科普 | 什么是外供氢加氢站？

相对比于站内制氢加氢站，外供氢加氢站在我国目前已经布局的加氢站中占据多数。这一类加氢站集中了众多加氢站集成商、建设和运营商，也是一条比较热闹的赛道。不过从目前来看，虽然有众多奖补政策的激励，单独建加氢站依旧面临着成本压力。

什么是外供氢加氢站

顾名思义，外供氢加氢站就是以外部通过输氢管道、长管拖车携带的氢原料为基础而建设的加氢站。

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，我国自行投建的液氢加氢站处于刚起步阶段。

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。就在9月5日，上市企业航天动力表示，旗下陕西航天动力节能科技有限公司拟使用自有资金5919万元投入液氢罐箱工艺技术开发及生产能力建设项目。该项目旨在形成20台液氢罐箱、1000套车载液氢气瓶的生产能力。或许在未来液氢加氢站也将在我国落地。

外供氢加氢站获氢方式

从氢气运载工具来看，外供氢加氢站的氢气由三种来源：管束车、液氢槽车，以及由附近的制氢厂通过氢气管道运输而来。

加氢站内系统构成

外供氢加氢站主要由卸氢系统、增压系统、储氢系统、加氢系统、氮气系统、放散系统和技防系统等组成。从设备来看，一座加氢站最少需要的设备包括2辆长管拖车、2台氢气压缩机、4台加氢机、2套固定储氢瓶、1组氮气瓶、2台冷却机组、一套放空管。

外供氢加氢站主要设备

· 卸氢系统  由氢气长管拖车和卸气柱组成。一般外供氢加氢站会有一主一辅两个长管拖车车位，其设计最大的工作压力大概为25MPa，储氢量为250-300kg,通过泊位内的卸气柱将拖车上的氢气卸载。一般长管拖车内氢气压力降低至某一个数值时（一般设定在5MPa），卸气会停止，此时拖车驶出加氢站，继续去制氢厂运气。这时，第二个长管拖车车位的卸气柱将启动，并与拖车接入，从而实现继续卸气。这便是一个循环。当加氢站内急需使用氢气时，两个卸气柱一同启动，以加快氢气供给。

· 增压系统  氢气压缩机和冷却机组两大部分组成增压系统。增压系统基本工艺如下：来自卸气柱的氢气进入增压系统，在压缩机内，氢气经过压缩，汇集后通过换热冷却后排出。压缩机之前的管道会设置急切断阀，它的作用是在紧急情况可自行停机，并同时设置必要的联锁控制系统。

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。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。

冷却机组有风冷以及水冷两种类型，其中风冷系统设计比较简单，缺点为气缸寿命短、耗电量大等。所以，加氢站一般会选择水冷机组。

 · 储氢系统  国内已开发出工作压力45MPa的储氢瓶组，并成功应用于加氢站。根据加氢站的连续加注要求，站内的固定储氢量需要9支储氢瓶组，总固定储氢量可达250kg,分为低、中、高三级容量配置。

· 加氢系统  由高压管路和加氢机组成。加氢机内配备温度和压力传感器、软管放拉裂保护、控制系统以及过压保护等。加氢机目前使用质量流量计，其通过氢气的加注质量来测定记录数据。质量流量计的优势是它可以无温度压力修正误差，损失的压力较少，计量的重复度不超过0.2%，相对误差不超过0.35%。

· 氮气系统  氮气用在加氢站的功能是用来吹扫置换。其基本工艺是：作为控制气体的高压氮气（储存在氮气瓶中）经过减压器使得其降低到0.8MPa的压力，便可供给气动阀、紧急切断阀的气动执行机构。同时，接至各吹扫口，在系统调试或维修过程中使用氮气便可对系统进行吹扫。

·放散系统  分两种，即超压安全泄放（不可控放散）和手动放散（可控放散）。不可控放散是由设备运行等故障引起的，一般放散量很少且概率较低；可控放散为对设备和氢气管道进行泄压后，用氮气吹扫置换，使储罐内的氢气彻底排出，以确保安全。一般加氢站卸气柱和正式加氢设备的放散统一汇至集中放散总管。

·技防系统  主要功能为了保证安全。包括过程控制系统（SCS）（用于实现对整个装置的集中监视和控制）、紧急停车系统（用于事故状态下对加氢站的主要阀门进行切断）、视频监控（用于重要部位图像监控和站内入侵检测）、泄漏报警系统（用于氢气泄漏报警及联锁、火焰检测探头、可燃气体泄露报警探测器和含氧量检测探头）、数据管理系统（站内数据接入管理计算机进行统一管理）、防雷防静电系统、水喷淋降温、消防系统等。

外供氢加氢站分区

在此基础上，外供氢加氢站也需要有明确分区：

卸氢区：主要设备有长管拖车、卸氢柱、氮气瓶集格、卸氢软管、氢气管道、火焰探测报警器、氢气探测报警器、三角木、马凳、灭火器、消防喷淋、作业警示牌等。

重庆两江加氢站卸氢区

储氢区：主要设备有储氢罐或储氢瓶组、氢气管道、火焰探测报警器、氢气探测报警器、灭火器、消防喷淋等。

济南第一公交加氢站储氢区

加氢区：主要设备有加氢机、换热器、三角木、作业标志牌、火焰探测报警器、氢气探测报警器、灭火器等。

美锦桥头堡加氢站加氢区

为提高车辆的加注效率，储气装置的容量可采用多级分配。加氢站第一阶段布置9个固定储氢瓶，并与长管拖车结合，共同组成高、中、低三级储氢。加氢时，先启用长管拖车为燃料电池汽车加注，待长管拖车内压力与燃料电池汽车接近平衡时，启动第二级储氢瓶组对燃料电池汽车进行加注，若仍不能加满，燃料电池汽车增压至35MPa，再启动第三级储氢瓶组进行加注。当燃料电池汽车加注密度很高而站内储氢瓶组压力不足以达到燃料电池车充装压力时，可启动压缩机，同时为瓶组增压和为燃料电池汽车加注。

设备区：主要设备有压缩机、冷水机、氢气管道、顺序操控盘、火焰探测报警器、氢气探测报警器、放空管等。

上海石化供氢中心设备区

建站成本和运营成本

外供氢加氢站主要建设成本是工程土建施工费用、设备费用及其他系统费用等。目前建设一座35MPa加氢站成本在1200万元左右。加氢站成本中，设备占据了70%左右。

外供氢加氢站建设成本 来源：《外供氢加氢站工艺流程及设备研究》

运营成本来看，我国氢气售价之所以高，是因为制氢和储运氢气的成本较高，其中氢气成本占70%，为加氢站运营成本之首。

外供氢加氢站运营成本 来源：《外供氢加氢站工艺流程及设备研究》

相关企业

从事加氢站相关业务的企业大体上可以分为三类，加氢站设备集成商、建站商、运营商。就目前我国现状来看，从事加氢站业务的企业并没有清晰分野，多数企业担任着多面角色。因此，氢能汇在此罗列企业没有进行清晰分类：

央企军团

中石化：

中石化投建运营的加氢站在国内首屈一指。在纯加氢站基础上，也已有多个混合型加氢站温室。例如，2023年2月，我国首个甲醇制氢加氢一体站在大连自贸片区投入使用。该站由中石化大连盛港油气氢电服“五位一体”综合加能站升级而来，每天可产出1000公斤99.999%高纯度氢气。

中石油：

2022年中石油氢能业务取得了新的突破。在加氢站方面，全年新投运加氢站(包括综合服务站) 23座，公司目前共有加氢站(包括综合服务站) 35座。2023年4月起，中石油又投建近十家加氢站。

国家能源集团：

国华投资（氢能公司）作为国家能源集团绿色发展主力军，已在全国规划布局多座加氢站。国华投资（氢能公司）宁东可再生氢碳减排示范区项目所含两座加氢站（永利加氢站和枣泉加氢站）已正式投运后，合计加氢规模达4000公斤/天。

国家电投：

国家电投已布局北京延庆园加氢站、宁波绿动慈溪滨海经开区示范加氢站、上海国际汽车城加氢站及雄安容东综合加能站等多座加氢站。2023年7月28日，由国家电投河北公司（雄安公司）投资建设的雄安新区首个加氢站项目——容东综合加能站正式开工。该项目为固定式三级加氢站，日加氢规模1000kg，氢气加注压力35MPa。

中能建：

中能建旗下全资子公司中能建氢能源有限公司是中能建境内外氢能源相关产业投资和资本运营的实施主体，已规划多座加氢站。2023年9月，中能建松原氢能产业园项目正式开工，项目中就包括综合加能站。

中广核：

中广核新能源投资（深圳）有限公司是中广核在国内开发、运营非核清洁及可再生能源发电项目的重要平台。2023年10月，中广核新能源与一派氢能、康普锐斯签署三方合作协议。三方拟在鄂尔多斯市共同合作推进20万千瓦风光制氢一体化项目，首期计划在伊泰杭锦旗化工周边建设一座日加注能力26吨加氢站。

华电集团：

2023年9月，华电德令哈PEM电解水制氢示范工程项目正式投产。该项目是我国在高海拔地区制绿氢的首次尝试，利用青海省丰富的太阳能资源发电直接电解水制氢。项目配套建设一座加氢能力500千克/天（12时）的加氢站和20兆帕氢气充装系统。

华润：

华润燃气2022年年度业绩显示，全年投运加氢站7座，累计批准建设及投运加氢站15座。2023年年初以来，华润燃气加氢站业务稳步推进，江宁公交东部停保场加气加氢合建站进入氢气采购环节，郑州花园口加氢站、杨桥大道加氢站先后获准备案。

东方电气：

东方电气已掌握氢制取、氢储运、氢加注及燃料电池领域核心部件设计与系统集成技术，是国内氢能行业一流的核心装备研制及综合解决方案提供商。在加氢站方面，东方电气已经在四川成都、凉山、雅安、内江及贵州贵阳等城市筹划建设加氢站，其中多座加氢站已建成投运。

地方国企及合资、民营类企业

江苏国富氢能技术装备股份有限公司：

国富氢能成立于2016年6月，专业从事氢能“制储运加用”装备的设计、制造与技术服务，是氢能装备全产业链整体解决方案供应商。国富氢能成立以来，为国内100余座加氢站提供了成套设备。

厚普清洁能源（集团）股份有限公司：

厚普股份成立于2005年，自2013年起，厚普股份就积极开展氢能相关领域业务，为国内箱式加氢站解决方案服务商。厚普股份具备氢能加注领域工程设计-核心零部件研制-装备制造-售后技术服务-运营大数据服务一体化核心竞争力，先后参与了70余座加氢站建设，实现了70MPa红外通信加氢技术突破，拥有授权专利520余项，其氢能设备已出口马来西亚、西班牙等地。

上海氢枫能源技术有限公司：

氢枫能源成立于2016年，是国内加氢站建设运营行业的领头羊，在长三角氢走廊城市、广东以及湖北、山东、广西、安徽等各地区均有业务铺开，其已经成为国内最重要的加氢站整体建设解决方案提供商之一。氢枫能源为客户提供气体分离净化装置及相关配套工程、镁基固态储运氢装备、加氢站成套设备及加氢站建设及运营、氢车代运营等服务的氢能全产业链解决方案。

上海舜华新能源系统有限公司：

舜华新能源成立于2004年，现已掌握高压供氢加氢核心技术，具备了围绕核心产品进行系统设计及集成并提供技术服务的整体解决方案供应能力，是国家高新技术企业。

舜华独立开发了新一代加氢站工艺技术方案，在整个加氢站的安全评估、系统优化、标准理解，以及工艺和核心装备开发与应用经验积累方面的优势。开发的安徽明天氢能加氢站、武汉雄众加氢站（1000kg/d）、江苏盐城加氢站与上海金山加氢站等都采用了该工艺方案。

在运营方面，舜华自2007年起运营安亭加氢站，为UNDP示范大巴及上汽燃料电池汽车等车辆提供了大量加注服务，积累了国内最为丰富的加氢站运营经验。

张家港富瑞氢能装备有限公司：

富瑞氢能2016年依托上市公司富瑞特装平台建立，是国内领先的氢能装备整体解决方案提供商，设备制造、系统集成和技术服务经验丰富，拥有数十座加氢站建设经验，同时在车载储氢瓶及供氢系统领域的市场占有率表现极为出色，并已经超前布局液氢全产业链技术与装备。

参与了中石化系统首个加氢站樟坑油氢合建站、山西省首个加氢站大同氢雄加氢站、广州市首个加氢站联新能源加氢站、苏州市首个加氢站东华能源加氢站等代表性站点的建设。

在加氢站成套装备产品方面，2017年至今富瑞氢能已为国内客户提供了30余套设备， 80%为日加氢量500kg以上的商业化运营加氢站。

北京派瑞华氢能源科技有限公司：

这一来自七一八所的企业专注于氢能基础设施、高压储氢加氢等领域，提供氢能的系统解决方案及服务，全力推进氢能的产业化和商业化发展，目前在城市交通领域加氢站核心设备开发中取得突破性进展，并在河南郑州和广东佛山分别建立加氢示范站。

公司目前已经掌握了加氢站材料和设备的优化、选型、集成和氢气加注机技术，开发设计了适合我国国情的加氢站工艺包（PID），加氢站采用先进的三级加注工艺，提高了加注效率和氢气利用率，可快速、安全地为燃料电池汽车提供35MPa的高压氢气加注服务。

公司还自主开发了加氢站数据采集与监视控制系统（SCADA），保证了加氢站的安全和控制。七一八所早在2015年和2017年分别承建了郑州宇通和佛山南海瑞晖2座加氢站,并已投入实际使用，效果良好，为今后国内设计建设新的加氢站打下了良好的基础。

北京海德利森科技有限公司：

海德利森科技有限公司是中国最早和最大的高压超高压流体应用系统集成商。公司成立于2001年，深度服务国内的国防军工、航空航天及能源、化工等领域，是国内在高压超高压领域方面拥有最多自主知识产权的科研型高科技企业之一。自2008年起，海德利森凭借在军工及航天领域的技术优势，成为国内最早的氢能技术研发企业之一，率先突破了加氢站总体设计和综合集成技术，成为中国最早从事加氢站技术及设备攻关研发的民营企业。

海德利森参与了国内众多重要的加氢站项目建设，包括北京奥运会、上海世博会、日本丰田常熟加氢站、张家口冬奥会加氢站、佛山南海区加氢站等。此外，海德利森还为上汽集团、一汽集团、重汽集团、广汽集团、北汽集团等的氢燃料电池汽车项目提供加氢站建设及相关服务保障。

金星集团：

金星集团承建了四川地区第一座加氢站。它是一家从四川成都本土成长起来的集氢能装备、清洁能源装备，设计制造销售于一体的全产业链装备制造企业，成立于1995年，主打产品是各式大功率的压缩机。目前公司已获得400余项专利技术，自主拥有铸造、容器生产及系统模块撬、智能加工、部件精装及产品组装四大生产基地。

广东中氢顺发能源科技有限公司：

中氢顺发是一家集制氢加氢站核心装备技术研发、生产制造、安装售后服务及加氢站投资、建设、运营为一体的综合型技术企业，位于于广东佛山市，由中新氢能科技发展有限公司、广东顺控发展股份有限公司合资设立，研发制造项目主要包括：氢气压缩机、加氢机、顺控柜、卸气柱、站控系统、水电解制氢设备、储氢设备、氢气检测设备、设备关键零部件等。

河南金马能源股份有限公司：

成立于2003年的金马能源，是由金马能源（香港）有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司、江西萍钢实业股份有限公司和济源市金马兴业投资有限公司共同投资组建的混合所有制企业。2017香港上市。近日，金马能源表示已建成投用车用氢气压缩充装站一座，并在济源建设加氢站1座，在郑州建设加氢站2座，日加氢能力8000公斤，可满足1000—1500辆氢能汽车的用氢需求。根据金马能源的发展规划，积极融入郑汴洛濮氢走廊，在全省布局50座加氢站，为郑州及周边城市（交通车、卡车、氢燃料机车等）提供氢气。

杭氧集团：

2022年在临汾建设首个加氢站，又与晋南钢铁、巨杉投资等共同出资设立的合资公司山西杭沃氢能科技有限公司在山西开工建设了杭沃氢能综合能源岛项目，是一座集加氢、充电、加气功能于一体的加氢站，设计加氢能力为每天9000公斤，最大加氢能力为12000公斤。由杭氧EPC总承包，占地约15亩，是一座 “氢电气”一体化综合能源岛，建成后将刷新杭氧的氢产业投建纪录，成为国内日加氢量规模最大的综合能源岛项目。

三一集团：

三一集团已经设定了一个雄心勃勃的目标，即在未来五年内成为中国最大的综合氢解决方案提供商，引领全球产业转型，并布局涵盖绿色生产、储存、运输和加注设备的全面氢能产业链。

美锦能源：

美锦能源已经形成“煤-焦-气-化-电-建材-氢能源”完整产业链，其旗下拥有煤炭、焦炭、化工、钢铁、电力、物流、氢能源及氢燃料电池汽车七大产业板块，是全国最大的独立商品焦和炼焦煤生产商之一，氢能全产业链布局头部企业。公司2018年底开始运营两座加氢站。目前，美锦能源在山西省已建成加氢站9座，在建加氢站12座。在全国已建成运营加氢站20座，“十四五”期间将建设300座加氢站。

鹏飞集团：

2023年3月，继鹏飞北姚加氢综合能源岛、西王屯加氢综合能源岛及金港湾加氢综合能源岛投运后，鹏飞城市加氢综合能源岛在孝义市正式投入运营。鹏飞城市加氢综合能源岛兼具加氢、加油、加CNG、充电及非油综合功能，日加氢能力达2000kg。

荣程集团：

2023年7月，荣程建元“制 储 加 运”一体化站项目开工奠基。项目包括6000公斤/12H商用加氢站组团，该组团包括6个独立的商用加氢站，每个加氢站加注能力均≥1000公斤/日。2024年，公司预计完成区域规划的全部商用氢电一体化站点的建设，其中2个站点将配套1300Nm³/H绿电水电解制氢项目。

安全和标准

外供氢加氢站的安全要求高，除了设备的安全供应，还应在加氢站设计、建设、运营中多有防范：

加氢设备、输送管道等应采取可靠的防泄漏措施处理；

加氢站内配置的电气元件应为防爆器件，同时采取可靠的防静电措施；

加氢站内应设置排风排气装置，及时排除泄漏的氢气；

加氢站中的加注模块应具备安全联锁功能和过压保护功能，还要防止高速氢流与储氢瓶之间摩擦导致的高电位氢流等。

在实际建设加氢站中，《加氢站安全技术规范》(GB/T34584—2017)是目前我国加氢站建设方面最新、最全、最权威的国家标准。

综合能源站：未来方向？

加氢站单站建设、投入成本高。有数据显示，目前一座加注能力500kg/d的固定式加氢站投资规模约为传统加油站的3倍，且由于涉氢设备需要专业人员操作，设备维护、运营、人工等运营成本也同样较高。

且此类站业务单一，受制于加氢车辆多寡，目前氢车的行驶主要依靠政府补贴，纯氢站也只能依靠政府补贴，所以从经济上说盈利能力比较差。

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，甚至充电等多种功能，正在成为一个新的方向。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。

与此同时，政策端也在积极鼓励建设以可再生能源为主的综合能源站。国家能源局发布《2023年能源工作指导意见》提出，稳步推进有条件的工业园区、城市小区、大型公共服务区，建设以可再生能源为主的综合能源站和终端储能。积极推动氢能应用试点示范，探索氢能产业发展的多种路径和可推广的经验。

合建站和综合能源站，或许会将成为日后加氢站的一个主流方向。

内容资料来源：氢帅、高工氢燃料电池、清茶荟等