全球加氢站建设情况及重点标准比对分析.docx

全球加氢站建设情况及重点标准比对分析2023年8月，中国国家市场监督管理总局与国家标准化管理委员会发布了GB/T42885-2023氢燃料电池车辆加注协议技术要求，进一步规范了燃料电池汽车加注基本要求，解决了中国由于没有车辆加氢通讯协议法规阻碍燃料电池汽车发展的痛点。本文将对全球主要国家和地区加氢站发展情况进行回顾，并对比分析加氢站相关重要标准发展情况。1、导言相对于纯电动车辆的较长充电时间，氢燃料电池汽车具备加氢速度快的优势，而在全球氢燃料电池汽车产业快速发展的背兔下，其配套基础设施，对加氢协议和加氢站充分、全面研究，可以为后续加氢站的建设节约成本，并提高安全性，提升加氢效率。2、全球主要国家或地区加氢站发展情况概述1995年5月世界第一座加氢站在德国慕尼黑机场建成，此后世界各国相继开始推动加氢站建设。据H2S1.ation记录各国在营加氢站数据，截至2022年底，欧洲有254个加氢站，其中105座在德国，法国有44座，其次是英国和荷兰，各有17座，北美共有89座加氢站，口本和韩国分别有165座和149座。中国第一座燃料电池加氢站于2006年6月由清能华通和BP（英国石油）公司合建，在北京中关村新能源交通示范园正式投入运营，随后中国的加氢站进入较长的缓慢发展期。2016年后，中国加氢站建设迎来快速发展，截至2023年上半年，中国已累计建成超过350座加氢站，约占全球总数的40讹I=I前，美国超过半数的加氢站位于加州，大都能实现35MPa和70MPa双压力等级加注，相当一部分加氢站具备可再生能源制氧能力，而欧洲全部在营加氢站以70MPa加注为主。日本加氢站大都以站外制氢为主，东京、爱知县等城市地区的加氢站数量较多，可在70MPa压力标准下3分钟左右加注5kg氢气。据相关数据表明，目前中国以35MPa为主：在加氢站的加注能力上，以500kgdT000kgd规模为主：在氢气形态上，以高压气态加氢站为主。中国主要应用外供氢加氢站。目前站内制氢加氢站由于初期设备投资较高、工艺复杂、占地面积大等因素限制，在中国较难推广。图1站外制氢加氢站系统构成示意图图2站内制氢加氢站系统构成示意图与全球主要国家与地区发布的路线图相比，当前全球加氢站建设进度情况整体平稳。根据美国氢能经济路线图发布的规划，到2030年预计在全美范围内建设4300座加氢站,欧盟委员会公布的可持续和智能交通战略提出2030年欧洲预计将有1500座加氢站，日本政府最新一版的氢能基本战略中提出2030年建设加氢站达到1000座，中国氢能产业基础设施发展蓝皮书提出中国到2030年建成加氢站100O座。中国现阶段加氢站发展的瓶颈之一是其综合建设与运营成本较高。相关机构数据显示，目前一座加注能力500kgd的固定式加氢站投资规模约为传统加油站的3倍，且由于涉氢设备需要专业人员操作，设备维护、运营、人工等运营成本也同样较高。其他IIH图3中国加氢站建设成本结构占比其次，70MPa加氢站相关标准法规尚未完善，各地运营管理存在差异。目前加氢站建设的审批流程较为繁琐，从用地审批、立项审批、规划审批、建设审批到安装验收，涉及多部门协调。3、加氢相关国际标准发展情况目前,包括日本高压气体保安法、美国(NFPA2、英国(BCGCP33、韩国<KGSFP216>、意大利<Regu1.ation2006-0830、德国(VdTUVMerkb1.attI.法国(1.arubriqueN1416>等法律在内，多个国家针对加氢站制定了专门法规、标准。美国氢能技术国家标准偏向于作为共性问题的指南，同时保证与ISO/IEC国际氢能标准的一致。美国国家标准学会(AmericanNationa1.StandardsInStitUte,ANSI)目前发布的氢加注相关国家与行业标准共有15项。序号名称标准号1TestMethodsFofHydiogenFue1.ingPdfdrnetefEaiutxCSAANSHGV43-20222H/dtogenFuebngSutcmCSAMRS1.HGV49-20203StarxSMdRxRtingsFocUse(nCompressedGaseousHdfo9011Fue1.ingSugECSA/ANSIHGV410-20214CSAAHSUCSAHGV48-2012(R2018)CSAANSUCSAHGV48-2012(R2018)5CGAPortionS1.<MmwuOnThegOfCMbonRUuOyWfappedCOmPOSKeStoogeVesseBPefnWnenWtn&taVedmSUbonaryGaseousHydrogenFiMHingSytfcmsCGAPS26HydrogenSurfgVedeToStationCommuncdbonsHocdwdroAndSoftWMQSAEJ27W-20197CompressedHydfcgwSuftaceVehc1.eFuHingConnectionDeVKeSSAEJ26-2015(SAEJ2O-2O15)8CGAPos*txxSucementOn1.que<edHydrogenSuppVSywemSwrat>onOstancesCGAPS69-20229GmeousHydroQen-Fud1.ingStMioraVa1.ves(AdoptedISO19880-32018,f<stEd<>on.201806.W.thNoAmeoCanDOVQtom)CSA/ANSIHGV44-202110FuohngProtoco1.For1.ightDutyGasoousHydrogonSuru8Vo½SAEJ26O1-2O2O11StarxUidPrxt>coForSdfnPiIngOfHghProsuQH>SrogonAndRoU(c*dFimHCHF<odU1.S祀ASTMO76Oa-1712Sr1.MdPact*oeForSamp1.ingOfHghPressureH>09enAndRe1.atedFue1.OBRedGases(StandardRedhnePDFBund1.e)ASTMD7CO6-17Red13OutfcnoOfInVwt3»OCFcrHydrogenFue1.DnpemmgSyMomU1.2249Ed2-202014FuehngProtoco1.FOfGaseousHydrogenPowwedHeayDutyVectesSAEJ2601-2-202315ASTMO76S3-18ASTMD765318表1ANSI发布的氢加注相关国家标准CENE1.EC和CEN以及其联合机构CENCEE1.EC是欧洲最主要的标准制定机构。CHP发布的氢能标准化路线图中工作组确定的标准化主题与氢加注相关的标准有22顶。日本工业标准委员会(JaPaneSeIndustria1.StandardsConimittee1J1.SC)是日本氢能技术标准化体系的核心，发布加氢相关国家标准2项：韩国技术标准局(KoreanAgencyforTechno1.ogyandStandards,KATS)是韩国国家级标准化组织，其发布加氢相关国家标准3项。中国发布的氢能产业标准体系建设指南(2023)版中关于氢加注标准，主要对加氢站设备、技术、系统、运营管理、安全管理等进行规范，包括加氢站设备、系统、管理等部分.针对加氢站主要设备，统一技术要求、测试方法等，包括：卸气柱、加氧站用氢气压缩机、加氢站用储氢容器、氨气换热器、液氢泵、液氢汽化器、加氢站用阀门、加氢机、加注协议等标准。ISO就加氢站分8个部分制定标准，即加氢站一般要求、加氢枪、加氢站阀件、氢气压缩机、加氢站管件、加氢站配件、加氢标准及氢气确认方法。4、主要加氢协议标准对比分析与中国加氢站标准发展进程国际标准化组织(ISO)发布的氢气-燃料站GaSeoUSI1.ydrogen-Fue1.ingStations(ISOTS19880)技术标准(TeChniCa1.SPeCifiCaIion),规定了为所有类型采用氢气燃料的陆上车辆提供氢气加注服务的户外公共燃料站和非公共燃料站的特点。汽车工程学会(SAEInternatiOnaI)于2010年发布了地面车辆标准-轻型汽车氢燃料加注协议(SurfaceVehic1.eStandard-Fue1.ingProtoco1.sfor1.ightDutyGaseousHydrogenSurfaceVehic1.es,SAEJ2601)。SEJ2601标准规定了车载压缩氢气储存系统的各项要求，如车辆压缩氢储存系统中的环境温度、燃料输送温度和初始压力、最大燃料流速、压力增长率和端压率等。此标准于2020年进行最新的一次修订。日本石油能源技术中心(JapanPetro1.eumEnergyCenter,JPEO于2012年发布了JPEC-SO003标准,而EN17127(2018)则于2018年颁布并在欧盟实施。这两个标准的发展均基于SEJ260U中国的GB/T42885-2023氢燃料电池车辆加注协议技术要求由国家市场监督管理总局与国家标准化管理委员会发布。在此之前，中国T/CECAY0079-2020燃料电池电动汽车燃料加注协议的团体标准采用SAEJ2601进行修改。与氢加注相关的还有GB50516-2010,是中国的强制性国家标准，仅适用于气体氢加注，于2021年进行局部修订。该标准明确要求加氢机公称工作压力为35MPa或70MPa,加氢速率不应大于5kgmin.表2中梳理并列出了美国、中国和日本相关重要氢气加注协议标准的关键参数.可以看出GB/T42885-2023的相关要求对其他国际标准基本协调。从氨气储存系统来看，ISO标准与GB/T标准没有对容量做出要求；在初始压力、建议总加注时间上，GB/T标准没有硬性要求，并且在开始加注的条件上相比其他标准适当放宽。在17CECA标准中，没有规定开始加注条件，但其他参数的要求与其他标准相比均较为明确。SM)2601-TaCAGIPfC-S0003KO(1M801)GWT4288520208792020(2016)(2016)20234n*M<1.g«：MCMnaMttg6RJf>Wme*anJ4tUi)"1.Jt*SO4or-tc40TMcrcsrtrmMC)(49C.MX>>WCVC1.f4cCMtiatMXmMTMUiMOSMHHMPvr3，.TAI%0W»»tMtNMH*MF<aMH0MK-*三Xf1.wr7MTU5AMPW5M*t86t>Jyi38S86aaaiMMimro?VoIE份Bnaa>9Au)ou,mZm0M1.t>00M*tfA3001.0M表2部分主要氢燃料加注协议的主要参数如表3所示，中国氢加注相关标准发展至今已历经18年。首个加氢站相关的国家标准<GB50117-2005氢气站设计规范于2005年发布，从总平面布置.、工艺系统、设备选择