绿氢应用场景-沼气制氢加氢一体化站
今天继续聊一聊沼气制氢，前面分析过，沼气（Biogas）是极为常见的优质气体，比如工业发酵、生物质发酵、垃圾填埋场、城市污水等等领域，都会产生大量的沼气，这些沼气往往被收集起来进行简单的预处理（脱硫净化）之后，进行燃烧发热或者发电。这种直接利用的形式往往是最简单的形式，也是有一定经济性的使用方式，但是如果用于生产氢气，进一步配套建设完整的制氢加氢一体化站，这也是未来的趋势之一。
沼气制氢加氢一体化站构成
沼气制氢加氢一体化站构成
核心设备
沼气制氢一体化站，主要包含制氢区域+充装区域+公用工程区域+土建工程组成；
1. 沼气提纯与制氢系统：
沼气需经过
- 压缩（原始沼气压力一般为5-10kPaG）；
- 脱硫（沼气中含有一定量的硫化氢气体，需要预处理去除，否则大量硫化氢进入制氢装置，会增加精脱硫成本）；
- 脱碳（沼气中一般含有30-50%的二氧化碳，对于制氢二氧，是不利的）等预处理环节，提纯至甲烷浓度≥98%；
- 蒸汽甲烷重整（SMR）或干重整技术制氢。
2. 充装区域
充装主要为产品氢气进行充装，目前制氢加氢一体化站，充装分3大块，分别是管束车（Tube trailer,TT)、卡车直接充装、瓶装充装三大块，对应的充装压力也略有不同。
– 管束车充装（Tube Trailer, TT）
充装压力：20-30 MPa
技术特点：
- 管束车由多个高压气瓶（通常9-12个）组成，单次运输氢气量可达300-650公斤。
- 水容积一般在20-30m³。
- 30 MPa高压管束车（如中石化燕山石化项目）实际卸氢量较传统20 MPa车型提升一倍，运输成本降低约30%。
充装流程：
- 管束车通过卸气柱与加氢站压缩机连接，氢气经压缩后分级储存至低压、中压、高压储氢罐，再通过加氢机注入车辆。
适用场景：适用于中长距离运输，是目前加氢站主流供氢方式，尤其适合无管道覆盖区域。
– 卡车直接充装
一般制氢加氢一体化站会配置一定量的氢气管束作为缓冲罐，如45MPa或者70MPa的，如下图所示：
充装流程：
- 在线增压：管束车（沼气制氢后经压缩机加压后，由站内管束作为缓冲）氢气（20 MPa）直接通过压缩机实时增压至目标压力（如35/70 MPa），不经过储氢瓶组缓冲。
- 连续加注：压缩机与加氢机联动，实现“即充即用”，适用于高频次、短间隔的加氢场景。
特点：
设备紧凑：取消储氢瓶组，适合场地受限的撬装式加氢站（如移动式加氢站）。 当然，实际充装形式有很多种，往往需要根据场地大小进行灵活设计。
– 瓶装充装（集装格/高压钢瓶组）
充装压力：15-20 MPa
技术特点：
由多个40L高压钢瓶组成集装格，单次运输量较小（通常用于实验或小规模需求），灵活性强。
充装流程：通过卸气柱直接连接加氢机或压缩机，氢气经增压后加注至车辆，适用于小额度用气场景。
适用场景：主要用于科研、小批量工业用氢或偏远地区短期供氢，运输成本较高且效率低，一般大型制氢基地会考虑瓶装充装，如果是普通的制氢加氢一体化站，一般不会考虑这种小型化用气场景。
3. 公用工程部分
一套完整的沼气制氢加氢一体化站，需要配置完整的公用工程系统：
- 仪表空气和氮气站，为系统调节阀提供仪表气；为系统开停车提供置换氮气和保护气；
- 循环冷却水站，制氢装置和压缩机等，在运行中，需要一定量的冷却水连续冷却换热；可以考虑闭式循环水站；
- 脱盐水站，沼气制氢的重要原料之一是脱盐水，需要配置脱盐水站；
- 消防水站，制氢装置为甲类装置，按规范需配置足额消防水罐和水泵等，可以依托工厂附近市政消防水（若有）；
- 沼气卸车区域，为沼气管束车提供停车和卸车区域；
4. 土建工程
整个制氢加氢一体化站，占地面积较大，分布比较分散，涉及到厂房建设，如压缩机房、配电室、控制室等等；
此外，还要配套办公室；
5. 其他：碳捕集与利用（CCUS）
沼气制氢过程产生的二氧化碳，可以预留CCUS接口，即后续若有政策要求，可以进行二氧化碳捕集，最后运输到厂外进行深度处理。 工厂一般不需要预留二氧化碳深度利用装置（如食品级二氧化碳这种装置，一般不在制氢加氢一体化站内考虑）
国内政策支持现状
沼气制氢，固然因为沼气成本较低，生产出来的氢气成本也会相应的较低，属于优质项目，但是按照国标通用规范的要求，沼气制氢属于化工装置，因此为了更好的支持沼气制氢加氢一体化站的建设和推广，也需要国家出台相关的支撑政策，将沼气制氢与传统化工企业进行有效的区分，鼓励沼气制氢加氢一体化站在合适的区域（不受化工园区的限制）进行建站。
地方专项政策
这是近期搜索的一些国内相关的政策，不过具体情况要依据最新要求。
沼气制氢加氢一体化站的政策支撑文件
1. 国家级政策文件
- 《氢能产业发展中长期规划2021-2035年）》由国家发改委、国家能源局联合发布，明确提出支持生物质能制氢技术发展，包括沼气等可再生能源制氢。规划要求推动氢能在交通、工业等领域的应用，并优先支持可再生能源制氢项目。
- 《“十四五”现代能源体系划》提出加快氢能全产业链技术攻关，重点推进生物质能、工业副产氢等多元化制氢路径，鼓励在农业废弃物资源丰富的区域建设沼气制氢加氢一体化站。
- 《氢能产业标准体系建设指（2023版）》由国家标准委等六部门联合发布，明确将生物质制氢（含沼气）纳入标准体系，规范制氢工艺、安全及能效要求，为沼气制氢加氢站提供技术依据。
2. 地方专项政策
- 四川省《氢燃料电池汽车车用加氢建设运营管理暂行办法（征求意见稿）》允许在非化工园区建设制氢加氢一体站，明确制氢原料包括生物质能（如沼气），并规定制氢规模上限为3000 kg/d。
- 江苏省《推动氢能产业高质量发展动方案（2025—2030年）》明确支持可再生能源制氢项目，提出在化工园区外可建设沼气制氢加氢一体化站，优先保障土地供应和审批流程简化。
- 淄博市《关于进一步鼓励氢能产业展的意见》对制氢加氢一体站给予建设补贴（最高500万元），并开放路权支持氢燃料物流车通行。虽未直接提及沼气，但覆盖了生物质制氢场景。
3. 技术规范文件
- 制氢加氢一体化站技术要》（T/CAS 1026-2025）由中国标准化协会发布，适用于多种制氢工艺（包括生物质制氢），明确沼气提纯、脱硫等关键环节的技术标准和安全要求。
- 加氢站安全技术规范》（GB/T 34584-2017）涵盖沼气制氢过程中的泄漏监测、防爆设计等安全规范，为一体化站建设提供强制性标准。
总结
- 沼气制氢一体化加氢站受益于廉价的沼气，以及成熟的制氢技术，适合在大中型城市合适区域（交通便捷）布局制氢加氢一体化站。
- 现有国内所有大型的CNG加气站即将废弃（由于电动车的发展，传统CNG燃气车几乎快被市场淘汰），这类优质的CNG加气站，稍微改造一下，既可以用来建设制氢、加氢一体化站（母站）。
- 沼气属于可再生资源，生产的氢气属于绿氢范畴。
- 沼气制氢技术，主要是SMR（steam methan reforming，蒸汽重整）技术，但是今后可能会发展更加先进优化的技术。
