳情况的公示为规范我
近日,中国工业气体工业协会发布了《加氢站用液驱活塞氢气压缩机安全使用技术规范》,该标准规定了高压气氢加氢站用液驱活塞氢气压缩机(本文件简称“氢压机”)在设计、加工制造、装配、安装及使用方面的安全要求。该标准适用于额定排气压力不高于100MPa,不低于35MPa,用于高压气氢加氢站的氢气增加
近日,中国工业气体工业协会发布《加氢站用隔膜压缩机安全使用技术规范》。这是中国首次发布实施的氢气隔膜压缩机的安全技术规范。该标准规定了加氢站用氢气金属隔膜压缩机在设计、制造、安装及使用方面的安全要求。特别是对加氢站氢气隔膜式压缩机的安装及使用提出了具体的安全要求。该标准适用于额定
为了彻底监控、管理氢燃料基础设施,防止事故发生,韩国启动了加氢站实时安全监控系统。当检测到异常现象时,系统将向控制中心发出警报。
8月9日,江苏省苏州市加氢站安全管理暂行规定正式发布。
“氢气的物理化学性质决定了氢气的危险性,近年来国内外涉氢事故已经证明氢气的危险性难以完全消除,因此,我国在发展氢能的同时必须高度重视安全问题。”国家电投集团科学技术研究院副院长常华健在日前举办的第三届中国(嘉善)氢能与燃料电池产业发展高峰论坛上表示。近年来,随着氢能行业加速发展,
深兰科技、中通快递(上海)、九双(上海)新能源等三方将就氢燃料电池汽车匹配、运行及市场推广、加氢站的建设以及人工智能赋能等领域开展合作。未来两年内,九双(上海)新能源还将向深兰采购15个加氢站的智能化解决方案。9月22日,由上海市经信委、长宁区政府指导,上海氢能利用工程技术研究中心、
导读:除了贯穿始终的加氢站安全问题,氢云链将国内加氢站的困难点归纳为三类,即加氢站建设前审批难、建设中成本高、建成后运营和管理问题。其中,审批难是“卡脖子”难题。本文通过盘点国内已出台加氢站运营管理政策,供氢能产业相关人士产业思考和讨论。(来源:微信公众号“氢云链”)加氢站审批难
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。
Nel于2019年6月10日17:40在挪威奥斯陆以外的Kjrbo加氢站收到一起火灾事故的报告。火灾发生在CEST的20:00之后。在收到通知后,Nel立即动员其在挪威和丹麦的危机应对小组…(来源:微信公众号“氢云链”)来自Nel的最新消息,目前Nel公司正在密集地确定事故的根本原因。专家人员目前正在现场,并积极参与
北极星氢能网获悉,3月25日,重塑能源与宝石机械子公司宝石电气设备有限责任公司(下称“宝石电气”)合作开发的1.5MW橇装式氢能电站正式发布。该产品最大净输出功率超过1500kW,是目前国内最大的一体撬装式氢燃料热电联供装置。目前,该产品在宝石电气已完成整体装配及电气设备调试,后续将助推该公司
3月28日,2024中国国际清洁能源博览会(下称“CEEC2024”)在北京圆满落幕。通过3天7馆50000平米的新展品展示、新技术呈现、新成果发布和新思维碰撞,为4万多观众展示了覆盖风、光、氢、储等多个领域,包括清洁能源发电、储电、输电、配电、变电、用电等完整的新型电力系统生态链的最新发展成果和新质生
氢能是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向,2024年政府工作报告首次提出加快前沿新兴氢能等产业发展,氢能正迎来关键性的发展阶段。为践行碳达峰碳中和战略,3月26日,“2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会”(简称2024中国氢能展)在北京隆重开幕。2024中国氢能展搭建绿色氢能制储输用创新
北极星氢能网获悉,3月24日,《广东省氢能产业发展报告2024》发布。《氢能报告》认为,氢能已成为我国能源战略体系的重要组成部分,国家已在氢能领域作出前瞻性布局。广东氢能产业起步较早,在这个新兴产业发展拥有先发优势。近年来,广东通过积极推进国家级、省级氢能技术重点实验室建设,加快氢能产
北极星氢能网获悉,国际氢能委员会执行董事Steven·Libbrecht(史蒂文·利布雷希特)在3月26日举办的国际氢能创新合作论坛上作了题为《全球氢能发展》的主题报告。Steven·Libbrecht在报告中指出,目前全球约有1100个加氢站在部署,其中超过20个加氢站在中国,而且也在不断的加强,加之日本、韩国的加
北极星氢能网获悉,大洋电机3月25日在回复投资者提问时表示,公司“氢燃料电池业务”目前主要聚焦氢燃料电池核心零部件(BOP)的研制,包括升压DCDC、双级离心式空压机、高压屏蔽水泵、氢气引射器、集成多种功能的燃料电池多合一控制器、涡电复合高速离心式空压机等,部分研发项目已完成功能样机测试,
3月5日,习近平总书记在参加十四届全国人大二次会议江苏代表团审议时强调,要牢牢把握高质量发展这个首要任务,因地制宜发展新质生产力。今年政府工作报告提出,“大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力”“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”。随着全球能源结构转型的推进,氢能
3月26日,一场备受瞩目的发布会吸引了业内专家和客户的广泛关注。亿纬氢能100kWAEM电解槽产品发布会顺利召开,众多行业精英齐聚一堂,共同探讨氢能前沿领域的发展趋势和潜在机遇。阴离子交换膜(AEM)水电解制氢技术,被认为是集中了PEM高性能与ALK低成本双重优势于一身的新一代制氢技术路线,凭借其低
北极星氢能网获悉,南都电源3月25日在回复投资者提问时表示,早在2001年,公司通过参股设立新源动力股份有限公司,布局氢能业务的相关技术储备。新源动力是国内最早做燃料电池的企业,拥有自主电堆核心技术,是国家燃料电池工程中心,具有较强的技术实力。同时,公司实现了水电解技术、耦合锂电储能的
国内氢能产业的发展以交通为先导,加氢站则是最接近交通终端应用的设施环节,作为国内最大的一体化能源化工公司之一,中石化在全国拥有超过3万座加油站,得天独厚的条件也使得中石化较早便布局了氢能产业。尤其作为年度营收超万亿规模的大型上市央企,中石化在氢能的资本投入布局也显得尤为重要。日前
北极星氢能网获悉,3月20日,中能建氢能源有限公司党委书记、董事长李京光与国家管网集团北京管道有限公司党委副书记、总经理朱汪友在京进行会谈,双方围绕氢能源产业及石家庄鹿泉区氢能产业四网融合示范项目的推进展开深入交流。李京光对北京管道给予氢能公司的关心、帮助表示感谢,并对北京管道的行
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!