制氫、儲運、加氫產(chǎn)業(yè)鏈知識總結(jié)

上游制氫

一、常用的制氫技術(shù)路線

制氫方法是將存在于天然或合成的化合物中的氫元素，通過化學(xué)

的過程轉(zhuǎn)化為氫氣的方法。根據(jù)氫氣的原料不同，氫氣的制備方法可

以分為非再生制氫和可再生制氨，前者的原料是化石燃料，后者的原

料是水或可再生物質(zhì)。制備氫氣的方法目前較為成熟，從多種能源來

源中都可以制備氫氣，每種技術(shù)的成本及環(huán)保屬性都不相同。主要分

為五種技術(shù)路線：工業(yè)尾氣副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫、石

化資源制氫和新型制氫方法等。

工?局■制■新工法

石化■■■■石。廠用氣生,展可

煤、1W氣化與/、tL光化學(xué)

，氨、石油、化工*.敘、合-CL1Mt

天抬氣能煮應(yīng)飆用氣鼾型學(xué)鼾氟

化

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氨

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用

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圖2常用制氫方法

電解水制氫，在由弓極、電解質(zhì)與隔膜組成的電解槽中，在電解質(zhì)水

溶液中通入電流，水電解后，在陰極產(chǎn)生氫氣，在陽極產(chǎn)生氧氣。

化石原料制氫，化石原料目前主要指天然氣、石油和煤，其他還有頁

巖氣和可燃冰等。天然氣、頁巖氣和可燃冰的主要成分是甲烷。甲烷

水蒸氣重整制氫是目前采用最多的制氫技術(shù)。煤氣化制氫是以煤在蒸

汽條件下氣化產(chǎn)生含氫和一氧化碳的合成氣，合成氣經(jīng)變換和分離制

得氫。由于石油量少，現(xiàn)在很少用石油重整制氫。

化合物高溫?zé)岱纸庵茪洌状剂呀庵茪?、氨分解制氫等都屬于含氫?/p>

合物高溫?zé)岱纸庵茪浜瑲浠衔镉梢淮文茉粗频谩?/p>

工業(yè)尾氣制氫，合成氨生產(chǎn)尾氣制氫、石油煉廠回收富氫氣體制氫、

氯堿廠回收副產(chǎn)氫制氫、焦?fàn)t煤氣中氫的回收利用等。

新型制氫方法，包括生物質(zhì)制氫、光化學(xué)制氫、熱化學(xué)制氫等技術(shù)。

生物質(zhì)制氫指生物質(zhì)通過氣化和微生物催化脫氫方法制氫，在生理代

謝過程中產(chǎn)生分子氫過程的統(tǒng)稱。光化學(xué)制氫是將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為

氫的化學(xué)自由能，通稱太陽能制氫。熱化學(xué)制氫指在水系統(tǒng)中，不同

溫度下，經(jīng)歷一系列化學(xué)反應(yīng)，將水分解成氫氣和氧氣，不消耗制氫

過沉重添加的元素或化合物，可與高溫核反應(yīng)堆或太陽能提供的溫度

水平匹配。

二、主流制氫源自于傳統(tǒng)能源的化學(xué)重整

全球來看，目前主要的制氫原料96%以上來源于傳統(tǒng)能源的化學(xué)

重整（48%來自天然氣重整、30%來自醇類重整，18%來自焦?fàn)t煤氣），

4%左右來源于電解水。日本鹽水電解的產(chǎn)能占所有制氫產(chǎn)能的63%,

此外產(chǎn)能占比較高的還包括天然氣改制(8%)、乙烯制氫(796)、焦?fàn)t煤

氣制氫(6%)和甲醇改質(zhì)(6%)等。

■弒水電解

■天然氣改質(zhì)

■產(chǎn)i漁改質(zhì)

■天然氣

■乙慌制氧

■彈關(guān)

燎濾尾氣制最

■煤

■焦?fàn)t煤氣型氨

電解水

■電解苛性押

■甲靜改質(zhì)

瀝胃塌氣改質(zhì)

圖3全球制氫主要來源(左)、日本制氫主要來源(右)資料來源:

hydrogenanalysisresourcecenter

三、煤制氫加碳捕捉將成為主流制氫路線

對比幾種主要制氫技術(shù)的成本，煤氣化制氫的成本最低，為1.67

美元每千克，其次是天然氣制氫2.00美元/千克，甲醇裂解3.99美

元/千克，成本最高的是水電解，達(dá)到5.20美元/千克。相對于石油

售價，煤氣化和天然氣重整已有利潤空間，而電解水制氫成本仍高高

在上。

圖4主要制氫成本對比(美元)

中國煤炭資源豐富且相對廉價，故將來煤制氫很有可能成為中國規(guī)模

化制氫的主要途徑。但煤制氫工藝過程二氧化碳排放水平高，所以需

要引入二氧化碳捕捉技術(shù)（CCS）,以降低碳排放。目前二氧化碳捕捉

技術(shù)主要應(yīng)用于火電和化工生產(chǎn)中，其工藝過程涉及三個步驟：二氧

化碳的捕捉和分離，二氧化碳的輸送，以及二氧化碳的封存。

四、光解水制氫技術(shù)看似理想實則困難重重

光解水制氫是一種理想的制氫技術(shù)。它的原理是直接利用太陽能,

在光催化劑的協(xié)助下，將水分解產(chǎn)生氫氣。這種方法直接利用一次能

源，沒有能源轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的浪費，理論上簡單高效。

光解水制氫技術(shù)始自1972年，由日本東京大學(xué)FujishimaA和Honda

K兩位教授首次報告發(fā)現(xiàn)Ti02單晶電極光催化分解水從而產(chǎn)生氫氣

這一現(xiàn)象，從而揭示了利用太陽能直接分解水制氫的可能性，開辟了

利用太陽能光解水制氫的研究道路。隨著電極電解水向半導(dǎo)體光催化

分解水制氫的多相光催化的演變和Ti02以外的光催化劑的相繼發(fā)現(xiàn),

興起了以光催化方法分解水制氫（簡稱光解水）的研究，并在光催化劑

的合成、改性等方面取得較大進(jìn)展。

然而，這種制氫方法面臨的技術(shù)仍然面臨很多問題。制氫效率低（不

到4%）是最主要的問題，所以它離實際應(yīng)用還有相當(dāng)長的距離。光催

化材料的帶隙與可見光能量匹配，光催化材料的能帶位置與反應(yīng)物電

極電位匹配，降低光生電子-空穴的復(fù)合率是克服這一困難的三大待

攻克技術(shù)難關(guān)。

五、隨著電價下降，將有利于電解水制氫技術(shù)發(fā)展

電解水制氫成本主要來源于固定資產(chǎn)投資、電和固定生產(chǎn)運維這

四項開支，其中電價高是造成電解水成本高的主要原因，電價占其總

成本的78冊因而電價的下降必將帶來氫氣成本的大幅下降。同時技

術(shù)發(fā)展、規(guī)?；?yīng)，都會使氫氣成本下降。

表2電解水制氫成本構(gòu)成

201120152020（預(yù)測）

固定資產(chǎn)投資0.60.50.4

電價3.22.31.4

固定生產(chǎn)運維0.20.10.1

其他0.10.10.1

Total4.13.22

資料來源:DOE

雖然目前水電解制氫成本遠(yuǎn)高于石化燃料，而煤氣化制氫和天然氣重

整制氫相對于石油售價已經(jīng)存在利潤空間。但是用化石燃料制取氫氣

不可持續(xù)，不能解決能源和環(huán)境的根本矛盾。并且碳排放量高，煤氣

化制氫二氧化碳排放量高達(dá)193kg/GJ,天然氣重整制氫也有

69kg/GJ,對環(huán)境不友好。而電解水制氫是可持續(xù)和低污染的，這

種方法的二氧化碳排放最高不超過30kg/GJ,遠(yuǎn)低于煤氣化制氫和

天然氣重整制氫。

表3典型制氫工藝中各類能源轉(zhuǎn)換效率與CO?排放

制氫工藝原料能源能量密度(M能量轉(zhuǎn)化C02排放量

W/km2)率(%)(kg/GJ)

重整燒類天然氣7507669

煤炭煤炭75059193

煤化物生物太陽能1200.2425

質(zhì)

核能5002817

水力57015

電解水潮汐17020

風(fēng)能47018

太陽能12010.527

光催化水太陽能120427

熱化學(xué)循水核能5005028

環(huán)

我國可再生能源豐富，每年棄水棄風(fēng)的電量都可以用于電解水。

我國擁有水電資源3.78億千瓦，年發(fā)電量達(dá)到2800億千瓦時。水電

由于豐水器和調(diào)峰需要，產(chǎn)生了大量的棄水電能。我國風(fēng)力資源也非

常豐富，可利用風(fēng)能約2.53億千瓦時，相當(dāng)于水力資源的2/3。但

風(fēng)電由于其不穩(wěn)定的特性，較難上網(wǎng)，因此每年棄風(fēng)限電的電量規(guī)模

龐大。如果將這部分能源充分利用起來，有利于電解水制氫的發(fā)展。

中游儲運

氫是所有元素中最輕的,在常溫常壓下為氣態(tài)，密度僅為0.0899kg/m3,

是水的萬分之一，因此其高密度儲存一直是一個世界級難題。氫能的

存儲有以下方式：低溫液態(tài)儲氫、高壓氣態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫和有機(jī)液

態(tài)儲氫等，這幾種儲氫方式有各自的優(yōu)點和缺點。氫輸運又分為氣氫

輸送、液氫輸送和固氫輸送。

氧化物儲氧物理《版吸附淵K

有機(jī)

化合物

圖5典型儲氫技術(shù)

一、低溫液態(tài)儲氫不經(jīng)濟(jì)

液態(tài)氫的密度是氣體氫的845倍。液態(tài)氫的體積能量密度比壓縮

狀態(tài)下的氫氣高出數(shù)倍，如果氫氣能以液態(tài)形式存在，那它替換傳統(tǒng)

能源將水到渠成，儲運簡單安全體積占比小。但事實上，要把氣態(tài)的

氫變成液態(tài)的并不容易，液化1kg的氫氣需要耗電4-10千瓦時，液

氫的存儲也需要耐超低溫和保持超低溫的特殊容器，儲存容器需要抗

凍、抗壓以及必須嚴(yán)格絕熱。所以這種方法極不經(jīng)濟(jì)，僅適用于不太

計較成本問題且短時間內(nèi)需迅速耗氫的航天航空領(lǐng)域。

二、高壓氣態(tài)儲氫產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最為成熟，致命缺點是體積比容量小

高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用并且發(fā)展比較成熟的儲氫技術(shù)，其儲

存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里。目前所使用的

容器是鋼瓶，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排

放速度快。但是存在泄露爆炸隱患，安全性能較差。

該技術(shù)還有一個致命的弱點就是體積比容量低，DOE的目標(biāo)體積儲氫

容量7Og/L,而鋼瓶目前所能達(dá)到最高的體積比容量也僅有25g/Lo

而且要達(dá)能耐受高壓并保證安全性，現(xiàn)在國際上主要采用碳纖維鋼瓶,

碳纖維材料價格非常昂貴，所以它并非是理想的選擇，可以作為過渡

階段使用。

表4儲氫氣瓶分類

類型簡稱優(yōu)勢生產(chǎn)商

鋼瓶I型重容比大，安全性差

纖維環(huán)向纏繞鋼瓶II型

金屬內(nèi)膽纖維全纏III型重容比小，單位質(zhì)量儲美國的Quantum

繞復(fù)合材料氣瓶氫密度高，安全性相對公司和Lincoln

高Composites

塑料內(nèi)膽纖維全纏IV型

繞復(fù)合材料氣瓶公司、加拿大的

Dynetek工業(yè)公

司、法國的Mah

ytec公司

三、固態(tài)儲氫，儲氫密度大，極具發(fā)展?jié)摿?/p>

固態(tài)儲氫方式能有效克服高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)兩種儲氫方式的

不足，且儲氫體積密度大、操作容易、運輸方便、成本低、安全等,

特別適合于對體積要求較嚴(yán)格的場合，如在燃料電池汽車上的使用，

是最具發(fā)展?jié)摿Φ?種儲氫方式。固態(tài)儲氫就是利用氫氣與儲氫材料

之間發(fā)生物理或者化學(xué)變化從而轉(zhuǎn)化為固溶體或者氫化物的形式來

進(jìn)行氫氣儲存的一種儲氫方式。

儲氫材料種類非常多，主要可分為物理吸附儲氫和化學(xué)氫化物儲氫。

其中物理吸附儲氫又可分為金屬有機(jī)框架（MOFs）和納米結(jié)構(gòu)碳材料,

化學(xué)氫化物儲氫又可分為金屬氫化物（包括簡單金屬氫化物和簡單金

屬氫化物），非金屬氧化物（包括硼氫化物和有機(jī)氫化物）o

r金屬有機(jī)梅架（MOFs）

一物理吸附

儲氫材料

納米結(jié)構(gòu)（納米碳管、富勒烯,

金屬修復(fù)稼基8N基材料等二元金屬氮化物（MHx型，M為金

JR.代表材料：AIH?MRH）

商球金腰a2

固態(tài)儲r氨化物

筑材料'金屬間氮化物《包含至少兩種金屬元

素，代表材料：LaNi^H.、Mg/iH,等）

r金屬氯化物

蛤氨化物（NaAIH,等）

L化學(xué)氧化物r4

儲氫材料復(fù)雜金屬鼠一

氨基/亞氨基化物（LiNH?等）

化物

非金屬氯化物

-哪氯化物（Li8H4、等）

（NHJBHJ有機(jī)物）

圖6固體儲氫材料分類

物理吸附儲氫材料是借助氣體分子與儲氫材料間的較弱的范德華力

來進(jìn)行儲氫的一種材料。納米結(jié)構(gòu)碳材料包括碳納米管、富勒稀、納

米碳纖維等，在77K下最大可以吸附約4wt%氫氣。金屬有機(jī)框架材

料(MOFs)具有較碳納米材料更高的儲氫量，可以達(dá)到4.5wt%,并

且MOFs的儲氫容量與其比表面積大致呈正比關(guān)系。但是，這些物理

吸附儲氫材料是借助氣體分子與儲氫材料間的較弱的范德華力來進(jìn)

行儲氫，根據(jù)熱力學(xué)推算其只能在低溫下大量吸氫。

化學(xué)氫化物儲氫的最大特點是儲氫量大，目前所知的就有至少16種

材料理論儲氫量超過DOE最終目標(biāo)7.5wt%,有不下6種理論儲氫

量大于12wt%。并且在這種儲氫材料中，氫是以原子狀態(tài)儲存于合金

中，受熱效應(yīng)和速度的制約，輸運更加安全。但同時由于這類材料的

氫化物過于穩(wěn)定，熱交換比較困難，加/脫氫只能在較高溫度下進(jìn)行，

這是制約氫化物儲氫實際應(yīng)用的主要因素。

金屬有機(jī)框架納米結(jié)構(gòu)材料

一體系可逆，但一操作溫度低，儲

操作溫度低氫溫度低

二元金屬氯化物金屬氫化物

一體系可逆，但.儲氫材一體系可逆，但多含重

熱力學(xué)和熱力學(xué)科物質(zhì)元素，儲氫容量低

性質(zhì)差

復(fù)雜金屬氧化物非金屬氧化物

一儲氫容?高，局部一儲存容量高，溫度適

可逆，種類多樣宜，但體系不可逆

圖7固體儲氫材料分類

目前各種材料基本都處于研究階段，均存在不同的問題。金屬有機(jī)框

架(MOFs)體系可逆，但操作溫度低;納米結(jié)構(gòu)材料操作溫度低，儲氫

溫度低;金屬氫化物體系可逆，但多含重物質(zhì)元素，儲氫容量低;二元

金屬氫化物體系可逆，但熱力學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)差；復(fù)雜金屬氫化物儲

氫容量高，局部可逆，種類多樣;非金屬氨化物儲存容量高，溫度適

宜，但體系不可逆。實現(xiàn)“高效儲氫”的技術(shù)路線主要是要克服吸放

氫溫度的限制。

四、有機(jī)液體儲氫近年來備受關(guān)注

有機(jī)液體儲氫技術(shù)是通過不飽和液體有機(jī)物的可逆加氫和脫氫

反應(yīng)來實現(xiàn)儲氫。理論上，烯煌、煥煌以及某些不飽和芳香煌與其相

應(yīng)氫化物，如苯-環(huán)己烷、甲基苯-甲基環(huán)己烷等可在不破壞碳環(huán)主體

結(jié)構(gòu)下進(jìn)行加氫和脫氫，并且反應(yīng)可逆。

有機(jī)液體具有高的質(zhì)量和體積儲氫密度，現(xiàn)常用材料(如環(huán)己烷、甲

基環(huán)己烷、十氫化蔡等)均可達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn);環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷等在

常溫常壓下呈液態(tài)，與汽油類似，可用現(xiàn)有管道設(shè)備進(jìn)行儲存和運輸,

安全方便，并且可以長距離運輸;催化加氫和脫氫反應(yīng)可逆，儲氫介

質(zhì)可循環(huán)使用；可長期儲存，一定程度上解決能源短缺問題。

有機(jī)液體儲氫也存在很多不足：技術(shù)操作條件較為苛刻，要求催化加

氫和脫氫的裝置配置較高，導(dǎo)致費用較高;脫氫反應(yīng)需在低壓高溫非

均相條件下，受傳熱傳質(zhì)和反應(yīng)平衡極限的限制，脫氫反應(yīng)效率較低,

且容易發(fā)生副反應(yīng)，使得釋放的氨氣不純，而且在高溫條件下容易破

壞脫氫催化劑的孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)焦失活。

國內(nèi)富瑞特裝公司的常壓有機(jī)液態(tài)儲氫材料目前取得實質(zhì)性進(jìn)展，該

儲氫材料能有效降低脫氫溫度，具有非常優(yōu)異的技術(shù)指標(biāo)：(1)穩(wěn)定

性好，熔點約-20℃;(2)加氫產(chǎn)物蒸汽壓低，具有良好的實用性與安

全性；⑶儲氫重量密度6.Owt%,高于美國能源部2015年技術(shù)指標(biāo)；(4)

儲氫體積密度約每升60克，高于700大氣壓下的高壓氣態(tài)儲氫密度

(約每升39克)；(5)加氫后的儲氫載體熔點低于-50℃,沸點約310℃,

閃點約150C;(6)加、脫氫可逆性好，無副反應(yīng)發(fā)生，脫出氫氣純度

達(dá)到99.99%;(7)加、脫氫產(chǎn)物無明顯毒性；(8)加、脫氫過程調(diào)控可

通過溫控和催化劑實現(xiàn)。公司將形成年產(chǎn)3萬噸液態(tài)氫源材料生產(chǎn)能

力。

五、運輸一氣態(tài)和液態(tài)運輸最為常見

按照氫在輸運時所處狀態(tài)的不同，可以分為氣氫輸送、液氫輸送

和固氫輸送。其中前兩者是目前正在大規(guī)模使用的兩種方式。根據(jù)氫

的輸送距離、用氫要求及用戶的分布情況，氣氫可以用管道網(wǎng)絡(luò)，或

通過高壓容器裝在車、船等運輸工具上進(jìn)行輸送。管道輸送一般適用

于用量大的場合，而車、船運輸則適合于量小、用戶比較分散的場合。

液氫、固氫輸運方法一般是采用車船輸送。

方法一I

方法二1

方法三I

方法四，

圖8氫氣運輸方式資料來源:ISIEMISIntelligence

下游應(yīng)用

氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用包括加氫站、燃料電池的各種應(yīng)用（包括車輛、

固定式電站、便攜式電子、分布式發(fā)電等）、傳統(tǒng)石化工業(yè)應(yīng)用。石

化應(yīng)用是目前氫的主要應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計氫60%被用于合成氨，38%用于

煉廠石油和煤炭的深加工，這部分不屬于本報告研究范疇。而燃料電

池的各種應(yīng)用在燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈章節(jié)做進(jìn)一步分析。

一、世界各地加氫站建設(shè)如火如荼

世界各地都在大力推進(jìn)加氫站的建設(shè)，國內(nèi)加氫站運營指日可待。

加氫站的建設(shè)至關(guān)重要，對于汽車企業(yè)來說，沒有能源站，就沒辦法

賣車。據(jù)LBST于2017年2月21日發(fā)布了第9期全球加氫站統(tǒng)計報

告，告16年全球新增92座加氫站,創(chuàng)增長數(shù)新高。截止到2017年1

月，全球正在運營的加氫站達(dá)到274座，其中有4座是2017年初開

放。新增的92座加氫站中，有83座是對公眾開放的，其余9座則是

專門為公交車或車隊客戶提供服務(wù)。日本憑借新增45座位列加氫站

增長數(shù)榜首。而在北美新開放的25座加氫站中，有20座位于加利福

尼亞州。歐洲新增22座，其中6座位于德國，德國公共加氫站息數(shù)

增至22座。另外，德國還有29座加氫站正在建設(shè)或即將開放，超過

美國，后者正在建設(shè)的加氫站有24座。目前全球正在運營的274座

加氫站中，有106座位于歐洲，101座位于亞洲，64座位于北美，2

座位于南美，1座位于澳大利亞。其中188座加氫站向公共開放，占

全球總加氫站數(shù)的2/3。去年，有幾座僅用于示范項目的舊加氫站也

被新的公共加氫站所替代，這表明氫基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)化正在逐漸開展。

?inoperation

?planned.HydrogenRefuellingStationsWorldwide

StatusJanuary2017

?Ludwig-Bdlkow-SystemtechnikGmbHwww.lbst.de

圖9全球加氫站統(tǒng)計資料來源：LBST

根據(jù)氫氣來源，加氫站有內(nèi)外兩種供給方式，第一類是站內(nèi)制氫加氫

站；第二類是外供氫加氫站。目前，全球各地加氫站均主要為外供氫

加氫站。外供氫加氫站上游接收氫氣方式主要有三種，分別為氣態(tài)氫

燃料拖車運輸、液態(tài)氫燃料拖車運輸氫氣和氣態(tài)氫燃料管道運輸。此

外還有一種比較有前景的運輸方式，有機(jī)液體氫載體運輸(LOHC),

又稱氫油運輸，但因其目前運輸成本、脫氫設(shè)備成本高及耗能高，暫

時很少作為加氫站供氫方式。

二、新型加氫站成為有效補(bǔ)充和擴(kuò)展

新型加氫站之一一太陽能加氫站將相比大型加氫站具有兩個顯

著優(yōu)點：

其一，體積小巧，甚至可以直接安裝在家中花園或門口，對于建設(shè)用

地和氫氣儲藏設(shè)施沒有額外特殊要求;其二：節(jié)能環(huán)保，通過太陽能

電池的電力，來電解水提取氫，并且在制造氫時不會產(chǎn)生C02?；?/p>

此，太陽能加氫站可以鋪設(shè)成數(shù)量更大、更廣泛的臨時加氫網(wǎng)，以便

滿足氫燃料電池汽車的臨時性加氫需要。新型加氫站之二一移動加氫

車，汽車家族的充電寶。2015年12月，豐田公司與AirProducts

公司合作，在加州新建設(shè)的加氫站建成前，為消費者提供氫氣。Air

Products公司的移動加氫車使用蓄電池以及太陽能發(fā)電制氫，加氫

車每次可以為Mirai加注半個罐氫氣，提供150英里的續(xù)航里程。移

動加氫車的儲氫能力為85kg,每罐可以滿足30多輛車的加氫需求。

三、規(guī)模效應(yīng)有望使加氫站建設(shè)成本顯著下降

目前一個新的加氫站的建設(shè)成木在200-500萬美元左右。日木建設(shè)一

座中型加氫站(300Nm3/h)投資在500?550萬美元;在美國，約需要

280~350萬美元。與國外相比，在國內(nèi)建立一座加氫站具有成本方面

的優(yōu)勢，國內(nèi)建設(shè)一座加氫站(35Mpa)的投資在200^250萬美元之間。

隨著加氫站建設(shè)數(shù)量的增多，勢必出現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，加氫站的建設(shè)成本

將有效下降。

?壓縮機(jī)

?土建施工費

?設(shè)備設(shè)量費

其他各種配管

?自動售貨機(jī)

?預(yù)冷機(jī)

?儲壓強(qiáng)

圖10加氫站建設(shè)成本資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)

加氫站的主要設(shè)備：包括儲氫裝置、壓縮設(shè)備、加注設(shè)備、站控系統(tǒng)

等，其中壓縮機(jī)占總成本較高（約30%）。目前設(shè)備制造的發(fā)展方向主

要是加速氫氣壓縮機(jī)的國產(chǎn)化進(jìn)程，從而降低加氫站的建設(shè)成本，促

進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

表5加氫站的主要設(shè)備

設(shè)備介紹

高壓儲一般兩種方式，一種是用具有較大容積的氣瓶，該類氣瓶的單

氫裝置個水容積在600L?1500L之間，為無縫鍛造壓力容器；另一種

是采用小容積的氣瓶，單個氣瓶的水容積在45L?80L。從成

本角度看，大型儲氫瓶的前期投資成本較高，但后期維護(hù)費用

低，且安全性和可靠性較高。

氫氣壓常用的氫氣壓縮設(shè)備為隔膜式壓縮機(jī)，該型壓縮機(jī)靠金屬膜片

縮設(shè)備在氣缸中作往復(fù)運動來壓縮和輸送氣體。氫氣壓縮機(jī)在加氫站

中占據(jù)重要地位，目前我國加氫站所采用的氫氣壓縮機(jī)仍需外

購。未來國內(nèi)加氫站與生產(chǎn)壓縮機(jī)的外資企業(yè)加強(qiáng)合作以及加

快國產(chǎn)化速度的情況下，有望將壓縮機(jī)的成本減少50%以上。

氫氣加氫氣加注設(shè)備與天然氣加注設(shè)備原理相似，由于氫氣的加注壓

注設(shè)備力達(dá)到35Mpa,遠(yuǎn)高于天然氣25Mpa的壓力，因此對于加氫機(jī)

的承壓能力和安全性要求更高。根據(jù)加注對象的不同，加氫機(jī)

設(shè)置不同規(guī)格的加氫槍。如安亭加氫站設(shè)置TK16和TK25兩種

規(guī)格的加氫槍，最大加注流量分別為2kg/min和5kg/min。加

注一輛轎車約用3-5分鐘，加注一輛公交車約需要10-15分鐘。

站控系作為加氫站的神經(jīng)中樞，站控系統(tǒng)控制著整個加氫站的所有工

統(tǒng)藝流程有條不紊的進(jìn)行，站控系統(tǒng)功能是否完善對于保證加氫

站的正常運行有著至關(guān)重要的作用。

四、外供氫加氫站系統(tǒng)構(gòu)成及建設(shè)成本

外供氫加氫站是加氫站的主要形式，從來源分氣態(tài)氫和液態(tài)氫，其中

氣態(tài)氫系統(tǒng)包括管束拖車、管束、壓縮機(jī)、儲罐和售氣機(jī)；液態(tài)氫系

統(tǒng)包括液氫拖車、液氫儲罐、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、儲罐和售氣機(jī)等C目

前國內(nèi)主要為氣態(tài)加氫站，液態(tài)加氫站尚處于探索期。

高壓幅加室站原匿

W氣長莒悟華加氣住毛用磯糙H博法磯.嵋蚪電咕汽率

(K￡ss?fiMAo§?gas

站外制氫加氫站主要設(shè)備和工藝流程

工藝流程主要由以下系統(tǒng)配置組成：卸氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、

加氫系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)和放散系統(tǒng)。

卸氣系統(tǒng)氫氣由長管拖車將高壓氫氣(18-20MPa)從氣源處運至加

氫站，現(xiàn)場設(shè)置3個長管拖車車位，兩用一備。長管拖車上的氫氣壓

力高于儲罐內(nèi)的氫氣壓力，利用高低壓差，通過各泊位內(nèi)的卸氣柱,

將長管拖車上的氫氣卸到儲氫瓶組，當(dāng)長管拖車儲氫瓶內(nèi)壓力與固定

儲氣瓶內(nèi)壓力平衡，壓縮機(jī)啟動，繼續(xù)將長管拖車儲氫瓶中的氫氣卸

載到固定儲氫瓶組中。

增壓系統(tǒng)增壓系統(tǒng)包括：氣缸潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電機(jī)、活塞等。

無油潤滑壓縮機(jī)已日漸盛行(燃料電池汽車對氫氣純度要求很高，潤

滑油也可能造