氢听剧场：韩武林——《加氢站设计与验收存在的问题》

可再生能源制氢的机会，挑战及解决方案

The opertunities, challenges and solutions

of water electrolysis using renewable energies

因为我作为氢能专家这三年都一直在讲加氢站存在的问题和验收的问题。到了今年2020年的9月底的时候，中国建成和在建的加氢站已经超过有100座了。在2016年全国氢标委在制订了一个中国氢能基础设施蓝皮书的时候我们在规划2020年中国能够有100座加氢站，实际上这个任务目标已经完成了，目前可能在建和建成的加氢站到年底估计是会到120座。 这几年评审、验收、审查的加氢站，存在很多问题。之前我们也讲三年了，我现在主要想给各位分享一下，我今天偏硬件一下。第二个讲座的时候，国家能源低碳所许壮博士会给偏软件，给大家系统介绍一下。

在第一个环节，中国建了这么多加氢站，真正什么叫做加氢站，能代表中国最高水平的加氢站能有几座，我给大家介绍一下。

首先第一座加氢站，就是神华如皋加氢站，这是2019年建成的，这是中国最高的35兆帕、70兆帕的双模商用加氢站，两支98兆帕，一立方的高压容器，50兆帕，7.3高压容器一台，两台50兆帕高压储氢容器的5立方，两台超过100立方/小时的压缩机，这个加氢站是代表了中国最高水平的加氢站这叫神州第一站。它的站控系统也是复合国际SAEJ2601标准的加氢站。

第二个代表就是南海松岗桃园加氢站，这是35兆帕商用加氢站，3台7.3的高压储氢容器，两台海德利森800公斤12个小时大排量压缩机，符合SAEJ2601的国家能源集团加氢机和工艺控制系统，初步考核的时候最高一天已经突破日加氢量700公斤，尽管在疫情期间已经突破100多吨加氢量。

第三个加氢站这是张家口创坝加氢站，这个是世界日加氢量最大的加氢站，每天日加氢量1900公斤，保证了224辆公交，这已经跑了两年，这用数据说话，对车对加氢站对压缩机，都是一个考验两年可靠运行。海德利森为这个加氢站提供了三套撬装加氢站。

这是第四站也是中国第7个固定加氢站，也是中国第一个符合SAEJ2601加氢站，就是常熟丰田加氢站，由日本岩谷公司海德利森建设，70兆帕的加氢站。海德利森通过2009年为上汽世博交了第一台70兆帕撬装站之后，目前已经为丰田、上汽、北汽、广气，交了12套70兆帕的撬装加氢站了。

下面我就说一下，还是老调长谈。商用固定站的一个参考图。这个图是南海松岗加氢站的一个示意，也给大家看一下。我们通常说的叫双压缩机双加氢机，高压立式储氢罐。为什么把这个给大家说一下，因为现在符合高密度商业化加氢站的人，很多人知道什么叫商用站。很多人认为两台压缩机排量大一点就够了，或者用类似天然气加氢机方式压力平衡对吹，一会儿给大家细细说一下。

首先加氢站的规模，我为什么把GB50516这种氢容量拿出来，目前我们做的加氢站大部分的规划都是三级站，就是一千公斤以内，但是真正我们在做加氢站设计的时候，一般希望你做二级站。另外国标50516正在修订，希望储氢容量大一些。现在搞一个加氢站，或者搞一个加油加氢合建站的时候，土地资源太稀缺，商业成本也比较高。我们建议无论是开发商还是设计院，你们在做规划的时候尽可能有效利用加大加氢站储氢量和土地资源，不要光一味说我完成一个投资任务。因为对于业主来说，你的占地规划越好，储氢量越大，加氢机数量多，车辆进出路线合理，这为你以后的盈利是一个很好的长远考虑，所以我们不要只顾眼前，放弃以后赚钱的机会。

再说到商用加氢站配置问题和补贴问题，像张家口、北京、上海、佛山，特别是南海，商用站的应用已经出来了。100台物流车、50辆公交车，或者是50辆重卡，我来加的时候，这种高密度商用的需求。我为什么在里面说出来？通常一说一根长管一个压缩机一个加氢机，我就所谓的500公斤来做这个，真的是不可行的。特别是现在在一些加油加氢站合建中，投资的时候不要一味的单压缩机单加氢机，满足一个任务就完了。这个对一个站的可靠运行还有你赚钱盈利都是个问题。所以说，特别广东佛山南海区的补贴政策，这个补贴政策里面有一个最重要它是靠硬件投资补贴，就是双压缩机，双加氢机，双加氢机要符合SAEJ2601可调节的。高压储氢容量要达到600公斤以上，总储氢质量是900公斤以上。

我为什么把这个补贴政策说一下？因为跟财政部、工信部四部委的申报也开始，尽管这次是只对燃料电池零部件的补贴和申报，加氢站没有说。但是之前资讯是要考虑避免要骗补，将来加氢站的补贴还是要靠硬件来核实，而不是压缩机排量乘以24小时，或者乘以12个小时来跟你说你的日加氢能力，这个是要硬件来说话的，给各位嘉宾提个醒。

加氢站的规模还是老规矩，加氢能力。加氢能力一定是日加氢量加注，这三个要素在这里面，加氢机、储罐、压缩机，这不是说你一个的，特别是这个日加氢量，还是刚才说的，很多人每天我压缩机乘以一个排量，24小时不停机，没有这种说法。真正的时候第一不科学，第二也不现实。你真正的日加氢量和连续加氢能力是靠你优秀的站控系统，压缩机排量和罐的储氢容量三个要素来决定的，这给大家再次提醒一下。

在氢源问题，为什么说到这？目前氢能源火了，习主席提出2060年实现碳中合也提出来，碳中合必由之路氢能是一个最重要的途径助力实现我们的碳综合。首先发展氢能，很多城市还有副产氢，可再生能源氢的用量还是比较少。首先，氢标委做了有一个GB/T37244氢品质的标准，什么叫氢品质，我这里面给大家说个口头禅，对于燃料电池用氢，我们不能说是氢纯度，纯度只是一个要点，氢品质是带着杂质，14项杂质检测。所以说你搞燃料电池的氢，我们是说氢品质，不说氢纯度，首先是合格的氢品质。第二是氢源，标委会做过《氢能基础设施蓝皮书》，绿氢、蓝氢、灰氢、黑氢，我们真正发展氢能，还是低碳低成本绿色氢。我们不可能把一个黑氢或者是灰氢拉过来，在初期的时候我们做示范的，在跑车验证的时候可以。但是发展氢能的长期目标，我们是低绿色的绿氢，这个给大家再说一下。氢是一个途径和必由之路来达到碳中合。

在加氢站的投资、规划，在这里面是投资商、政府、规划部门，还有设计院一定要沟通好。我们已经出过很多笑话。有的地方是发展氢能了，结果氢源不够。有的地方是它的氢能长罐车不够，结果造成停顿，这给大家提醒一下。很多时候我们要整体考虑通盘的一步棋。

氢安全这里面一个是设备的问题，设备问题分了很多，人、机这里存在多少问题，把这个表格又拿出来引用。我下面会把给大家细化一下。

第一个，压缩机。中国的加氢站现在用的压缩机无外乎是两种，金属隔膜机占大多数，在移动撬装的时候液驱增压泵，增压器形式，现在我们面临的问题是有两个问题，第一个金属隔膜机它频繁启动的时候，对加氢站这块，没有一个良好的工艺控制系统的时候，频繁启动会膜片破裂。另外，现在的金属隔膜机的膜片耐氢脆材料和耐氢疲劳的验证缺乏得很少，第三我们自己，特别是国产的金属隔膜机的振动问题，一直没有考虑好。今天我为什么把这个找出来？特别是今年，大家大力发展可再生能源制氢，可再生能源制氢的时候，现在都开始上国产隔膜机。国产隔膜机面临的困境是什么？

第一，连续工作的大排量可靠机型超过500立方每小时的很少，尽管有做出来说有600方、800方，1000方，2000方，但是所有这些压缩机的工厂都没有考核能力，验证能力。也就是说谁做了可再生能源制氢的项目，订货的这些压缩机都是小白鼠。到你现场去当这个压缩机厂商的小白鼠来做这些，中国缺乏大气量的金属隔膜机，而且是可靠运行。据我了解，已经在几个可再生能源制氢项目已经吃了亏了。我为什么摆这块？因为我们在发展可再生能源制氢的时候，这块可靠大排量的氢气压缩机是我们国家卡脖子的问题，这引起了国家的重视，所以说我提醒一下。在座的不仅是做加氢站，还有一个可再生能源制氢，压缩机现在可能面临的头疼问题很多。

第二个是高压储氢容器，高压储氢容器经过全国安委会特设局不断努力，首先出了一个加氢站储氢压力容器专项技术要求，各位一定要关注这个技术要求。这对储氢长管气瓶固定储氢容器都有要求。这里面核心要求有两点，第一，你的储氢的接触材料必须是耐氢，做过氢疲劳实验，密封件有可靠的耐氢，环境的实验和验证来做这一块。目前现在有两种形式，第一种是39兆帕和45兆帕，我们管它叫做瓶式容器。这是第一种，4130X鉻钼钢的材料，这这种是浙江蓝能、石家庄安瑞科、上海南亮已经推出这个产品，这准都是经过批准的企业标准，国家会定期审查，这个已经上市。第二个是高压储氢容器，这是钢带错绕式容器，这是有国标，也有年检方式，还有检验方式，而且它是符合ASME标准点。唯一缺货期比较长，但是这个容器有个最大的优点，只漏不报，而且有全套技术支撑文件和验证文件。

去年辽宁一家厂家氢容器爆炸，造成伤亡事件，影响全国加氢站的建设，也影响全国加氢站的评用。所以各位在使用储氢容器的时候，不是便宜就有好事，一定要照着储氢专项要求来一一核对，一一验收，跟着标准走。

第三个，加氢机和站控系统，下一个是国家能源的许壮许博士会讲，我简单讲两个：第一，目前我看到的有很多中国加氢机是以天然气加气机的原理来做加氢机，所以它许多一个什么算法模型，它就是靠高能耗来冲击，它也没有什么调节。国家能源北京低碳所研发的这套控制系统，工艺控制，还有加氢机目前已经经过SAEJ2601认证，而且已经在南海，在张家口、如皋已经大量使用，而且是专门还做了国家标准，已经开始牵头领衔来做，接下来许壮许博士来说。这里面最核心的一句话是加氢站的工艺控制系统和加氢机不是那么简单，如果简单就是直充对吹，能耗就会高，能耗高会对发低碳低成本，你的加氢站运营成本会高。

目前加氢协议国标还没有出来，另外还有压缩气瓶GB/T35544的铝内胆。我们这周在南海也发布了四型瓶的团体标准，这是由国家特设局和全国气瓶标委会发表的，大家可以看一下。

加氢机、加氢站控系统和气瓶的关系，一个调节、一个能耗，是一个综合的系统。一会儿下面许博士介绍。

紧接着说到加氢站的详细的管线阀门的问题，我为什么这个连接方式发过来，因为目前我发现有些建站企业开始用焊接来做。我为什么强调焊接有很多问题呢？现在中国焊接技术，我没办法，焊接材料是否耐氢是否耐氢疲劳，这是一个比较目前的问题。你焊接之后内表面的除渣杂质没办法控制。如果大家还是规规矩矩，按照中压锥面螺纹的形式来做。随着商用加氢站的应用，现在是大口径加氢站应用越来越，就是一寸的，四分之三的是通用的管线阀门，16分之9现在可能是只是小站开始使用，所以我为什么把这个锥面拿出来。而且特别强调一定是316材料，或者是高镍不锈钢。因为随着国标50516的修订，到时候高镍不锈钢，我们和ISO，还有日本的加氢站标准会对借鉴参考的。

紧接着就说道了管线阀门，就说到软管。旁边的照片可能大家都知道。因为你的劣质软管，劣质接头会引发火灾，引发着火，杂质的问题。我现在一定要在这里面给大家说一下，加氢站里面的软管，还有易损件需要定期检验，定期维护的，而且你们在座各位选购这些软管接头的时候一定要强调，第一内壁氢品质洁净，第二接头符合氢安全的连接方式，第三我要经常的标定检测，否则的话后患无穷。

说到氢安全，这是老照片，供应大家参考。说到氢安全，我们的经常常用宝典，50516、50177，比较常用。SAE、ISO标准，你们要经常能用，还是用到。

这是全国氢标委做的氢的体系标准，加氢站还有氢安全、氢质量的相关标准，都很完善了，这块供大家学习。全国氢标委专门出了一本氢能大手册，将来大家可以买到，希望大家翻翻氢标准，来学习这些。

我审查验收很多加氢站，加氢站最后的验收结题是什么？加氢站施工、安装验收资质要求在GB50516第12章节有很详细的要求，各个施工单位、设计单位、用户，你们对照50516第12章。一一对应，你们就可以学到这块的细节，时间关系我就不多翻，只是给大家说一下。从设备安装到品质到管道安装到品质，到管道安装，到验收结证，都给大家做了一个详细的分类，竣工，我们最后氢标委的专家和加氢站工作组专家，就是以这个作为验收依据，一条一条给大家对了。

加氢站的建设和运行关键的因素我做一个小结。第一是统筹规划设计预留加氢站的扩容能力，做好设备选型。二严把氢源的供给保障，氢品质的保障与检测至关重要。三严格规范卸气操作与卸气软管的维护检验。防止病从口入，杂质与泄漏。四，操作人员的着装与随身要求防静电与手持氢探测器。加氢站安全监控，大平台的事情。

整体介绍一下海德利森，海德利森是专业的高压系统工程公司，还有一个测试公司。从2000年开始做航天军品，一直从事高纯高压气体的增压和检测，从三型瓶四型瓶的检测，从丰田加氢站、神华加氢站，到上汽丰田全国路测，以及丰田进入中国这些年的服务保障，都是海德利森在做。

我是氢标委的专家，我对标准特别爱说。大家要熟悉氢气的特性，加强氢安全。一句话，学习标准，敬畏标准，严格按照标准做，执行标准，我们共同把安全可靠的加氢站做好，谢谢大家！