我國加氫站數(shù)量位居世界第一，已經(jīng)建設(shè)超過250座加氫站。作為連接儲氫與用氫之間的重要一環(huán)，近兩年我國加氫站建設(shè)速度逐步提升，中國石化力爭成為“中國第一氫能公司”，宣布在“十四五”時期將建成1000座加氫站。
加氫站由卸氫系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和加氫系統(tǒng)組成。卸氣系統(tǒng)主要是由運輸氫氣的長管拖車和卸氣柱組成，通過卸氣柱將長管拖車上的氫氣卸載。在整個加氫站中，最核心的設(shè)備是氫氣壓縮機、高壓儲氫罐、氫氣加注機。其中，氫氣壓縮機作為實現(xiàn)氫氣增壓的設(shè)備，其性能和耐久性直接決定著加氫站的規(guī)模和后期維護成本。

隔膜式壓縮機的工作原理是由電動機驅(qū)動曲軸轉(zhuǎn)動，曲軸推動連桿，由連桿推動活塞做往復運動，從而活塞利用液壓油對隔膜進行驅(qū)動，隔膜沿周邊由兩限制板夾緊并組成氣缸，隔膜由液壓驅(qū)動在氣缸內(nèi)往復運動，從而實現(xiàn)對氣體的壓縮和輸送。其與液驅(qū)式壓縮機的不同點主要是活塞和氣體之間加入了液油和隔膜，增加了密封性好，進一步降低了“碳”與氣的接觸，潔凈度極高。而其缺點與活塞式類似，也僅用于中小排量和高壓的工況。較先進的壓縮機排氣壓力可達 100 MPa，流量為 200 Nm3/h~700 Nm3/h，效率可達80% ～ 85%。其中三層金屬隔膜結(jié)構(gòu)壓縮機輸出壓力超過85 MPa，多級壓縮最高排氣壓力可達 400 MPa。適用于平均日加氫量較大且需要連續(xù)運營的加氫站。

氫氣壓縮機目前占建設(shè)總成本的30%，是加氫站建設(shè)降低成本的關(guān)鍵。由于氫氣具有密度低、能量密度小的特點，氫氣壓縮機必須要具備承壓大、流量大、安全和密封性好的特質(zhì)，盡可能的追求較少的能源損耗，目前國內(nèi)加氫站較多采用的是活塞式和隔膜式壓縮機。

我國最早的氫氣壓縮機是上世紀六十年代由上海精業(yè)機器廠生產(chǎn)的氫氣壓縮機，8臺大型紅旗牌氫氣壓縮機用于液氫工程。上世紀開始，我國開始引進隔膜式壓縮機，現(xiàn)在國內(nèi)亦有不少廠家生產(chǎn)隔膜壓縮機，但關(guān)鍵零部件仍然依賴進口。目前在高壓領(lǐng)域國產(chǎn)化技術(shù)成熟度和競爭力較差，國外技術(shù)成熟度相對較高。國產(chǎn)化面臨的難題主要是隔膜壓縮機本身材料在高壓下的耐受度，以及隔膜本身的壽命。國內(nèi)隔膜壓縮機市場主要由美國PDC占據(jù)，該公司研發(fā)的設(shè)備日進氣量在5~2500kg范圍，最大排出壓力為48.2MPa~103.4MPa。由于隔膜式壓縮機成本較高，而在燃料電池車和加氫站大規(guī)模推廣階段，成本問題直接決定了加氫站氫氣壓縮機的選型。

即便氫氣隔膜壓縮機在國內(nèi)已有很長歷史，但此前一直引進國外技術(shù)，國產(chǎn)化尚屬空白。近幾年，國內(nèi)氫氣隔膜壓縮機市場才有動作。2018年4月4日，由江蘇恒久機械股份有限公司自主研發(fā)制造的國內(nèi)首臺商業(yè)化運營加氫站用氫氣隔膜壓縮機組正式交付客戶。

2022年3月1日，《加氫站用隔膜壓縮機安全使用技術(shù)規(guī)范》正式發(fā)布，該規(guī)范是中國首次發(fā)布實施的氫氣隔膜壓縮機的安全技術(shù)規(guī)范。

《加氫站用隔膜壓縮機安全使用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了加氫站用氫氣金屬隔膜壓縮機在設(shè)計、制造、安裝及使用方面的安全要求。特別是對加氫站氫氣隔膜式壓縮機的安裝及使用提出了具體的安全要求。
氫氣壓縮機是加氫站的關(guān)鍵單體設(shè)備，關(guān)系著加氫站建設(shè)的核心技術(shù)。對于日益增長的加氫站市場而言，氫氣隔膜壓縮機正走在徹底實現(xiàn)國產(chǎn)化的“破局”之路上，國內(nèi)豐電金凱威、中鼎恒盛、金星股份等企業(yè)已經(jīng)有所成果，期待未來的氫氣隔膜壓縮機市場能有更大的水花。在燃料電池汽車蓬勃發(fā)展的同時，國內(nèi)加氫站建設(shè)必將如火如荼，屆時氫氣壓縮機更將有巨大競爭。

參考文獻：
劉瑋,董斌琦,劉子龍,馮仰敏,張謙,陳玨,許壯,何廣利. 加氫站氫氣壓縮機技術(shù)裝備開發(fā)進展[J]. 裝備制造技術(shù),2021(12):246-250.