胡 瑛

上海燃气工程设计研究有限公司

0 概述

当前，在国内“双碳”背景下，交通行业已迎来巨大变革，以电动汽车和燃料电池汽车为首的新能源汽车逐渐进入了应用领域。燃料电池汽车使用氢作燃料，是新能源汽车的重要组成部分。截至2020年底全球燃料电池汽车数量已突破3.4万辆，其中我国达到了7 729辆，占到五分之一[1]。

燃料电池汽车产业的发展离不开其配套设施——加氢站。自2019年起我国加氢站建设驶入快车道。据2020年底统计，我国累计已建成加氢站128座，截至2021年7月，投运的建成站有116座。上海市是国内加氢站建设的先行城市，自2007年安亭加氢站始，至2020年底已建成9座。依据规划，2025年前建设的加氢站会达到70座[2]（见表1）。

表1 2017-2020年燃料电池汽车和加氢站的统计

鉴于加氢站建设离不开设计规范的指导，2021年国家陆续颁布了新的加氢站设计规范，其中引入了一些新理念，故有必要重新审视加氢站的工艺、种类及其设计要点。

1 加氢工艺

加氢工艺按氢的不同形态，主要分为气态和液态。

1.1 高压气态氢

按气态氢的压力等级，分为35 MPa和70 MPa两类。考虑技术和安全因素，国内主要发展35 MPa加氢站，占比达89%[1]。故以35 MPa高压气态加氢站作为工艺分析对象。

1）工艺装备

气态站的核心工艺装备包含压缩机、加氢机和储氢容器三大件。

（1）压缩机

压缩机是将上游H2压缩,储存至储氢容器内。常规形式有隔膜式和液驱式。目前，国内已建或在建的加氢站多采用技术最成熟的隔膜压缩机，液驱式则适应频繁启停的场景，以林德为代表的新型离子液压缩机已实现商用，鉴于后者节能高效的特点，未来也有应用前景[3]（见表2）。……