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加氢站建设技术路线探讨

日期:2019-09-17    来源:高工氢燃料电池

国际新能源网

2019
09/17
13:58

关键词: 加氢站建设技术 氢气存储方式 加氢站

  加氢站建设技术路线根据氢气来源可分为:外供氢加氢站和内制氢加氢站。
  外供氢加氢站内无制氢装置,氢气通过长管拖车、液氢槽车或者氢气管道由制氢厂运输至加氢站,由压缩机压缩并输送入高压储氢瓶内存储,最终通过氢气加气机加注到燃料电池汽车中使用。
  根据氢气存储方式的不同,又可进一步分为高压气氢站和液氢站,全球约30%为液氢储运加氢站,主要分布在美国和日本,中国现阶段全部为高压气氢站。相比气氢储运,液氢储运加氢站占地面积更小,存储量更大,但是建设难度也相对更大,适合大规模加氢需求。
  图1 外供氢加氢站技术路线
  内制氢加氢站内建有制氢系统,制氢技术包括电解水制氢、天然气重整制氢、可再生能源制氢等,站内制备的氢气一般需经纯化、干燥后再进行压缩、存储及加注等步骤。其中,电解水制氢和天然气重整制氢技术由于设备便于安装、自动化程度较高,且天然气重整技术可依托天然气基础设施建设发展,因而在站内制氢加氢站中应用最多,欧洲内制氢加氢站主要采用这两种制氢方式。
  图2 内制氢加氢站技术路线
  根据供氢压力等级不同,加氢站分为 35MPa 和70 MPa 两种压力供氢。
  国外市场大多采用70 MPa,国内加氢站受现有压缩机和储氢瓶技术发展的限制,大部分采用35 MPa。用35 MPa压力供氢时,氢气压缩机的工作压力为 45 MPa,高压储氢瓶工作压力为 45 MPa;用 70 MPa压力供氢时,氢气压缩机的工作压力为 98 MPa,高压储氢瓶工作压力为87.5 MPa。
  在原有或新的加油站、加气站的基础上加入加氢功能设施,使站内具有加油、加气、加氢等多种功能。根据《加氢站技术规范(国标GB50516-2010)》,加氢站可以单站建设,需要重新选址、投入成本高;油氢混合站是未来加氢站发展的方向,也可以规避电动汽车充电需要更多场地及时间等问题。
  中石油、中石化等已经开始进行相关的研究和建设工作。2019 年 7 月 1 日,国内首座油氢合建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成,这是全国首座集油、氢、电能源供给及连锁便利服务于一体的新型网点,日供氢能力为 500千克。
  表1 我国加氢站等级划分
  注:资料来源自《加氢站技术规范(国标GB50516-2010)》;对于加氢加气合建站:管道供气的加气站储气设施总容积是各个储气设施的结构容积或水容积之和;对于加氢加油合建站:柴油罐容量可折半计入油罐总容积;“不允许合建”表示对应等级的加氢站和加油站不得建设为加氢加油合建站。
  按建设形式不同,加氢站可分为固定式、撬装式和移动式加氢站。
  固定式加氢站占地面积约为 2000-4000 m?,需要在城市总体规划中详细地划定用地边界,在当下城市建设用地紧张、用地价值高以及加氢站未来发展不确定性的情况下,寻找用于建设加氢站的独立用地存在一定困难,且有可能影响用地的开发价值。
  而撬装式和移动式加氢站将压缩机、储氢装置、加氢机等设备进行集成化、模块化设置,设备的占地面积很小,可小于 600 m?,一般不需要在城市规划中单独控制用地,较为适合与加气、加油站、环卫厂区、物流园区等合建。
  表 2 加氢站类型、能力及用地面积需求
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