中国储能网讯：5月24日，由中国化学与物理电源行业协会主办，200余家机构共同支持的第十一届中国国际储能大会在杭州洲际酒店召开。此次大会主题是“坚守储能安全底线，推动产业创新发展”。来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的718家产业链企业，1952位嘉宾参加了本届大会，其中88家企业展示了储能产品。

在5月26日下午的“氢储能与燃料电池”专场，北京伯肯节能科技股份有限公司/北京兰天达汽车清洁燃料技术有限公司董事长徐焕恩分享了主题报告《氢储存加注站发展实践与冬奥会燃料电池汽车保障项目应用》。经演讲人本人授权同意，小编整理了演讲速记，并将速记内容分享如下：

徐焕恩：尊敬的主持人，各位专家，下午好！

感谢组委会提供这么一个机会，让我报告《氢储存加注站发展实践与冬奥会燃料电池汽车保障项目应用》。

为什么介绍这个题目？因为研究氢能是一回事，没有问题，但如果一旦要把氢真正利用，那就涉及到氢的制、运、储，到这个环节才能真正体现它的商业价值。

北京2022年冬奥会期间很重要的一个保障项目是运营绿色环保零排放的氢能团体车，其中有212辆燃料电池大巴车，这些车是北京市政府采购的，这些车所有的氢系统是我们公司“兰天达”品牌提供氢供应系统的制造和安装。有车就会有站，加氢站就是给车加注氢，冬奥会四个加氢站保障项目，有两个是我们公司“伯肯”品牌负责提供加氢站设备并EPC总包。所以今天我把这个项目设备技术应用情况跟大家一起分享。

我们公司在氢能及气体增压供应领域做两大品牌：一是“伯肯”，一是“兰天达”。兰天达主要是做汽车领域的一些业务，伯肯主要是做气体增压的业务。气体增压包括一些压缩机，包括气驱、液驱、电驱，隔膜压缩机主要用在石油、化工特别是加氢站领域，还有是空压机，空压机主要是燃料电池里面的增压项目。我们做氢的系统，就是在过去的天然气系统基础上发展起来的，车载压缩天然气（CNG）系统压力是20MPa，CNG加气站是25MPa；车载压缩氢系统是35MPa或70MPa，加氢站加注压力是45MPa或90MPa。公司在全国建设了将近400座CNG站，近10万辆各类车辆CNG供气系统。现在仍给北京公交将近1万辆各类天然气公交汽车提供服务。

我们公司由航天在1997年开始成立。主要业务在车载天然气供应系统、燃料电池车载气体系统（氢供应系统及燃料电池空压机）和加氢站及各类气体增压系统等三个领域，2003年开始配合清华大学汽车系做燃料电池氢供应系统，2017年获批设立“燃料电池氢系统及空压机北京市工程实验室”。

接下来就这个报告主要讲三个内容：一、氢能源利用；二、氢储存加注站发展实践；三、2022北京冬奥会加氢站保障项目建设。

现在介绍第一部分：氢能源利用

这张图跟大家分享一下，主要是讲氢的特性。因为氢的性质就注定了氢能发展的特殊性。我们先看右边的图，为什么讲现在燃料电池车要用高压加氢？实际上目前来看几种氢的质量能量密度，氢是最高的，没问题，达到142.7MJ/kg，基本是汽油的3.3倍，是柴油的3.1倍，是天然气的2.6倍。它在体积能量密度上就差多了，因为体积能量密度才是决定车辆使用的关键。氢液态时体积能量密度是汽油的1/3，是天然气的2/5左右，气态时的体积能量密度是天然气的1/3。这些都是氢的特性决定的。

用在交通工具及车载加注储氢上，必须讲体积能量密度，我们才可能把车辆做好。就体积能量密度而言，固态储氢和有机溶质储氢用在车辆储氢方面，还远不如高压储氢技术方案。液态储氢由于法规问题，还不能实际应用。我们做过分析比较，用于车辆储氢领域及加氢站，最现实的也是现在全世界最通用的是氢气高压加注储氢。

我们看下面的图是讲储氢密度，2是讲35MPa下的储氢密度，基本上在40公斤/立方米左右，而到1就是气态高压储氢，是压缩到70MPa的储氢密度。是的，还有很多方法储氢，比如说我们合作开发的有机溶质储氢的后续处理，它的储氢密度可以达到5%-7%，但是它需要一个双容积和加热过程，包括金属储氢也是一样，储氢密度低，但是压力低了带来的储氢的使用安全性，其实带来很多附加的一些辅助处理设施，它的问题就带来了。3是在低温高压加压情况下，储氢密度是很高，但是带来很多的多变性。另外是现在发展的液体储氢，液体储氢是我们看到储氢密度比较高，现在的问题是什么，液体储氢在制液过程当中基本上要耗费14.4兆焦/公斤，相当于氢本身能量的10%。但实际上要实现，还要多耗能3倍以上，现在安全法规也有影响。另外一方面，我们看左边的图，它的爆炸极限特别宽。因为我们不能不考虑在氢的使用过程当中加注和产出、运输时候的安全特性问题，不是说一味地讲它的能量怎么利用，安全是最基本的条件。在空气当中体积含量在4%-75%，都可以燃烧或爆炸。体积含量在18%-59%都是可以爆炸的。实际上压力上升速度非常快，最大上升速度和平均压力上升速度可以达到甲烷的八九倍，我们看到爆炸瞬间就有这么一个冲击波，爆炸威力非常大。因此，氢使用方面也就给我们带来种种限制，这就是使用过程当中要注意的一些问题。

从氢的制取来源方面，现在几种化石能源和可再生能源都可以制氢，如一次能源可以得到石油、天然气和煤等，由这些一次能源又可以得到二次能源，如汽油、柴油、天然气、甲醇、二甲醚、氢及发电等等，可再生能源中生物质及垃圾可以得到甲醇和柴油，也能发电或制氢。但是我们看到下面的核能、光伏和风能，可以发电，但电不能保存，要想保存，制氢储氢是能量储存的最有效途径之一。实际上我们现在在加氢站里面，在移动车辆的使用方面，氢是所有的一次能源和可再生能源都能得到的二次能源。

而右边的图，我们看到美国能源部2020年11月份公布的氢能计划里面，它讲了氢能发展概念的时候特别讲到了可再生的问题，我们看到所有的可再生的、绿色的能源都可以产生电，电是不能存储的，可以电解水制氢存储，而氢可以发电产生水。所以把氢储存以后，比如说氢可以做到合成染料、生物油/氨、冶金、化学，除了圈红圈以外的这几个可以就近或者化工园区来做，但是在交通运输和加热/分布式电源取热方面，氢就得要运输了。氢的运输有各种各样的方式，采用什么样的方式？所以现在有液氢，当然日本用了比较多，咱们国家液氢现在主要还是在航天上多一些，但是在民用方面特别是车辆方面，我们现在还没有用液氢。现在更多的是气氢，至于说是目前的金属储氢和有机溶质载氢，还没有真正商业应用。氢是宇宙中最丰富的元素，然而，它在地球上没有天然独立存在。它必须从含氢的原料（如水、生物质、化石燃料或废料）中产生。一旦氢被生产出来，它就可以用来存储、移动和低碳或无碳运输把能量送到需要的地方。

现在及未来相当长一段时间，车辆上使用的氢，都需要压缩加氢站加注。

所以我们为什么提出氢储存加注站的概念？我们在交通运输和供热、分布式电源方面，这里面的气体储氢就是目前最现实和最常见的。

纯电动汽车，这个产业链条比较简单。氢燃料电池汽车，从制氢、储氢、运氢、加氢站加注到车辆使用，产业链是复杂的。

怎么进行氢加注？我前面讲的就是我们为什么用氢、为什么是气态加注，它为什么会有这么一个演化，然后这个链条是怎么做的、加氢站是怎么做的。

下面我讲讲第二部分，氢储存加注站发展实践

前面很多专家分享了市场情况。

关于市场我这里介绍二张PPT，我不再详细讲，主要介绍全球和中国未来发展情况，大家可以看看。2030年中国要到1万座加氢站保有量，这是汇丰银行的报告，我不再叙述了。

加氢站和车辆发展情况，这个图就可以看到，深蓝的是200座以上的省份和城市，蓝色的是70座以上的，所以这是全国未来的发展。我们今天开这个会，也是讲加注站怎么发展，也是契合当前国家碳达峰碳中和的要求。

作为氢加注所涉及产业链来讲，我们这个图的内容讲就不再说了，我们主要是考虑储氢和氢加注。

加氢站，我们主要就是从天然气加气站演化过来，实际上就是给车加注高压氢气。而且现在国际上商业化运行的，除了宝马公司使用液氢储氢罐以外，基本上全都是气态氢加注。

现在氢加注的概念，是和我们过去在做天然气加气站技术有共同之处的。我们过去做了400座天然气加气站的项目，从1997年开始做，做到现在，基本上我们就是按照这一个系列来走。氢的发展也会走这样的系列，就是产生氢、类似于母站，加注氢，然后运输，然后到加氢站供氢，然后到给车辆加注。

压缩机驱动方式有各式各样的。具体采用什么样的方式，如果建加氢站，建议多参考一下过去天然气怎么做，这样会事半功倍。

从CNG到氢来说，我们可以看到都是需要压缩机从低压升到高压，所以我们可以看到左边是CNG，右边是氢，氢站和CNG站工艺流程也基本上是一致的。

这是加氢站设备制造的一个工艺流程，尽管现在有加氢站建设相关标准，GB/T 50156只是讲它的安全和一些基本要求，但是真正做一个站设备需要什么样的工艺、怎样结构，我这个图就很好地反映了，供大家学习参考。这个站的工艺是描述从氢转运车卸气到压缩到控制盘到加氢机加注储存过程。

从目前的氢压缩机种类主要有四种：1.气驱压缩机，满足低容量、小排量，主要是在实验室和车厂进行验证用的，它是无电源、无动力，靠气泵、靠外面的气瓶差压进行驱动；2.离子液氢压缩机，这是林德公司在零几年开发出来的，在国内有一两个试用，但是在日本有一些做加氢的，我也在德国看到过；3.液驱活塞氢压缩机，主要是讲可以频繁启动，但是流量不能太大；4.隔膜氢压缩机，不能频繁启动，但是流量可以很大，这个完全是无油的。

这个图就是比较了它们的优缺点，这里面没有给出量化，其实是有量化的，它用了多长时间、设备成本多少、维护成本多少，如果感兴趣可以会后交流。包括如果是客户该怎么选择？如果是制造商该怎么选择？

这是什么？我们设计压缩机，就要根据输入的气体的压力和客户要求的流量，比如说日加注量是多少公斤，200公斤、500公斤还是1000公斤，这样的话，我们根据输入要计算它的温度和流量、功率。这几个参数下来，就是为了更好地设计我们的产品，这也是事前要计算的。

这张图就是说一个加氢站要完成一个功能的话，包括到现在35MPa还不需要温度交换，到70MPa就需要温度交换，进行一个通讯，国内标准大多数都参考美国的SAE J2600的标准，加氢站设计要满足什么？满足入口流量的压力要求，满足出口压力和温度要求，满足系统数据通讯和各种检测及控制，同时满足系统的安全可靠性要求。一个加氢站里面设计的这些零部件的模块就是要保障这四个功能，包括结构设计、功能设计、测控设计和安全保障设计等等。

这个设计之后，我们看到我们做的第一个加氢站案例，这个站里面是三合一的（CNG、LNG和H2），下面这个绿色部分就是我们做的加氢站的现场照片，从储氢到压缩到冷却到卸气到加注，实际上这些功能模块和传统的CNG是大同小异的。

下面我介绍本报告第三部分，2022北京冬奥会加氢站保障项目建设

请大家坚信一点，就是在未来相当长一段时间，依然是高压加氢加注，是氢的储运一个重要方式，冬奥会用的加氢站也不例外。

这是冬奥会保障项目之一，在北京昌平福田公司，加注压力35MPa，占地不到3亩，日加注量500公斤，要求把加氢机和压缩机放在一起，右边是一个储氢瓶组，这是我们提供的加氢站设备及EPC项目。

设置了一台压缩机、一个双枪，包括KT17、TK25，还有一个氮气瓶组拖车，这是现场情况，这个月正在调试，马上要启动了。

第二个是在北京延庆，也是给冬奥会上用的，70MPa，最大加注量1320公斤，加注有70MPa，也有35MPa。

这是整个站的规划。现在这个项目已经开始施工建设，7月份建成。有70MPa的压缩机2台、35MPa的加氢机1台、70MPa的加氢机2台。占地有3000多平米。

现在我们在做的工作，主要是在模块化上，力争氢加注压缩机站体积更小，安全可靠性更高，国产化及低成本。目前的大流量及70MPa加氢站基本功能件全都进口，成本居高不下。