氢能市场观察：氢气压缩机

在上游制氢端项目纷纷落地实施、下游氢能应用端逐步拓展的市场环境下，氢能产业链中游储运端似乎还在“摸爬滚打”。

健全加氢站等氢能基础设施至关重要，这关乎能否尽早打通制氢端和应用端之间的桥梁，能否发挥纽带作用。

加氢站由卸氢系统、增压系统、储氢系统和加氢系统组成。卸气系统主要是由运输氢气的长管拖车和卸气柱组成，通过卸气柱将长管拖车上的氢气卸载。在整个加氢站中，最核心的设备是氢气压缩机、高压储氢罐、氢气加注机。其中，氢气压缩机作为实现氢气增压的设备，其性能和耐久性直接决定着加氢站的规模和后期维护成本。

氢气压缩机是加氢站的关键单体设备，关系着加氢站建设的核心技术。氢气压缩机目前占建设总成本的30%，是加氢站建设降低成本的关键。由于氢气具有密度低、能量密度小的特点，氢气压缩机必须要具备承压大、流量大、安全和密封性好的特质，尽可能的追求较少的能源损耗，目前国内加氢站较多采用的是活塞式和隔膜式压缩机。

氢气压缩机分类

根据工作原理及内部结构的不同，压缩机可分为机械式压缩机和非机械式压缩机两类。机械式压缩机又分为液驱式压缩机、隔膜式压缩机、线性压缩机和离子液体压缩机四类。非机械式压缩机分为低温液体泵、金属氢化物压缩机、电化学氢气压缩机和吸附型压缩机四类。

由于氢气具有密度低、体积能量密度小的特点，氢气压缩机必须要具备承压大、流量大、安全和密封性好的特质，在防止氢脆现象发生的同时，尽可能地追求较少的能源损耗。目前国内加氢站较多采用的是液驱式压缩机、隔膜式压缩机。离子液压缩机主要在国外应用得比较多，且一般用在具有较高储氢压力（一般为 90 MPa 左右）的加氢站中。

利用离子液本身的不可压缩性制成的离子液压缩机，几乎不会产生蒸气压，该特点要比一般氢气压缩机因为金属在等温条件下所产生的高压具有很大优势，能长期运行，减少维护成本，且节省能耗。离子液压缩机的构造简单，相比普通压缩机的零件大大减少，因此维护方便。对于离子液压缩机，目前国外有好多天然气加气站和部分加氢站在用，国内还处于产品研发阶段。

各类氢气压缩机结构特点

液驱式压缩机是由液压油作为驱动介质，通过驱动侧活塞带动气体加压活塞运动实现气体的吸入和推出，气体侧缸筒上安装了单向阀，当活塞回程时气体压力打开吸入侧单向阀，输出侧单向阀处于关闭状态，实现吸气。当活塞推程时，吸入侧单向阀关闭，输出侧单向阀打开实现气体输出。压缩机为双头，活塞一个往复循环可以实现 2 次加压，加压效率高。其优点是技术成熟、积累了大量的工业经验、压力范围大，同时系统结构简单，工作过程中气体和润滑油不接触，保证了氢气中混入“碳”，避免下游应用中膜电极与“碳”反应出现故障。但其受自身结构限制，仅适用于中小排量和高压的工况。该产品适用于非连续运营的试验性加氢站和移动式加氢站。

 

 

液驱式压缩机

隔膜式压缩机的工作原理是由电动机驱动曲轴转动，曲轴推动连杆，由连杆推动活塞做往复运动，从而活塞利用液压油对隔膜进行驱动，隔膜沿周边由两限制板夹紧并组成气缸，隔膜由液压驱动在气缸内往复运动，从而实现对气体的压缩和输送。其与液驱式压缩机的不同点主要是活塞和气体之间加入了液油和隔膜，增加了密封性好，进一步降低了“碳”与气的接触，洁净度极高。而其缺点与活塞式类似，也仅用于中小排量和高压的工况。较先进的压缩机排气压力可达 100 MPa，流量为 200 Nm³/h~700Nm³/h，效率可达80%～85%。其中三层金属隔膜结构压缩机输出压力超过85 MPa，多级压缩最高排气压力可达 400 MPa。该产品适用于平均日加氢量较大且需要连续运营的加氢站。

 

 

隔膜式压缩机

各类氢气压缩机特点对比

从价格和后期维护来看，隔膜式压缩机单机费用较高较高，且远远高于国产设备。随着未来国产化率的提高会降低，液驱式压缩机单机设备价格较低，但能耗高，备品备件更换和维护维修费用高。

 

 

国内氢气压缩机生产企业

丰电金凯威

丰电金凯威（苏州）压缩机有限公司（简称“丰电金凯威”）位于常熟市高新技术产业开发区。公司产品拥有活塞压缩机、隔膜压缩机等30余种产品系列。应用于氢能、光伏与半导体(多晶硅、有机硅)、氟化工、核电、军工、石化等细分领域。深耕工艺气体压缩机细分市场，拥有超过3000家的工业企业用户，产品覆盖氢能全产业链，包括制氢、充装及加氢站压缩机，可提供气体压缩设备全套解决方案。是国内领先的活塞和隔膜压缩机智能制造和综合服务商。

目前，丰电金凯威公司制氢压缩机、充装压缩机、加氢站压缩机，实现氢能压缩机的全面覆盖，一站式供货及服务。制氢压缩机单台排量可达到2000Nm3/min，充装压缩机单台排量可达到2000Nm3/h，加氢站压缩机单台排量可达到2000Nm3/h，全面覆盖氢能行业压缩机需求。

近日，由丰电金凯威主笔的《隔膜氢气压缩机技术规范》团体标准已完成中国通用机械工业协会标准化管理委员会立项流程，该标准将适用于额定排气压力不大于100MPa、加氢站和氢气充装站用隔膜氢气压缩机，其他隔膜氢气压缩机可参照执行。

此外，近日由丰电金凯威研制的国内首台250MPa超高压隔膜氢气压缩机正式发布。该产品的研制成功不仅解决国家关键领域国产替代及卡脖子技术问题，还攻克了国家关键领域30年来的重要难题，大幅提升了国家关键领域的保障能力。

 

 

中鼎恒盛

中鼎恒盛气体设备(芜湖)股份有限公司（中鼎恒盛）主营业务为隔膜压缩机及其核心零部件的研发、生产与销售，其中公司销售的隔膜压缩机包括整机和核心组件，以整机销售为主。公司所产隔膜压缩机主要应用于氢气和特种气体制备充装、化工、加氢站、军工和核电等各领域。

中鼎恒盛拥有G0-G5系列隔膜压缩机产品，公司研制的22Mpa氢气充装隔膜压缩机已应用于江苏南京、山东临沂等地。

金星股份

四川金星清洁能源装备集团股份有限公司（简称“金星股份”）专业从事天然气的开采、加工、输送、存储以及应用，井口气回收、化工重装设备、油田重装设备和油气开采高端设备的研发、生产、销售，氢能源装备的设计、制造及销售，实现加氢、制氢一体化。形成了清洁能源产业和氢能产业装备两大产品系列，具有氢能、清洁能源全产业装备链的生产制造能力,是目前国内少数能同时满足客户建站和运营保障需求的供应商之一。

金星股份利用自身强大的研发、制造实力，通过氢气压缩机关键零部件数字化设计与运动过程仿真分析、氢气加压系统安全设计、液压油系统集成设计及流量自动化控制技术研究，实现安全、高出口压力、大流量氢气压缩机设计、制造技术国产化，开发出“JXG-Ⅱ 45MPa隔膜式氢气压缩机”并实现燃料电池加氢站配套示范应用。该产品由本公司自行设计、制造，运行性能均优于同类产品。

近日，金星股份自主研发的首台34吨活塞力橇装高速大型压缩机组在用户现场成功复装开机，经过严格的质检和测试，设备性能稳定，全部达到设计要求，通过运行验收。

羿弓氢能

2020年开始，随着氢气压缩机产品的成熟和被市场的认可，上海羿弓精密科技有限公司的氢能板块独立出来，成立上海羿弓氢能科技有限公司（简称“羿弓氢能”）。上海羿弓氢能科技有限公司专注于氢气制备、储运、加注、回收等环节氢气压缩机的研发、设计、生产与销售，是氢气压缩机领域的创新领跑者。

羿弓氢能致力于自主研发、突破“卡脖子”技术，全球首创“液驱+隔膜”设计方案，拥有强大的自主创新能力、定制服务能力与精密加工能力，已申请49项知识产权。公司独创的“液驱隔膜式”氢气压缩机，在压缩过程中有效保证气体绝对洁净，单级压缩即可实现大于10的压缩比，适应“频繁启停、冷态开车、带载启停”的加氢站特殊工况。可通过驱动、增压单元多级串并联，实现超大排量需求；可通过多级增压，实现超大压比需求；组件更少，维修便利性高。现已上市加氢站用45MPa、90MPa压缩机，管束车充装用22MPa压缩机等多款产品，与国内外同类产品相比，在安全性、可靠性、灵活性、经济性等方面具有显著优势。

恒久机械

江苏恒久机械股份有限公司（简称“恒久机械”）前身是中国人民解放军第6414工厂，自1984年开始生产隔膜压缩机至今，累积了30多年的专业隔膜压缩机设计制造经验。公司从标准产品到特制产品，为客户提供专业压缩机气体解决方案，公司于2019年4月4日自主研发制造的国内首台商业化运营加氢站用氢气隔膜压缩机组正式交付客户。经测试，各项技术性能指标均满足客户需求：进气压力5-20Mpa,排气压力45.0MPa，容积流量达350Nm³/h。