▲由SEI设计的庆园街加氢站是北京地区中国石化首座服务北京冬奥会加氢站，日供氢能力1500千克。（资料图）

35兆帕储氢瓶组。李建永 摄

    阅读提示

    发展氢能产业，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，对于推动可再生能源消纳利用和终端用能的清洁替代有着极为重要的意义。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，明确了氢能在未来国家能源体系中的重要战略地位。加氢站作为连接氢能利用上下游产业链的关键设施，将会在未来氢能产业化、商业化的发展进程中发挥积极的作用。

    中国石化拥有国内最大的制氢能力，依托庞大的加油站体系，更有利于加氢站网络布局。“十四五”期间，中国石化规划建设加氢站600~1000座，加氢服务能力2万~20万吨/年。炼化工程企业紧跟大势，纷纷开展自主知识产权加氢站技术攻关，加快工程设计转化应用，助力中国石化打造中国第一氢能公司。

    □李 卓 张 旭 张 奇

    加氢站是连接上游氢气和下游燃料电池汽车用户的桥梁，是大规模发展氢能交通的基本条件。当前，世界各国纷纷将目光聚焦于氢能技术领域，积极布局氢能产业链，欧美、日本等国家和地区已实现了加氢站商业化运营。近年来，在强有力的政策引导下，随着产业下游需求不断扩大，我国加氢站建设和运营数量也持续增长。

    中国石化作为能源行业的重要参与者，在氢气生产、储运和利用等方面拥有丰富的技术和产业经验，其庞大的加油站体系也为发展氢能业务、布局加氢站网络提供了得天独厚的优势。

    早在10年前，工程建设公司（SEI）就凭借丰富的模块化建设工程经验及3D模型设计经验，开启氢能领域的研发攻关，是国内最早从事加氢站技术开发的单位之一。多年来，该公司通过“工程技术开发+工程设计+工程咨询服务”模式，培养了一批拥有丰富氢能工程经验的技术骨干，建立了完善的氢能技术体系，确保在氢能技术转化应用中能快速响应，助力中国石化打造氢能产业亮丽新名片。

    聚焦“卡脖子”难题

    加速攻克加氢站设备核心技术

    国外加氢站以在站制氢、加注压力70兆帕为主，具有规模较小、类型多、智能化水平高等特点。国内加氢站则以站外制氢、加注压力35兆帕为主，规模较大但类型单一，智能化水平不高，且核心零部件，如加氢枪、计量仪表、控制阀门等均需依赖进口，存在众多技术难点。

    为发挥中国石化在氢气生产、运输及应用中的技术优势，SEI直面挑战，于2011年成立氢能攻关团队，在无任何资料可参考、无任何标准可依据的情况下，开始了艰难的攻关之路。

    万事开头难。当时，加氢站压缩机、储氢罐、加氢机这三大核心设备核心部件全部依赖进口，给技术攻关带来了种种限制。面对不利局面，SEI氢能攻关团队梳理出“卡脖子”技术难点15项，从提出问题到解决问题，各个击破、稳步向前。

    实现氢气快速加注是攻关团队打响的“第一枪”。加氢站储氢罐内高压氢气通过加氢机向燃料电池车载气瓶加注时，会导致车载气瓶持续升温，其材质要求温度不超过85摄氏度。从理论上讲，较低的加注速率可实现车载气瓶不超温，但加注速率低就意味着加注时间长，用户等待时间长、体验差，相同时间内加注车辆数量少，难以满足氢能交通快速发展的需要。如何缩短加注时间，成为加氢站建设急需解决的难题。

    通过反复研究与创新试验，攻关团队决定先降低氢气温度，再进行加注，这样即使氢气加注造成温度升高，也可保证车载气瓶不超温。通过无数次的流程模拟，他们终于找到了加注速率与冷却温度的内在联系，解决了氢气快速加注的难题，迈出了科研攻关的第一步。

    经过两年多的努力攻关，2018年5月，SEI成功开发出“两段串并联+预冷成套加氢站”技术，形成了具有自主知识产权的SEI第一代加氢站技术，顺利解决了35兆帕氢气加注条件下储氢罐取气效率低、加注时间长等技术难题。

    随后，为满足更高氢气加注压力的需求，SEI以第一代加氢站技术为基础，于2019年4月创新开发了70兆帕氢气加注工艺流程的第二代加氢站技术。与第一代技术相比，第二代技术建立了全链条氢气品质跟踪方法，能更有效地确保氢气加注品质，大幅提高了加氢站整体能效。

    完善标准规范

    推动加氢站工程设计顺利落地

    有了技术，工程设计想要顺利进行，还需要相应的标准和规范提供强有力的制度保障，而标准缺失一直是制约国内氢能产业发展的重要因素之一。

    “没有标准，我们就制定标准”，秉承这一理念，除了技术研发，SEI还致力于做好设计标准化工作。他们积极联合其他科研单位，系统调研国内主流的加氢站、油氢合建站，形成了13份专题技术报告。经过近两年的集中攻关，该公司修编完成了油氢合建站国家标准1项，主编加氢站工程技术、安全技术行业标准两项，填补了国内氢能产业标准空白，为中国石化及行业发展加氢站提供了标准保障，有力地引领氢能产业高质量发展。

    长期从事炼油、石油化工工程设计、技术开发及工程咨询的经验，加上拥有一大批工程经验丰富的技术人员和项目管理人员，这些天然优势使SEI开展自主知识产权加氢站技术开发和工程设计如鱼得水。

    2019年10月，集团公司加氢站项目群工作启动后，SEI凭借技术优势、人才实力和良好声誉，从众多候选单位中脱颖而出，承担了北京冬奥会、冬残奥会氢能保障项目庆园街加氢站、王泉营加氢站和河北崇礼区西湾子加氢站的全部工程设计工作。设计团队克服了任务重、时间短、采用国际标准难，以及设计、采购、施工时间高度交叉等不利因素影响，高标准建成了独具亮点的北京冬奥精品加氢站，有的站一度成为北京冬奥热门打卡地。

    随后，SEI又相继承接了雄安新区安新安州综合能源服务站、上海青浦兴路加油加氢站等项目，进一步在新业务领域站稳脚跟。截至目前，该公司已完成了10余座加氢站的工程设计与建造。

    今后，在“双碳”目标引领下，SEI将积极拥抱新能源变革，在氢能研究领域持续发力，强化与科研院所的联合研发，着力打造“制氢-储氢-运氢-加注氢”产业链拳头产品，培育新的经济增长点，助力中国石化打造中国第一氢能公司。