站内电解水制氢加氢站简介

电解水制氢作为一种成熟的制氢方式现已被广泛应用。站内制氢加氢站是指在加氢站内设置制氢设备，氢气制备完成后经过纯化系统纯化，然后将氢气通入压缩机，储存加注到加氢车辆的制氢加氢一体的建设方式。本文将从技术、成本两方面入手，对站内电解水制氢加氢站进行简要介绍。

技术

电解水制氢工作原理是将两个相互接近的电极浸没在碱液中，在电极间加一个直流电压,使水发生电解反应生成氢气和氧气，随后，氢气和氧气通过氢分离器和氧分离器后，进入到相应的冷却器进行冷却，而后经过捕滴器，释放出氢气和氧气；接下来，制取的氢气经压缩机进入储氢罐储存，储氢的先后顺序为高压、中压、低压，当需要氢气加注时，加氢机可先后从低压、中压、高压储氢罐中按顺序取气加注，氧气一般都直接排放到大气中。

图1水电解制氢工艺流程

（图片来源：《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2018）》）

电解水技术根据电解过程使用电解质的不同分为碱性水电解、聚合物电解质膜（PEM）水电解和高温固体氧化物水电解（SOEC）三种，三种制氢方式的特点如下表所示。

三种电解水制氢技术中，碱性水电解以其技术成熟、成本低的特点被广泛应用；PEM水电解成本较高，适用于小规模应用；SOFC水电解尚处于研发阶段。

表1 3种水电解制氢方式指标对比

（图片来源：王业勤,杜雯雯,叶根银,何清保,易竖棚.制氢加氢“子母站”建设规划浅析[J].化工进展,2020,39(S2):121-127.）

经济

站内电解水制氢加氢站的成本包括建设费用、制氢设备（电解装置）、氢气纯化、压缩设备（压缩机）、储氢设备（储氢瓶）和加氢设备（加氢及冷却系统）等几大方面的成本支出，具体成本构成如表2所示。与站外制氢加氢站相比，站内制氢加氢站增加了制氢设施方面的支出，但省去了氢气运输的费用。

表2 站内电解水制氢加氢站成本构成

（资料来源：California Energy Commission、天风证券研究所）

案例

同济-新源加氢站

2016年，同济-新源加氢站在大连建成。这是我国首座利用风光互补发电制氢的70MPa加氢站，集成了可再生能源现场制氢技术、90MPa超高压氢气压缩和存储技术、70MPa加注技术以及70MPa加氢站集成技术。该加氢站是同济大学承担的科技部“十二五”863项目《基于可再生能源制/储氢的70MPa加氢站研发与示范》研究成果的集中体现。

同济-新源加氢站