淺談我國燃料電池汽車加氫站的設(shè)計(jì)

張鵬娜

摘 要：燃料電池類型汽車在保證人們出行需要的同時還有利于社會實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，而在燃料電池類型汽車使用以及普及的階段，管理人員要能做好加氫站點(diǎn)的建設(shè)工作，并能在開展加氫站點(diǎn)建設(shè)的時候掌握其中的關(guān)鍵點(diǎn)，全面的保證加氫站點(diǎn)的建設(shè)質(zhì)量。本文就我國目前燃料電池類型汽車配套的加氫站點(diǎn)建設(shè)工作進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：燃料電池；汽車；加氫站

中圖分類號：U473 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

現(xiàn)代社會對于節(jié)能以及環(huán)保兩方面的重視程度與日俱增，而汽車在行駛的過程中不僅會消耗化石能源，同時其排放出的尾氣也會對人們居住環(huán)境造成影響，不利于社會發(fā)展。為了保證人們順利出行的同時還能節(jié)約能源資源、消除對環(huán)境的不良影響，現(xiàn)代汽車制造領(lǐng)域出現(xiàn)了燃料電池類型的汽車，實(shí)現(xiàn)了社會發(fā)展和自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

1 燃料電池類型汽車配套加氫站點(diǎn)建設(shè)的意義

通過推進(jìn)燃料類型汽車的制造以及使用，就能達(dá)到降低化石類型能源的消耗率，對促進(jìn)社會環(huán)境優(yōu)化、汽車制造行業(yè)發(fā)展有著積極意義。目前燃料電池類型汽車的制造工藝已經(jīng)發(fā)展成為了一個獨(dú)立的體系，并在一些地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了以氫作為主要動力供給能源的公交車，這是一個良好的開端，按照這種趨勢發(fā)展在未來就能將這種技術(shù)運(yùn)用到私家車的制造上，全面的實(shí)現(xiàn)汽車制造行業(yè)的變革。

而在燃料電池類型汽車的使用階段中，為了保證這種類型的汽車能保持穩(wěn)定的行駛，需要有持續(xù)穩(wěn)定的能源供應(yīng)，這就要求相應(yīng)地區(qū)能建立和燃料電池類型汽車相配套的加氫站點(diǎn)，而這也是保證燃料電池類型汽車能全面投入市場的基礎(chǔ)。

開展加氫站點(diǎn)的建設(shè)工作，不僅能方便燃料電池類型汽車補(bǔ)充能源，同時加氫站點(diǎn)本身就是一個宣傳，能讓更多人注意到燃料電池類型汽車的發(fā)展，讓燃料電池類型汽車融入每個人的生活之中，最終實(shí)現(xiàn)燃料電池類型汽車的普及以及城市環(huán)境的綠色發(fā)展。而在實(shí)際開展加氫站點(diǎn)建設(shè)的時候需要各個地區(qū)都認(rèn)識到當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)特點(diǎn)、道路交通特點(diǎn)，并能結(jié)合個鞥地去的不同特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)角度以及技術(shù)角度兩個方面來開展加氫站點(diǎn)的建設(shè)，確保加氫站點(diǎn)的建設(shè)能完全符合燃料電池類型汽車充能需要以及城市發(fā)展建設(shè)的需要。

2 加氫站點(diǎn)在其設(shè)計(jì)方面的重點(diǎn)

2.1 加氫站點(diǎn)概述

在現(xiàn)代加氫站建設(shè)發(fā)展過程中，加氫技術(shù)在不斷地完善，加氫站點(diǎn)目前所采用的加氫技術(shù)主要為液氫類型的加氫技術(shù)以及壓縮氫氣體類型的加氫技術(shù)，這兩種加氫技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中存在著一些差別?，F(xiàn)階段我國所生產(chǎn)的液態(tài)氫主要是向航天領(lǐng)域供應(yīng)，而且液態(tài)氫的生產(chǎn)成本使用條件也相對的更為嚴(yán)格，因此液態(tài)氫目前還沒有普及到民用領(lǐng)域。而城市之中加氫站點(diǎn)在使用時一般是采用的是高壓壓縮類型技術(shù)進(jìn)行加氫站點(diǎn)建設(shè)，這種技術(shù)在使用的時候更加簡便，對于加氣設(shè)備的要求也相對較低，從而更有利于城市中加氫站點(diǎn)的建設(shè)以及發(fā)展。

2.2 加氫站點(diǎn)構(gòu)成及主要工藝

加氫站在開始建設(shè)的過程中借鑒了一部分壓縮類型天然氣加氣站點(diǎn)的建設(shè)技術(shù)，并根據(jù)氫氣的特點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，形成了完整的加氫站點(diǎn)建造體系。通常一個完整的加氫站點(diǎn)在建造的時候需要包括氫源部分、氫氣純化設(shè)備、氫氣壓縮設(shè)備、氫氣儲藏設(shè)備、氫氣注加設(shè)備等幾個部分，這些部分構(gòu)成了加氫站點(diǎn)的骨架，同時是加氫站點(diǎn)正常運(yùn)行的根本保證。而各個地區(qū)對加氫站點(diǎn)的建設(shè)也有不同的需要，因此在這些基本骨架的基礎(chǔ)上也融入了一些特殊的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步強(qiáng)化加氫站點(diǎn)的建設(shè)質(zhì)量。并在加氫站點(diǎn)建設(shè)、發(fā)展進(jìn)程中，演化出了離站式類型的加氫站點(diǎn)以及在站式類型的加氫站點(diǎn)，這兩種加氫類型的站點(diǎn)在建造數(shù)量方面大體相同，沒有絕對的優(yōu)劣之分，在相應(yīng)地區(qū)開展建設(shè)的時候要能根據(jù)相應(yīng)地區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)選擇，保證加氫站點(diǎn)能和汽車運(yùn)輸業(yè)發(fā)展、人們生活需要相協(xié)調(diào)一致。

2.3 加氫站點(diǎn)的設(shè)計(jì)工作分析

目前加氫站點(diǎn)的設(shè)計(jì)規(guī)劃工作往往會涉及較多的方面，不僅要考慮到技術(shù)的可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性，同時還要保證加氫站的建設(shè)能完全符合相應(yīng)的法律法規(guī)，只有這樣才能真正地保證加氫站的假設(shè)有良好質(zhì)量。并且在進(jìn)行加氫點(diǎn)設(shè)計(jì)的時候要能考慮到氫氣的不同需要，保證加氫站點(diǎn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（1）現(xiàn)代一些地區(qū)對于氫氣灌裝環(huán)節(jié)還存在一些問題，為了降低運(yùn)輸、操作環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)性，在進(jìn)行加氫站點(diǎn)設(shè)計(jì)的時候可以結(jié)合現(xiàn)有的氫氣生產(chǎn)制備企業(yè)位置，并采取就近建設(shè)的方式開展加氫站點(diǎn)設(shè)計(jì)、施工，氫氣制備企業(yè)一般都具有高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)設(shè)備以及專業(yè)的工作人員，通過采用就近設(shè)計(jì)的方式就能保證氫氣注加以及管理的安全性。

而且這種建設(shè)方式無論是對于氫氣生產(chǎn)企業(yè)而言還是對于城市氫氣站點(diǎn)建設(shè)而言都具有積極意義。對于城市加氣站店而言，這種設(shè)計(jì)建設(shè)方式能有效利用既有的氫氣生產(chǎn)單位設(shè)備以及技術(shù)，因?yàn)槭∪チ藟嚎s氫氣的運(yùn)輸，因此提升了氫氣管理的安全性；而對于氫氣生產(chǎn)單位而言，這種建設(shè)方式相當(dāng)于為氫氣生產(chǎn)單位打開了一條銷路，有利于氫氣生產(chǎn)單位生出來的氫氣轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值，能有讓氫氣生產(chǎn)單位獲得更好的發(fā)展。

（2）在進(jìn)行加氣站點(diǎn)設(shè)計(jì)的時候還要能充分的結(jié)合燃料電池類型汽車的特點(diǎn)，尤其要考慮加氫車輛一次加氫所能行駛的路程長度以及加氫車輛所能接受的氫氣密度數(shù)值，根據(jù)各地區(qū)兩方面因素的不同來進(jìn)行加氣站點(diǎn)設(shè)計(jì)。

（3）結(jié)合公交等的需要建立專門的無升壓加氫站。這種加氫站的顯著特點(diǎn)是建設(shè)投資省，操作簡單。由于氫能公交車有運(yùn)行路線相對穩(wěn)定，使用量相對穩(wěn)定，使用時間相對穩(wěn)定等特點(diǎn)，因此可以配合氫能公交車的路線設(shè)計(jì)，由專業(yè)物流公司與公交公司一起合作，用超高壓長管拖車輸送氫氣，建設(shè)無升壓加氫站。這種加氫站應(yīng)兼顧公交運(yùn)營和氫源的分布，盡量將長管拖車的運(yùn)營距離縮短。

3 在進(jìn)行加氫站點(diǎn)設(shè)計(jì)時候的注意事項(xiàng)

（1）氫能源不僅具有清潔環(huán)保的特性，同時還能滿足車輛行駛中對于能源所供給動力的需要，更是一種源源不斷的可再生類型能源，這也讓氫能源成為了解決能源問題的關(guān)鍵，但目前一些人還沒有認(rèn)識到氫能源的強(qiáng)大作用，還有一些人為氫能源汽車在形行駛的時候會存在一定的危險(xiǎn)性，導(dǎo)致一些人對氫能源作為動力的車輛存在抵觸情緒，不利于燃料電池類型汽車的發(fā)展以及加氫站點(diǎn)的建設(shè)。因此要強(qiáng)化對于氫能源的宣傳，讓人們能正確地認(rèn)識氫能源，促進(jìn)氫能源的使用。

（2）與加氫站相關(guān)的高壓氫氣運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)和燃料電池汽車儲氫容器充氫壓力的法規(guī)問題宜盡早解決。如果不允許充有35MPa氫氣的燃料電池汽車和壓力高于35MPa的氫氣管束車在馬路上行駛，那推廣燃料電池汽車將受到很大限制，因此需制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)，把阻礙燃料電池汽車開發(fā)和加氫站建設(shè)的一些規(guī)章制度設(shè)法進(jìn)行修訂。

結(jié)語

中國是世界產(chǎn)氫大國，又是一個以煤為主要一次能源的國家，因此在開發(fā)氫能經(jīng)濟(jì)時，要結(jié)合國情，全面評估我國的氫氣生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀，為燃料電池汽車用氫選擇合理的氫源，采用先進(jìn)技術(shù)提純氫氣和應(yīng)用氫氣，建設(shè)好燃料電池汽車用加氫站，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)

[1]上海市科學(xué)技術(shù)委員會.上海市科學(xué)技術(shù)委員會2006年度燃料電池汽車科技攻關(guān)項(xiàng)目指南[J].氫氣簡訊，2006（2）：137.

[2]章炎生，許沅.日本的JHFC計(jì)劃和加氫站基礎(chǔ)建設(shè)的展望[A].中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫氣專委會.2005年年會暨氫能技術(shù)交流研討會論文資料匯編[C].北京：中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫氣專委會，2005.

[3]蔡體杰，沈濤.氫氣國標(biāo)修訂[A].中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫專委會.2005年年會暨氫能技術(shù)交流研討會論文資料匯編[C].北京：中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫專委會，2005.

[4]陳霖新.對我國氫氣規(guī)模生產(chǎn)的分析研究[A].中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫專委會年會論文集[C].北京：中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫專委會，2002.