科普 | 什么是加氫機？

隨著氫能技術的發展和應用，加氫機作為加氫站必備的基礎設施的獨立單元和關鍵設備，受到廣泛關注。據MARKET MonITOR GLOBAL, INC (MMG)調研報告顯示：2023年全球加氫機市場規模大約為41.5百萬美元，預計未來六年年復合增長率CAGR為21.4%，到2030年達到267百萬美元。

那么什么是加氫機？加氫機的工作原理有哪些？加氫機有什么種類？加氫機有什么標準體系，又有哪些企業在生產等一系列問題，氫能匯帶您一探究竟。

加氫機的定義和工作流程

氫氣加注機又稱“加氫機”，指給新能源汽車提供壓縮氫氣燃料或天然氣混氫燃料加注服務的機器設備。

它帶有計量和計價等功能，適用于氫能汽車加氫站用額定工作壓力不大于70MPa的壓縮氫氣。加氫機的控制系統自動控制加氫過程，并與加氫站站控系統、汽車加氫通訊接口等實時通訊。

從工作流程方面看，氫氣從氣源接口進入加氫機進氣管路， 依次經過氣體過濾器、壓力變送器、氣動閥、質量流量計、快速切斷閥、加氫軟管、拉斷閥、加氫槍后通過汽車加氫口充入汽車儲氫瓶。

資料來源：中國加氫站產業發展藍皮書 2022德邦研究所

加氫機的種類

目前對于加氫機種類的劃分，尚未形成統一的觀點。氫能匯（微信公眾號：h2-2005）了解到，一般按壓力分可以分為 35MPa加氫機和70MPa加氫機兩大類別；按功能分可以分為定量加氫機和非定量加氫機兩大類。

35MPa加氫機：是指壓力在35MPa的加氫設備。

70MPa加氫機：是指壓力在705MPa的加氫設備。

定量加氫機：可以實現定氣量、定金額預置加氣，加氣過程中取整金額停機的加氫設備。

非定量加氫機：是一種先進的加氫設備，它不僅能夠提供定量加氫服務，還具備非定量加氫功能。這意味著非定量加氫機可以根據需求靈活地進行加氫操作，而不需要預先設定加氫量。這種靈活性為用戶提供了更多的便利性和選擇權。

加氫機的主要零部件

加氫機主要由以下幾個核心部件組成：

1.高壓氫氣管路：這是加氫機輸送氫氣的通道，確保氫氣可以從氣源安全地傳輸到汽車儲氫瓶。

2.安全附件：安全附件是加氫機系統中不可或缺的部分，它們在確保加氫過程安全方面發揮著重要作用。包括但不限于氣體過濾器、進氣閥、質量流量計、加氫軟管、拉斷閥和加氫槍。這些附件確保了加氫過程中的安全性，通過過濾雜質、控制流量、緊急切斷等措施防止事故的發生。

安全閥

安全閥是加氫站加氫裝置最關鍵的安全部件之一。其作用是防止加氫裝置內部氣壓過高，在超過規定范圍后自動打開，以保證加氫站安全。由于氫氣的易燃易爆特性，安全閥的選擇和使用非常重要。合格的安全閥應該是經過嚴格測試和認證的，如美國CSA、中國CCF、歐盟PED等認證。

氫氣檢測報警裝置

加氫機內部氫氣易積聚處應設置氫氣檢測報警裝置，當發生氫氣泄漏在空氣中含量達0.4%時（10%LEL）應向加氫站內控制系統發出報警信號，當發生氫氣泄漏在空氣中含量達1.6%（40%LEL）時應向加氫站內控制系統發出停機信號，并自動關閉閥門停止加氣。

緊急停車按鈕

加氫機上應設置緊急停車按鈕，在出現緊急情況按下該按鈕時，應能關閉閥門，停止加氣，并可以向加氫站內控制系統發出停車信號。

拉斷閥

拉斷閥在外力作用下自動分成的兩部分，可以重新連接，保證加氫機的繼續正常工作。這是一種安全防護措施，可以在緊急情況下迅速切斷氫源。

加氫槍

加氫槍應能與被加注車輛加氫口匹配良好，連接可靠，不泄漏。加氫槍的設計應確保其只能與更高工作壓力等級的加氫口連接使用，避免與更低工作壓力等級的加氫口相連。

3.控制系統：自動控制加氫過程，并與加氫站站控系統、汽車加氫通訊接口等實時通訊，保證整個系統的協調和自動化運行。

4.顯示器：用于顯示加氫量、加注金額、單價等信息，為用戶提供直觀的操作界面。

加氫機的標準體系

2022年10月12日，國家標準《加氫機》(標準號GB/T31138-2022)正式頒布實施，這一標準的發布和實施進一步完善氫能標準體系，引領安全、可靠、高效、快速的氫氣加注技術，保障加氫站安全運行，加快加氫機的技術發展與商業應用進程。

相比2014年版的GB/T 31138-2014 《汽車用壓縮氫氣加氣機》國家標準，GB/T 31138-2022《加氫機》國家標準在加氫機系統組成要求、加氫機技術要求、加氫機試驗與檢驗要求等方面進行了修訂和更改。

根據GB/T 31138-2022標準，汽車用加氫機技術要求包括基本功能、外觀與結構、功能及性能要求和安全性要求四個方面，包含了對材料性能的要求。

加氫機的型式批準

根據國家市場監督管理總局2020年第42號令最新發布的《實施強制管理的計量器具目錄》要求，加氫機尚未被列入強檢目錄中，但因其功能和用途屬性，以及全國流量計量技術委員會于2023年9月發布的關于對《壓縮氫氣加氣機型式評價大綱》和《壓縮氫氣加氣機檢定規程》征求意見的通知，其與加油機、加氣機同樣被列入強檢目錄只是時間問題。

根據2023年6月1日實施修訂的《計量器具新產品管理辦法》第三條規定，生產者以銷售為目的制造列入《實施強制管理的計量器具目錄》，且監管方式為型式批準的計量器具新產品的，應當經省級市場監督管理部門型式批準后，方可投入生產。

實施強檢的計量器具型式批準流程

根據文件要求，型式評價項目包括法制管理、外觀及隨機文件、壓力范圍、流量范圍、最小質量變量、計量性能和功能及性能要求等，評價分檢查項目和試驗項目兩類共48項要求。

首先要向生產所在地省級市場監督管理部門申請型式批準。然后向其提交包括技術資料、產品標準、總裝圖、電路圖和關鍵零部件圖、使用說明書、造單位或者技術機構所做的試驗報告在內的材料等候主管部門審批。

加氫機的檢驗和檢測

加氫機的周期檢定與型式評價一樣，加氫機被列為強檢目錄后開展的確認工作，根據《壓縮氫氣加氣機檢定規程》（征求意見稿），加氫機的檢定包括首次檢定、后續檢定和使用中檢查，檢定工作由經計量授權的檢定機構實施，檢定合格的加氫機，出具檢定證書。檢定不合格的發給檢定結果通知書，注明不合格項目，并在加氫機的顯著位置粘貼暫停使用標志。后續檢定周期一般不超過6個月。

加氫機出廠產品檢驗包括型式試驗和出廠檢驗。

型式試驗從出廠產品中隨機抽取，按照GB/T 31138-2022中的基本功能、外觀與結構、功能及性能要求和安全性要求逐項進行型式檢驗，檢驗機構應為通過資質認定的第三方檢驗檢測機構，檢驗報告全部符合要求的則認為產品合格。

出廠檢驗由制造廠內部質量檢驗部門按照GB/T 31138-2022中出廠試驗項目對出廠產品逐臺檢查，全部項目檢驗合格簽發產品合格證后方可出廠，出廠檢驗項目包括基本功能、外觀和機構、電源適應性、耐壓強度、氣密性、掉電保護和復顯、緊急停機、氫氣濃度超限、加注軟管破裂安全和加氫站控制系統協調共10項要求。

加氫機國產化情況

目前加氫機生產和制造均已實現國產化，主要核心部件，如：控制系統、加 氫槍、拉斷閥、軟管、流量計均可實現國產化生產。

根據《中國加氫站產業發展藍皮書2022》統計，截止到2022年7月，國內超過80座加氫站使用國產品牌，使用時間最長已超過 6 年，性能和要求均優于相關標準。

對比國外品牌，當前加氫機核心部件加氫槍的市場份額大部分還是被進口產品占據。但隨著國內企業加大研發力度，積極為加氫槍國產化替代做出貢獻，國產加氫槍也逐步獲得了客戶的認可。

目前市場上應用較多的國內生產廠家主要是成都安迪生公司制造的加氫槍，其產品在市場上已有幾年的成功應用案例，市場份額也在逐步提升。此外液空厚普也積極布局加氫槍的研發制造，2021 年液空厚普出口韓國現代的雙槍 70MPa 加氫機順利完成發貨，標志著液空厚普裝備正式邁出國門。

加氫機主要生產企業

1.國家能源集團

國家能源集團低碳院已于2019年開發完成了我國首個符合國際標準SAE J2601的35MPa/70MPa加氫機。低碳院自主開發的35MPa和70MPa快速加氫機技術具有兼顧國際加注協議和適合國內應用加注協議的特點，多重防超壓、超溫、過充、靜電保護、氫泄漏監測保護、斷電保護等控制策略和功能?？蓪崿F物流車3-5分鐘、大巴車最快5分鐘加滿，加注能耗降低25%。精準的氫氣加注實時調節技術，氫氣加注充滿率高達95%-100%。

2.中船派瑞氫能

派瑞氫能公司是以中船718所四十余年在氫能領域的技術實力和工程經驗為依托，將所有氫能產業框架的五個業務板塊相關資源進行整合，并進行增資后成立的公司。公司加氫機為雙槍雙面加注，結構設計合理、操作性強，外觀簡約大方、科技感強。能滿足整個產品使用的防爆要求。該加氫機具有氫氣預冷及流量控制功能，可實現高壓氫氣的安全快速加注。

3.東方電氣

東方電氣70MPa加氫機系統為自主研發，采用全國產化控制主板，加氫全程自動控制，一鍵式操作，加氫過程大屏液晶顯示，具備掉電復顯、故障自助診斷、流量自動控制、超壓保護等功能，并且具備與車載紅外通訊模塊實時在線通訊的功能，能實時監控加氫狀態與數據，安全性上更加有保障。

4.海德利森

海德利森是國家氫標委成員，參與制定了十幾項國家氫能標準的制定，是國內最大的加氫設備制造和集成商之一。公司的業務范圍主要是高壓超高壓流體應用的系統集成，目前的主力產品是加氫站相關設備。

5.中集安瑞科

2023年7月，中集氫能香港首座加氫站核心設備在中集氫能廊坊制造基地成功下線。此次下線的香港首座加氫站核心設備，集合卸氣、壓縮、制冷、加氫及遠程在線監控等功能。安瑞科（廊坊）能源裝備集成有限公司作為中集氫能廊坊制造基地，已承建多個國內加氫母站及加氫站項目。

6.厚普股份

厚普股份自2013年起就積極開展氫能相關領域業務，目前，公司自主研發的首臺70MPa加氫機已成功應用到加氫站中，并突破自動調壓等關鍵技術，首次應用自主研發的100MPa加氫流量計、70MPa加氫槍、70MPa加氫機控制系統。同時，加氫機通過控制系統實現智能采集車輛信息、一鍵充裝，可更智能、更安全、更可控的給氫燃料車輛快速補給，有效提升充裝率，增加續航里程。

7.國富氫能

國富氫能專業從事氫能“制儲運加用”裝備的設計、制造與技術服務，是國內領先的氫能裝備全產業鏈整體解決方案供應商。2019-2021連續三年，國富氫能加氫站市場占有率名列行業第一，累計市場占有率為28.40%。

8.正星氫電

正星氫電定位于新能源行業的技術開發，加氫站、儲能及充電樁設備研發及制造，承建加氫站、油氫氣電合建站，以及加氫站、合建站的投資及運營。近年來，正星氫電根據用戶應用場景開發研制了多套35MPa/70MPa加氫站裝備及工藝系統，同時推出了國內首套35MPa/70MPa一體式加氫機和國內首套35MPa/70MPa一體式順序控制盤。

9.優捷特

優捷特清潔能源有限公司作為中石油中石化的CNG/LNG/氫能加注設備系統的入圍供應商，聚焦氫能、LNG、CNG領域，專業提供加氫站成套設備及服務，產品主要包括加氫機、加氫撬、LNG/CNG加注機、LNG泵撬、站控系統、物聯網云平臺監控系統等。

10.舜華新能源

上海舜華新能源系統有限公司致力于成為國內領先的氫系統整體解決方案、關鍵裝備的提供商以及氫能供應生態系統的構建商，舜華新能源加氫機產品具有安全性高、加注速度快、換熱體積小，效率高、智能算法，自動控制、滿充率（SOC）高、便捷度高，商業化應用更成熟、數據分析全面、集成度高等技術特點和優勢。

11.氫楓能源

氫楓能源是專業從事加氫站投資、建設和運營的高新技術企業。目前氫楓集團已成功自主研發三款加氫機，分別為35MPa加氫機、70MPa加氫機和35MPa & 70MPa一體化加氫機，且均已通過CNAS中國測試技術研究院多項性能檢測。

12.金星股份

四川金星清潔能源裝備集團股份有限公司在氫能領域，金星股份系列加氫機采用高性能的工控微處理器、高精度的質量流量計測量系統、液晶屏顯示器等設備確保了計量和計價的準確性。加氫機采用防爆的電控裝置、拉斷閥、防爆急停按鈕等安全裝置，確保加氫機在爆炸環境中使用安全可靠。

素材來源：德邦證券研究報告、特嗨氫能檢測、各加氫設備企業官網等