浏览我们交易市场上来自领先供应商的所有加氢站！
什么是加氢？它与传统汽车加油或电动汽车充电有何不同？
传统汽车由加油站加注的汽油燃料（汽油或柴油）驱动。电动汽车由锂离子电池驱动，锂离子电池为发动机供电，为车辆的各个部件供电。加氢是用 700 巴和 350 巴压力的压缩气体填充车辆储氢罐。对于轻型车辆，压力为 700 巴（H70），对于所有其他车辆，压力为 350 巴（H35）。
氢气可以通过管道或卡车运输，也可以在现场生产。如果氢气以液态形式到达，则必须将其转化为气体。它会经过汽化器，将液体转化为气体并分配到车辆中。
加氢站与传统加油站没有太大区别，但不同之处在于氢气是在高压下供应的，而且它是一种极易挥发的气体，车辆的容器和泵之间的连接必须是防水的。氢气被加注到车辆储氢罐中，为燃料电池提供动力，从而产生电力来驱动车辆。氢气储罐位于地面上，而加油站位于地下。
建立加氢基础设施面临哪些挑战？
建设加氢基础设施的一个主要考虑因素是使燃料供应与日益增长的车辆数量相匹配。燃料生产和储存的规模应与该地区的车辆数量相匹配，这样才能有效利用当地的燃料需求。如果加氢站太小，会导致用户等待时间增加，并给车主造成损失。技术规模扩大应与车辆数量的增加同步进行。加氢站还需要足够靠近最终客户，以便提供实际的加氢运输时间。
在早期的氢能汽车推出阶段，即氢能汽车首次推出期间，小型分布式制氢加氢站更有效。大型集中式工厂的解决方案可以为高密度车辆提供多个加氢站。燃料电池公交车也可能是一个更容易的市场切入点，因为每天可以有多辆公交车加氢。其他应用包括用于货物搬运的燃料电池叉车、船舶应用、摩托车、其他军用车辆和航空航天应用。假设加氢站每天为 80-1600 辆汽车（或）8-160 辆公交车提供服务，所需的氢气为（0.1-2.0）百万标准立方英尺/天。
加氢站的要求还包括为车辆提供 H35 和 H70 快速加气能力。如果加氢站采用电解水制氢，需配备符合 ISO 22734 标准的氢气发电机。SAE J2799- FCEV（燃料电池电动汽车）与加油站的通信。
有哪些安全预防措施来确保氢气的安全处理和加注？
氢气安全处理是挑战之一，因为爆炸风险很高。因此，维护加气站时需要遵循一定的安全预防措施。
加氢站应遵循的标准安全预防措施是：
- NFPA 2 第 10 章 GH2 车辆加油设施。
- SAE J2600 压缩氢气表面加油连接。
- 使用氢气检测器持续监测压缩机房中的氢气泄漏。
- 使用紫外线火焰探测器持续监测压缩机房内的火焰和火花。
- 隔离罐配有自动关闭阀，用于将罐与站隔离。
- 持续监测压缩机房内的氧气水平。
- 烟雾探测器探测压缩机房和控制室的火灾。
- 在危险区域持续进行机械防爆通风，避免出现爆炸性环境。
- 与液体接触的部件均采用与氢兼容的材料制成，相关部件均按照 EN ISO 11114-4“选择耐氢脆金属材料的测试方法”进行测试。
- 高压管道应仅使用锥螺纹配件连接。
- 独立的安全 PLC 确保加油过程中对安全关键过程的监控。
- 带有分离、倾斜传感器和复杂泄漏监测系统的氢气分配器。
- 发生危险时通过舱口和烟囱安全释放氢气。
- 关键安全和加油参数（压力和温度传感器）的多重冗余。
- 气体检测设备和警报器。
与传统汽油汽车加油相比，氢燃料汽车加油需要多长时间？
就加氢时间和性能而言，氢动力汽车的加氢体验与传统汽油汽车类似。轿车 3-5 分钟内可加氢约 5-7 公斤，公交车 10 分钟内可完成加氢。氢气加氢温度为 (-40 至 80) °C。喷嘴使用红外信号与车辆油箱通信以确定加氢速度。比较两种加氢方法（称为“查找表”方法和 SAE J2601 协议中的“MC 公式”方法）的加氢性能，可在几分钟内为 HFCEV 提供快速加氢，但 MC 公式方法利用主动测量预冷温度来动态控制加氢过程，从而加快车辆加氢速度。
MC 公式法相比查表法大大缩短了加氢时间。虽然目前氢燃料电池汽车加氢采用的是 SAE J2601 查表法，但 MC 公式法在未来的加氢站中可以提供显著的加氢时间，从而提高客户对 HFCEV 加氢体验的满意度。
燃料电池电动汽车通常只需 3 至 5 分钟加满燃料即可行驶 300 英里（482.8 公里）或更远。
示例：加氢站
全球加氢基础设施现状如何？
加氢站的数量正在迅速增加。所有加氢站均由政府补贴，通常占成本的 50% 左右。太平洋西北国家实验室 (PNNL) 和国家可再生能源实验室 (NREL) 报告称，共有 385 座活跃的加氢站，其中 167 座计划于明年开放。PNNL 普查仅列出中国 28 座加氢站，11 座计划中但未投入运营。自 2016 年以来，加氢站数量每年翻一番，截至 2019 年底，中国有 52 座活跃的加氢站，另有 72 座正在建设中。PNNL 报告称，德国有 80 座活跃加氢站，100 座正在计划建设中。在 385 座活跃加氢站中，有 268 座向公众开放。
截至 2022 年底，亚洲共有 455 个加氢站投入运营。日本有 165 个加氢站，韩国有 149 个加氢站，此外还有 45 个新的加氢站，供所有燃料电池电动汽车使用。去年，北美新增了 11 个加氢站。加利福尼亚州共有 89 个加氢站，其中有 70 个位于该州，该州继续成为该大陆的重心。
目前加氢站以70MPa或70+35MPa加氢站居多，国际上乘用车车载氢气存储标准为70MPa，公交车则为35MPa。
加氢站是否与现有车型兼容或需要改造？
现有车型无法在加氢站加氢，因为燃料完全不同且具有不同的特性。CNG 和氢气分别是 200-300bar 和 350-700bar 的压缩气体。CNG 汽车使用 CNG 燃料，而 FCEV 使用氢气。这两种类型的汽车使用不同的燃烧室和燃油喷射系统。CNG 汽车可以改装为使用混合氢气 (HCNG)，并且设计为使用氢燃料，这需要对发动机和燃油系统进行改装。车辆需要配备氢气罐和氢燃料喷射器。富氢压缩天然气汽车可以减少污染。
因此，不可能将现有的 CNG 车辆改造为使用纯氢燃料。发动机和燃料系统无法承受高压氢气，车辆成本非常高。加氢站配备高压低温泵，可在 350-700 巴下加氢，并且只能在几分钟内为符合 SAE J2601 协议的氢燃料车辆加氢。现有的纯CNG汽车即使经过改造也无法在加氢站加气。
对于车主和基础设施提供商来说，加氢的相关成本是多少？
与车主相关的成本包括质子交换膜燃料电池成本、耐久性、车辆寿命、氢燃料成本和氢存储系统成本，更换电池组可能是经济的。定期和非定期维修的成本是车辆在给定距离内使用经济平衡的重要参数，正在考虑之中。舒适和安全系统的附加设备。定期维修和保养服务。保险成本与车辆成本和类型有关。
基础设施成本受规模经济影响。这将取决于车队规模（车队规模 - 共同拥有的车辆总数）。随着车队规模的扩大，基础设施成本会降低，并且更有利于获得燃料电池电动汽车的 TCO（总拥有成本）。
他们还专注于优化氢气生产和输送过程，由于液化成本高，液态氢气输送既不经济也不可行。它主要包括最佳站点位置，以及建造和运营 HRS 所需的总成本。总资本支出，例如低压氢气储存或压缩机、固定运营支出、维护、从电解器产生氢气的总燃料/电力成本。
为改进加氢技术正在进行哪些研发工作？
1.储能技术方面，大力发展更大容量、更轻量的储能技术。
这意味着将氢气储存在较高压力的轻质气瓶中。气瓶由包裹的碳纤维复合材料制成，可用于在 700 bar 及以上的压力下储存氢气。它使氢气的重量百分比增加约 6wt%。轻质存储有利于船舶和燃料电池应用。
2、燃料电池汽车快速加气技术。
快速充装过程中精准控制质量流量：为实现较短的加油时间，必须将充装流量控制在适当的范围内。这会导致储气罐内部温度快速升高，从而降低充电状态（SOC），损坏油箱壁，质量充装流量也会增加，最终导致安全问题。精准的充装流量控制对于满足充装时间和温升要求非常重要。因此，改变充装流量比恒定流量可以更好地控制温度。在保持充装参数不变的情况下，气体温度先急剧上升，然后缓慢上升。温升发生在充装时间的前四分之一。在不增加总充装时间的情况下，质量流量先缓慢控制，然后快速控制。优化的质量流量需要进一步研究。
加氢站可以整合到现有的加油站中吗，还是需要单独的设施？
加氢站可以集成到现有的加油站中，在现有的 CNG 加氢站实施加氢的机会、成本和好处。氢气和天然气以压缩形式用作车辆燃料，需要特殊设备来压缩、储存和分配燃料。
压缩机：在 CNG 和 GH2 站中，压缩机是压缩、储存和分配燃料过程中最关键的元件之一。CNG 使用电动机驱动的水平往复式压缩机，通过减小体积来压缩气体。往复式压缩机有两种类型：润滑式和无油式。CNG 基础设施使用润滑式压缩机，气体用于燃烧，因此不需要高纯度，而润滑式压缩机不适用于氢气，因为燃料电池需要纯度为 99.99% 的氢气。因此，使用无油隔膜压缩机或液压增压器来加压（压力为 350 或 700 bar）
分配器技术： GH2 和 CNG 分配器的外观和操作方式相似。从用户界面和销售点来看，所有车辆燃料的分配器看起来都一样。使用信用卡的加油交易是相同的。GH2 的管道硬件、组件和喷嘴的额定压力高于 CNG。分配器应具有泄漏检测系统和计量系统，以准确测量分配的气体。GH2 的安全标准（如 NFPA 2）和 CNG 的 NFPA 52 均适用。H2 分配受 SAE J2601/J2799 的监管，其中包含压力变化、允许温度范围和流量的规范和标准。
储存容器材料：对于 CNG 和 GH2 的车载储存容器，储存容器为 3 型或 4 型。3 型气瓶内胆由 6061 铝合金制成，并用碳纤维包裹，用于 350 bar 的 GH2，而用于 GH2 的 4 型气瓶内胆由聚乙烯塑料制成，并用碳纤维包裹。GH2 包裹厚度大于 CNG 气瓶，因为正常工作压力（248 -350 bar）增加，从而增加了气瓶成本。对于地面储存容器，可以使用 1 型气瓶。H2 和 CNG 气瓶相同，不同之处在于原钢的抗拉强度和屈服等级。例如：使用小型缓冲存储器以所需的填充压力分配 H2。
卡车、公共汽车等重型运输工具加氢的前景如何？
据统计，石油总消耗的50%左右来自交通运输行业，氮氧化物排放量占机动车总排放量的74%，颗粒物排放量占52.4%，氢燃料电池在重型卡车上的推广，有助于节能减排，重型卡车要求行驶距离长、功率大、运载重物且零排放。
相较于乘用车，重型卡车的运营路线更加固定，这种布局降低了加氢基础设施投入。城市公交车采用4型罐70MPa储氢，续航里程可提高到500公里以上。如果采用液态储氢技术或先进的储氢技术，重型车续航里程可提高到1000公里。
通过节约能源、保护环境和长距离行驶，实现了更高的效率。燃料电池重型卡车的便捷使用减少了石油消耗和污染排放。1 公斤氢气可以行驶 60 英里，而传统汽车使用一加仑汽油只能行驶 25 英里。
世界各地有哪些值得注意的加氢成功案例或案例研究？
世界各地实施氢燃料加注的一些值得注意的成功案例包括：
- 阿尔斯通 Coradia Lint——世界上第一辆以氢燃料电池为动力的客运列车。
- 氢燃料电池发电机——这些发电机用于节省资金和减少排放。
- 韩国——计划到2040年生产620万辆氢燃料电池汽车并建设1200座加氢站。
- 中国——全球最大的氢气生产国。
阿尔斯通的 Coradia Lint（轻型创新型本地交通轨道车辆）氢动力列车首次在瑞典运行。
2016年，随着 Coradia Lint（一种代表替代柴油动力列车的零二氧化碳排放区域列车）的推出，阿尔斯通成为世界上第一家开发基于氢能技术的客运列车的铁路制造商。首先，两列 100% H2 Lint 列车于 2018 年在德国投入商业运营，行驶里程为 100,000 公里。迄今为止，德国已订购了 41 列列车，并在奥地利和荷兰进行了成功试验。
它促进了低碳运输系统的发展；阿尔斯通拥有多种可持续的移动解决方案。Coradia Lint 致力于设计和提供创新且环保的解决方案：Coradia Lint 是世界上第一列由氢燃料电池驱动的客运列车，可产生电力用于牵引。这列零排放列车噪音低，有废气和冷凝水。其性能与普通列车相当，最高时速为 140 公里/小时，加速和制动性能相当。与载客量为 300 人的客运列车相同。
这对环境至关重要：用一辆氢动力列车取代一辆柴油列车将减少每年相当于 400 辆汽车的二氧化碳排放量。
阿尔斯通是瑞典铁路市场上最大的参与者，已交付超过 1000 列火车。
最后更新：2023 年 12 月 20 日