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氫能車輛的正常運(yùn)營需要方方面面的配合，關(guān)鍵的加氫環(huán)節(jié)更是不容忽視。
儲(chǔ)運(yùn)加氫保供服務(wù)，冬奧氫車安全運(yùn)營的“秘籍”
此次參與通勤服務(wù)的氫燃料車輛主要集中在高寒坡陡的北京延慶賽區(qū)及張家口賽區(qū)。
早在賽事籌備期間，各氫能相關(guān)單位就積極“備戰(zhàn)”北京冬奧。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，冬奧期間有11座制氫廠投入到氫能保供當(dāng)中，包括中石化、中石油、國家能源集團(tuán)、中國電力等企業(yè)。另外，還有不少于350輛氫氣槽罐車來往于制氫廠和加氫站、賽事場(chǎng)館之間，負(fù)責(zé)氫氣運(yùn)輸。
加氫站方面，當(dāng)前北京與張家口地區(qū)建成運(yùn)營的加氫站已達(dá)19座。其中，延慶賽區(qū)的慶園街、王泉營、金龍和燕化興隆4座加氫站以及張家口的崇禮西灣子、太子城2座加氫站，是此次北京冬奧為車輛配套的核心加氫站。
（圖表來源：中國氫能聯(lián)盟）
為保障冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間加氫站穩(wěn)定運(yùn)行，在加氫站建設(shè)之初，相關(guān)政府機(jī)構(gòu)就做了充足的準(zhǔn)備工作。比如，完善了油氫合建站的審批流程，并創(chuàng)新了工作程序和工作方法，為今后加氫站的建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
與此同時(shí)，北京和張家口都制定了冬奧期間加氫站運(yùn)行保障工作方案，提高加氫站運(yùn)行效率，規(guī)范加氫站運(yùn)行組織管理。
北京市城市管理委會(huì)同市經(jīng)信局、市應(yīng)急局、市交通委等部門，明確環(huán)宇京輝和燕山石化兩家氫源保障單位作為4座冬奧配套加氫站氫氣供應(yīng)單位，并安排專職人員和定向車輛，提供約20車次/日的運(yùn)輸服務(wù)，滿足冬奧用氫需求。
所有加氫站運(yùn)營管理人員均經(jīng)過考核上崗。各加氫站運(yùn)營企業(yè)在冬奧期間都增加了安保人員力量和巡檢頻次，每站平均配備保障人員10人以上，重點(diǎn)在卸氫、儲(chǔ)氫區(qū)域?qū)嵤┓忾]管理并安排專人值守。明確值守職責(zé)和管理制度，落實(shí)帶班上崗制度，全力確保加氫站安全穩(wěn)定運(yùn)行。
同時(shí)，各加氫站運(yùn)營企業(yè)還會(huì)定期開展設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)、檢驗(yàn)和檢查，并做好相關(guān)記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除安全隱患。
疫情防控方面，冬奧閉環(huán)內(nèi)的人員從嚴(yán)抓好疫情防控工作，加氫站工作人員的篩查、管控工作一刻都沒有放松。太子城服務(wù)區(qū)加氫站還實(shí)行了無接觸加氫的設(shè)備升級(jí)和測(cè)試工作，制定了無接觸加氫的相關(guān)流程，嚴(yán)守零疫情底線。
正是因?yàn)檫@些努力，冬奧會(huì)期間所有氫燃料車輛都運(yùn)營良好，圓滿地完成了任務(wù)。
35兆帕技術(shù)可圈可點(diǎn)，70兆帕技術(shù)尚需攻關(guān)
眾所周知，加氫站是為燃料電池汽車充裝氫氣燃料的專門場(chǎng)所，也是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎(chǔ)設(shè)施。加氫站通過將不同來源的氫氣通過壓縮機(jī)增壓儲(chǔ)存在站內(nèi)的高壓罐中，再通過加氣機(jī)為氫燃料電池汽車加注氫氣。
氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)加氫站的需求也逐漸旺盛。但不可否認(rèn)的是，加氫站的技術(shù)水平和性能決定了氫氣的加注成本和加注到車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)中的狀態(tài)，對(duì)于安全、客戶體驗(yàn)、通用性至關(guān)重要。
目前，國際上加氫站一般具有35兆帕和70兆帕兩種氫氣加注能力，與儲(chǔ)氫瓶、加氫機(jī)、氫氣壓縮機(jī)等的技術(shù)水平有關(guān)。
對(duì)氫能汽車來說，70兆帕的高壓儲(chǔ)氫罐在同等體積下可以儲(chǔ)存更多氫氣，從而帶來更長的續(xù)航里程。相比于35兆帕，70兆帕壓縮氫氣能量密度更高、加注效率更快、經(jīng)濟(jì)性能更好。
以一輛普通氫燃料電池汽車為例，當(dāng)加注壓力為35兆帕?xí)r，可以行使320公里；而當(dāng)加注壓力為70兆帕?xí)r，續(xù)航里程可增至600余公里。
目前，我國示范性加氫站和燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于35MPa壓力的技術(shù)水平，加氫站設(shè)計(jì)建造的三大關(guān)鍵設(shè)備：45MPa 大容積儲(chǔ)氫罐、35MPa 加氫機(jī)及 45MPa 隔膜式壓縮機(jī)均已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
而歐美日等國加氫站已普遍采用70MPa壓力標(biāo)準(zhǔn)。比如，豐田作為國際上氫燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展的前沿企業(yè)，在70MPa、Ⅲ型瓶的車載氫系統(tǒng)的燃料電池電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)方面都具有優(yōu)勢(shì)。借助冬奧契機(jī)，豐田也與國內(nèi)企業(yè)分享技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》的完成提供了支持。
北京、張家口目前建成的加氫站，19個(gè)加氫站中，只有8個(gè)具備70MPa加氫能力。其中，延慶區(qū)和張家口地區(qū)占了7個(gè)名額，服務(wù)本次北京冬奧及冬殘奧會(huì)。
比如，慶園街加氫站擁有2臺(tái)35兆帕單槍單計(jì)量加氫機(jī)和2臺(tái)70兆帕單槍單計(jì)量加氫機(jī)，日供氫能力1500公斤，每天可為80輛12米公交巴士提供加氫服務(wù)。
王泉營加氫站占地面積2500余平方米，擁有4臺(tái)70MPa單槍單計(jì)量加氫機(jī)，日供氫能力1500公斤，每天可為60輛70兆帕氫燃料公交車提供加氫服務(wù)。
服務(wù)北京冬奧會(huì)及冬殘奧會(huì)的加氫技術(shù)及相關(guān)設(shè)備都具備當(dāng)前國內(nèi)在該行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，國內(nèi)普遍存在的35MPa加氫站更能代表我國加氫站目前的技術(shù)水平。
實(shí)際上，70MPa工作壓力是國際上商業(yè)化車載儲(chǔ)氫瓶的最高壓力，其技術(shù)含量比35MPa儲(chǔ)氫瓶更高，技術(shù)難度更大。在氫氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫容器、加氫機(jī)等加氫站核心設(shè)備方面，我國目前還無法實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，需要依賴進(jìn)口，尤其是氫氣壓縮機(jī)。
如此一來，便會(huì)使我國加氫站建設(shè)成本變高。數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)35MPa&1000kg/d加氫站建設(shè)成本中，壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫容器、加氫機(jī)占加氫站建設(shè)成本的比例為 62%，其中壓縮機(jī)占比最高為39%。
政策傾斜、企業(yè)助推，合力攻克高壓加氫站技術(shù)
雖說當(dāng)前國內(nèi)加氫站壓力技術(shù)水平為35MPa，但國內(nèi)企業(yè)近幾年也在積極努力，各級(jí)政府也意識(shí)到差距并積極出臺(tái)政策支持70MPa加氫站的技術(shù)研發(fā)與建設(shè)。
政策方面，2021年2月，科技部發(fā)布《關(guān)于對(duì)“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“氫能技術(shù)”等18個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南征求意見的通知》，特別提出鼓勵(lì)70MPa儲(chǔ)氫瓶技術(shù)開發(fā)。
成都、上海等城市已明確提出支持70MPa加氫站，內(nèi)蒙古也對(duì)專門從事70MPa及以上高壓氫氣、液氫裝備研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行資金補(bǔ)助。
企業(yè)方面，產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)都積極攻關(guān)，開始主攻70MPa加氫站技術(shù)。
2020年，福田歐輝率先公布國內(nèi)首臺(tái)70MPa氫燃料客車車型，為國內(nèi)商用車領(lǐng)域70MPa儲(chǔ)氫技術(shù)的普及和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此次服務(wù)冬奧的福田氫燃料客車就有部分車輛搭載了70MPa儲(chǔ)氫技術(shù)。
國富氫能、科泰克、中材科技等70MPa儲(chǔ)氫瓶供應(yīng)商也已具備量產(chǎn)70MPaⅢ型儲(chǔ)氫瓶能力。國富氫能70MPa集裝箱式高壓加氫成套設(shè)備還應(yīng)用在了王泉營加氫站、崇禮西灣子加氫站等，服務(wù)冬奧氫車運(yùn)營。
70MPa配套技術(shù)與裝備方面，未勢(shì)能源已自主研發(fā)出首款70MPa車用高壓瓶閥，產(chǎn)品具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已申請(qǐng)國家專利十余項(xiàng)。上海舜華已完成70MPa加氫機(jī)的研發(fā)，相關(guān)技術(shù)也已實(shí)現(xiàn)突破。
在政策與眾多企業(yè)的加持下，2020年國內(nèi)70MPa 加氫站已建和在建數(shù)量超過10座，2021年70MPa 加氫站建設(shè)明顯增多。
即便如此，我國70MPa加氫站技術(shù)仍舊落后。
行業(yè)都知道，高壓和超高壓加氫站是未來的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)內(nèi)各企業(yè)要重點(diǎn)攻關(guān)加氫站核心設(shè)備技術(shù)難題，探索87.5 MPa儲(chǔ)氫罐、90 MPa氫壓縮機(jī)及70 MPa加氫機(jī)核心技術(shù)，力爭(zhēng)縮小中外技術(shù)水平差距。
政策層面也要對(duì)此進(jìn)行關(guān)注，多多給予優(yōu)惠傾斜與補(bǔ)助，鼓勵(lì)技術(shù)企業(yè)對(duì)70 MPa加強(qiáng)研發(fā)與攻關(guān)。
氫燃料電池汽車具有耐低溫和長續(xù)航的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動(dòng)、-40℃低溫存放和停機(jī)自動(dòng)保護(hù)，大巴車?yán)m(xù)航里程可達(dá)400公里以上，這也是氫能汽車獲得冬奧青睞的“通行證”。
近幾年我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，北京、張家口等地區(qū)積極響應(yīng)，陸續(xù)出臺(tái)了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出具體發(fā)展目標(biāo)及措施，張家口地區(qū)更是擁有全國最大規(guī)模的氫燃料公交運(yùn)營，其他城市也在努力向前。
氫燃料車輛的運(yùn)營離不開加氫站的服務(wù)，而高壓加氫站技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)刻不容緩。
幸好，我們國家正在迎頭追趕，實(shí)現(xiàn)超越，或許就在不久的將來。
原標(biāo)題：從冬奧、冬殘奧加氫保障，看我國35、70MPa如何突破瓶頸
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