加氢站主要设备构成概述及核心装备成本占比分析
加氢站按照站内是否有制氢设备，可以分为外供氢和站内制氢加氢站。而加氢站通过外部供氢和站内制氢获得氢气后，经过调压干燥系统处理后转化为压力稳定的干燥气体，随后在氢气压缩机的输送下进入高压储氢罐储存，最后通过氢气加注机为燃料电池汽车进行加注。
外供氢加氢站的氢气来源主要是外部的化石燃料制氢、工业副产氢；站内制氢则是加氢站自卑制氢设备，通常是电解水制氢法和天然气制氢法，目前中国基本都为外供氢加氢站。加氢站系统依据不同的功能，可分为制氢系统（自制氢）或输送系统（外供氢）、调压干燥系统、氢气压缩系统、储气系统、售气加注系统和控制系统六个主要子系统。加氢站系统的三大核心装备为氢气压缩机、储氢系统（中国目前均为高压储氢系统）和氢气加注机。
加氢站系统及三大核心装备
来源：公开资料，立鼎产业研究中心
数据显示，占据加氢站成本中占比最大的是压缩机，其次是储氢设备。
加氢站核心装备成本占比
来源：公开资料，立鼎产业研究中心
——加氢站用氢气压缩机
氢气压缩机是通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送过程的设备，国内的氢气压缩机企业较多，但输出压力大多在30MPa以下，主要用于石油、化工领域的工业氢气压缩机，无法满足加氢站技术要求，仍然需要依赖进口。氢气压缩机根据技术路线，主要分为液压活塞式氢气压缩机、隔膜式氢气压缩机和离子压缩机。
加氢站压缩机技术路线对比
来源：公开资料，立鼎产业研究中心
活塞式压缩机的出气量较大，但由于活塞压缩机在活塞往复运动中对氢气会造成污染，容易造成氢气泄漏，同时还会产生排气温度过高的问题。隔膜压缩机具有压缩过程中不受污染、压缩过程中无泄漏、压缩比大、排气压力高等特点。隔膜式压缩机输出压力极限可超过100MPa，密封性能较好。因此目前常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机。但隔膜式氢气压缩机需采用极薄的金属液压驱动膜片将压缩气体与液油完全分离，液油压缩结构和冷却系统也较为复杂，技术难度高于常规压缩机。当前氢气压缩机的国产化比例正在逐步提高，如中鼎恒盛、北京天高、江苏恒久机械、京城机电等国产压缩机设备已经应用于国内部分加氢站。国外知名氢气压缩机企业有美国PDC、英国豪顿、德国Andreas Hofer等。
——加氢站用储氢瓶及加注设备
储氢罐或者叫储氢压力容器是目前气态氢气主要储存方式。高压气态储氢具有充放氢速度快、容器结构简单等优点，是现阶段主要的储氢方式，分为高压氢瓶和高压容器两大类。其中钢质氢瓶和钢质压力容器技术最为成熟，成本较低。20MPa 钢质氢瓶已得到了广泛的工业应用，并与 45MPa钢质氢瓶、98MPa 钢带缠绕式压力容器组合应用于加氢站中。碳纤维缠绕高压氢瓶的开发应用，实现了高压气态储氢由固定式应用向车载储氢应用的转变。70MPa 碳纤维缠绕Ⅳ型瓶已是国外燃料电池乘用车车载储氢的主流技术，35MPa碳纤维缠绕Ⅲ型瓶目前仍是我国燃料电池商用车的车载储氢方式，70 MPa 碳纤维缠绕Ⅲ型瓶已少量用于我国燃料电池乘用车中。因为氢气与传统工业气瓶的钢质内胆易发生氢脆反应，所以目前加氢站高压储氢罐主要采用碳纤维复合材料或纤维全缠绕铝合金制成的内胆，外加坚固的壳体，容器壁复合材料复杂的制备和成型工艺是储氢罐制造的主要技术壁垒。
氢气加注机相较于氢气压缩机和高压储氢罐而言技术难度较小，主要结构和工作原理与天然气加注机并无较大区别，未来的发展方向在于提供加氢站安全运营和检测系统。目前德国林德气体公司、美国空气化工等企业已经可以生产70MPa氢气加注机及安全系统。国内企业富瑞特装、厚普股份、上海舜华等生产的氢气加注机也可应用于加氢站。国内氢气加注技术要求和标准尚不明确，未来有望逐步实现规范批量生产。
除了3大部件，加氢站还涉及各类氢气阀门和减压阀等。同时高压氢罐阀门控制气体进出电堆，车载氢气阀门也是电堆系统的组成部分。目前捷太格特公司为丰田Mirai燃料电池系统开发了氢罐阀门和减压阀。
