关于上海加氢站规划布局和建设路径的若干思考

上海燃气有限公司 史平洋

上海市上规院城市规划设计有限公司 赵 路

自2019年氢能源被写入《政府工作报告》以来，全国氢能源的相关产业发展进入了快车道。国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》，财政部、工信部等五部委《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》等一系列国家政策将氢能产业聚焦于交通领域的应用。氢燃料电池汽车产业的先行先试更是得到了社会各界的高度关注。

上海作为牵头城市入选了我国首批燃料电池汽车示范城市群，基本实现了燃料电池汽车产业聚焦核心技术自主化、关键产品产业化、示范应用规模化、基础设施便捷化，形成了以嘉定区、临港新片区为核心的汽车研发和汽车制造基地，以金山化工区为核心的氢源生产和氢气供应基地，同时还引入氢燃料电池汽车相关的技术研发企业、标准检测机构和高校科研队伍。

作为氢燃料电池汽车提供燃料加注服务的支持性基础设施，科学合理的加氢站网络规划布局，不仅对加氢站的建设实施至关重要，更是对于氢燃料电池汽车产业的发展有着重要影响。上海市政府相关行业管理部门对加氢站的规划和建设非常重视，积极研究相关指导文件，以促使合理、有序地推进加氢站的规划和实施。

本文从城市规划的角度，分析全市加氢站规划布局、选址、建设的路径并对相关的政策保障机制提出建议，以期为上海加氢站布局规划提供有益参考。

1 现状概述

1.1 加氢站建设概况

截止至2020年9月，上海市已建成9座加氢站，如表1所示。从现状布局来看，加氢站主要集中在嘉定区和奉贤区。加注压力均为35 MPa，部分站点预留了加注压力70 MPa的可能。项目规模基本为500～1 000 kg/d。

表1 上海市加氢站现状

由于全市层面加氢站规划缺少顶层设计，已建站点基本都以既有企业需求为出发点进行项目建设，部分加氢站选址重合度高，加氢站的服务半径和辐射能力大打折扣。同时，由于缺少上位规划依据作为支撑，已实施的站点基本都是通过一事一议方式推进，建设审批的行政成本不确定性较大。

1.2 全市政策研究梳理

上海从市级到区级都有相应的政策文件出台鼓励发展氢能产业或者发展燃料电池汽车产业。

1.2.1 市级层面

2017年9月，上海市科委会同市经信委、市发改委发布《上海市燃料电池汽车发展规划》，提出到2025年底，建成加氢站50座。

2020年4月，上海市人民政府发布了《上海市推进新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》，明确提出到2022年底，建成20座加氢站。

2020年10月，《上海市燃料电池汽车产业创新发展实施计划》提出“到2023年，上海燃料电池汽车产业发展实现‘百站、千亿、万辆’总体目标，规划加氢站接近100座并建成运行超过30座，加氢网络全国最大，形成产出规模约 1 000亿元，发展规模全国前列，推广燃料电池汽车接近10 000辆，应用规模全国领先”。

2021年2月，上海市政府发布《上海市加快新能源汽车产业发展实施计划(2021-2025年)》，明确燃料电车汽车应用总量突破1万辆、建成并投入使用各类加氢站超过70座的目标。

1.2.2 区级层面

嘉定区发布了《氢燃料电池汽车产业集聚区规划》和《氢燃料电池汽车产业发展扶持政策(试行)》，旨在通过政策聚焦和产业集聚，努力构建更加完善的氢能产业创新创业生态体系。

临港新片区发布《临港新片区打造高质量氢能示范应用场景实施方案(2021-2025年)》，提出将建设稳定可靠的氢气供给体系，总加氢能力不少于38 t/d的加氢设施；发展燃料电池车辆，推广氢能综合利用试点示范，用于货运物流、公交通勤、市政公务等领域汽车约1 500辆。

青浦区发布《上海市青浦区氢能及燃料电池产业发展规划》，提出到2022年，初步完成氢能产业园区核心启动区的规划建设，建成加氢站 5座以上；到2025年，建成加氢站8座以上；到2030年，力争让氢能全产业链企业布局完整、协同发展，氢能运营车辆不少于2 000辆。

此外，金山区、宝山区、奉贤区等各区对氢燃料电池产业也是相当重视，纷纷开展相关产业发展和规划研究。

由此可见，从全市层面到各区地方层面，氢燃料电池产业得到了市、区两级政府的大力支持，也从侧面体现了上海已为发展氢燃料电池产业做好了准备。

2 加氢站规划布局分析

2.1 布局原则及导向

上海市各区的经济社会发展情况、产业结构组成等条件有所差异，导致加氢站建设需求及建设可实施性等规划基础要素各不相同。加氢站站点设置应根据各区的实际情况，做到因地制宜、科学合理。主要遵循以下原则：

(1) 需求导向，综合统筹。充分衔接地区产业、物流、货运发展需求，结合新一轮城市总体规划，形成与本市城区发展相融合、与长三角发展相衔接、与地区需求相匹配的加氢站空间布局。

(2) 严控底线，安全为先。以安全保障作为底线，以行业规范标准为依据，站点布局围绕工业、物流、仓储等产业密集区，尽量降低对周边安全影响，减小对地区规划发展的制约。

(3) 适度超前，预留弹性。加氢站规划应立足现状、着眼未来、适度超前、合理开发。挖掘本市氢能资源潜力，利用既有交通设施空间，满足产业发展需求。近期加氢站可实施落地，远期布局具有前瞻预留。

(4) 集约节约，持续发展。贯彻落实可持续发展的理念，规划遵循示范推广带动产业发展的路线，形成以点带线，从线到面，逐步形成全市加氢站网络效应，优先盘活存量用地，集约节约用地，实现加氢站建设的可持续性发展。

2.2 建设需求评价

为科学合理地布局加氢站，首先应对全市进行加氢站建设需求评价，以期为最终布局方案提供理论基础。本次需求评价主要从点、线、面三个层次进行分析。其具体涵义如下：

(1) 点。主要指大型枢纽，包括交通枢纽、物流场站、现状加油站点等。这些点状设施往往包含较多公交始末站点、物流集散点等，具有丰富的大型车辆应用场景，十分适合氢燃料电池汽车的发展。

(2) 线。主要指重要的交通线路。包括客、货运车流量大的高速公路、国道，危险品运输通道，规划长三角氢走廊等通道。这些道路预测存在有较大的过境加氢需求，应在沿线配套一定加氢站提供服务。

(3) 面。主要指氢能源需求集中的区域。包括产业、物流、仓储片区。这些区域一般存在较大的班车、货运需求，具有显著的氢燃料电池汽车发展潜力，应作为布局的重点考虑因素。

通过梳理上海市产业、交通、物流、加油站等专项的规划布局，分析各专项的空间分布，利用GIS软件和空间句法等技术方法进行核密度分析，将上述要素数据化后进行空间叠加计算，分析形成上海市加氢站建设需求评价[1]。

根据最终评价结果可以看出，全市总体加氢站建设需求旺盛，存在较多潜在的快速发展区域，但各地区之间加氢站建设需求差异显著。其中，嘉定汽车产业园、青浦物流园区、虹桥枢纽、金桥工业园区、临港先进制造片区等区域需求度高，氢燃料电池汽车发展潜力巨大；而中心城大部分区域、崇明岛等片区需求偏弱，发展动力相对不足。

2.3 总体布局空间结构分析

上海市新一轮城市总体规划、五大新城总体目标是构建形成“一环六片”的整体格局。“一环”即：沿 G1503郊环-两港大道-沪奉高速-沪金高速-G1503郊环发展，“六片”即：嘉定汽车产业园及氢能港、青浦物流园-虹桥枢纽、金山石化制氢基地、临港新片区、浦东机场-港口交通片区、宝山宝钢产业基地等六片区域形成燃料电池汽车产业聚集地带。

从整体的需求分析来看，加氢站的规划空间布局可按照“重点区域覆盖，中间走廊串联”的思路，形成了多个重点组团及通道。将组团及通道覆盖加氢站建设需求评价中的热点区域形成串联，预期可形成良好加氢服务体系。对于需求没有那么强烈的其他区域，规划布局建议以完善整体布局及地区需求为主要导向，作为整体规划的合理补充。

对于中心城内加氢站选址应当综合考虑应用场景、建设意向、落地实施可能性等多方面因素，在充分论证后进行规划建设。需要指出的是，中心城内，即外环以内区域开发强度大，人员密度高，不仅对危化品的运输要求严格且在站点设施的选址和建设方面对安全敏感性高，实施推进难度较大。同时考虑中心城内工业用地主要考虑地区的转型发展，预期仅有物流货运的需求，较少有重卡车辆的运行场景。

此外，根据崇明区需求评价分析，除长兴岛存在应用需求外，其他氢燃料电池汽车的应用场景有待挖掘。根据相关危化品运输的管理规定，崇明区的氢气运输无法通过氢罐槽车送达，同时考虑崇明作为世界级生态岛，将大力发展可再生能源，建议先期探索站内制氢技术，推广制氢加氢一体化站点。

3 项目建设边界条件分析

3.1 建设模式选择

从目前的加氢站建设类型来看，拟建方案主要分为三种类型：第一类为结合现有或规划加油站设施建设油氢合建站；第二类为规划新建固定式纯氢站；第三类为利用现状工业园区采用建设撬装式加氢设施。就目前的实际应用来看，上述三类均有应用案例，因地制宜选择合适的建设模式是加氢站项目建设的首要任务[2]。

油氢合建站是行业导入期的首选模式。目前，燃料电池汽车主要围绕商用车的应用服务，结合加氢站“点线面”的渐进发展思路，考虑加氢站其功能和服务属性与加油站、加气站类似，近期加氢站的建设模式可以利用现状既有设施，建设油氢合建站。结合现状加油站改建，一方面上海是城市空间有限、土地资源紧约束的城市，可减少重复投资、节约集约用地利用；另一方面，此类建设行为可按技改项目立项和审批，较规划新建项目减少了规划和土地出让等相关环节，大大节省了建设周期。

固定纯氢站是未来基础设施的推广选择，当前阶段需要新建一批站点作为先行先试的探索。从国外的技术发展趋势判断，未来站内制氢、液氢贮存、70 MPa加注压力将会是技术主流，而合建站受到现状场地的限制和各类工艺、安全间距等因素约束往往难以寻求技术突破创新。固定纯氢站一般都为新建站点，在加注规模、技术创新或工艺设计方面均有较大的余量和空间。同时，结合国外燃料电池汽车的发展趋势，未来将从商用车向乘用车领域进行拓展，此时将需要有较为成熟的加氢站基础网络作为支撑，加注能力更强的固定式纯氢站将得到规模化的推广应用。

撬装式加氢设施是加氢站点基础网络的有益补充。撬装式加氢设施是将压缩机、储氢装置、加注机等设备进行集成化、模块化设置，设备占地面积很小。撬装式加氢设施多以工业企业自用为主，且该类设施作为设备安装，不涉及新建的建、构筑物，无需办理相关规划建设许可，建设周期短，设置相对灵活。但是此类设施由于工艺条件受限，一般加注压力和规模均受到一定限制，因此认为该模式作为基础网络的有益补充，适用于企业小规模自用，不具备大规模公共应用条件。

3.2 项目选址条件分析

在全市加氢站布局的基础上，项目选址阶段还需要充分考虑产业集聚、交通、周边环境影响等诸多因素。其中，安全是首要考虑的控制要素。需综合考虑加油站与周围重要公共建筑、民用建筑、市政设施、厂房等的安全防护距离要求，明确站点具体建设边界，避免加油站对周边造成环境、安全干扰。

根据 GB 50516-2010《加氢站技术规范(2021年版)》，明确了加氢站与站外建筑物、构筑物的防火距离，便于站点建设项目在规划选址过程中的管理控制。但是对于新建加氢站的规划选址，由于加氢站作为规划设施，其储氢罐、氢压缩机、加氢机、放空管口等氢气工艺设施的排布并未十分清晰，且周边用地如果同为规划用地，周边的建、构筑物的排布也尚不明确情况，故很难依照国标和地标规定的退界距离去衡量加氢站与周边用地的安全性。因此，从安全底线的角度出发建议以相关设计规范的防火距离要求为基准，对站点采用相对统一的控制标准，即：站点用地边界与重要公共建筑物用地边界的间距不得小于50 m，与其他一般建筑物用地边界的间距不得小于25 m。当新建站点选址于建设开发强度较大的区域，无法满足上述退界控制要求时，应提前开展站点平面设计，通过项目安全评价的方式进一步核实站点能否满足与周边建筑物的防火距离要求。

此外，选址时还应充分考虑服务市场需求，优先选址靠近公交总站、物流集散地、长途旅游集散地、工业园区等，便于车辆就近加氢。考虑产业集聚因素，兼顾产业园区发展需求，选址靠近已有或拟建燃料电池产业园区项目，便于服务产业园区；考虑交通便利性，紧密衔接全市主干路网建设规划，选址靠近地区交通干道，满足过境车辆的加氢需求，避开城市干道交叉口，但需同时考虑车辆通行的便利，尤其是大型公交、物流车的进出。

3.3 技术发展影响

随着全球的关注和国家的重视，氢能领域技术发展日新月异。从国外经验来看，高压气氢、液氢、氢气管道的应用均有实际案例并且已经形成运输、储存、加注、车辆一整套成熟的工艺流程。相比之下，国内目前的20 MPa的气氢槽车运输压力、35 MPa的气氢加注压力等多方面均有较大提升空间。

此外，有机物储氢、金属储氢等技术也在不断研发升级。比如，氢气管道或液氢贮存技术，将大幅度降低站点的氢源运输成本并提升加注能力；又如，70 MPa加注压力等级将进一步缩短加注时间，设备模块化的集成设计将使得站点的整体布置更紧凑更集约；再如，站内可再生能源制氢将使得加氢站的全生命周期管理更低碳绿色。未来氢能利用的技术既给我们提供丰富多样的路径，也由于技术的不确定性，给加氢站的规划选址带来更多挑战。

可以预见，加氢站的布局随着汽车技术和加氢站加注的不断迭代更新将使燃料电池车辆逐渐从郊区、产业重点区域向中心城区、新城不断集聚。为此，在规划选址阶段应该对未来的可预见的技术进步要有充分预判，预留好充分的弹性和灵活性。

4 措施与建议

在全市加氢站总体规划的引导下，加氢站的项目审批要求以及行业监管的相关法律法规对于加氢站的实施建设至关重要，需要从政策机制、组织协调、安全监管、项目储备等多方面完善加氢站的相关管理措施。

4.1 机制保障和政策引导

加氢站的规划实施涉及发改、规划、建管、交通等多部门协同管理，强化组织领导、合理分工的协调保障机制至关重要。建议从市、区两个层面各自形成相关委办联席制度，统筹协调项目建设过程中遇到的问题，推动规划加氢站点的建设落地，促进行业稳步发展。

同时建议地方层面出台扶持政策。国家发布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》明确提出，奖励资金不得用于加氢基础设施建设，氢气零售价格不超过35元/kg，就目前行业发展和已建站点的运行情况来看，加氢站的设备投资高、气源价格昂贵，因此，还需从全市层面制定一系列政策举措，鼓励全市加氢站基础设施的建设。

4.2 技术支撑和安全监管

加氢站建设运营的各个环节均具有一定的危险性，只有持续保证制氢、运氢、储氢、加氢、用氢等全生命周期过程中的安全要求，只有锚固安全底线才能促进燃料电池汽车的大规模推广。需要从技术和监管两方面予以保障。

建议编制加氢站建设导则，结合城市规划和地区发展的要求，对不同区域站点的加氢规模、用地面积、平面布置、建设要求、安全防护等内容明确具体建设要求。同时对于氢气管道、液氢、站内制氢等内容从技术规范上予以明确控制要求，为管理部门后续制定相关管理办法以及相关规范规程等方面做好技术支撑，并确保加氢站规划建设的安全性、可靠性和可操作性。

项目前期做好安全评价、风险评价等相关工作，严格落实安全管理要求；项目建设阶段，优化加氢站站控系统，确保加氢站内工艺流程有序进行；项目运营阶段，设立统一运营管理及安全监管平台，实时监控加氢站技术与运营数据，实现对加氢站运行状态的动态监管。全方位健全应急处置的技防、物防、人防措施，建立各站点应急预案，不断完善站点安全监管保障体系，统筹保障各环节安全联动，最大程度降低事故发生风险。

4.3 创新能力和项目储备

吸收国外先进经验，加强自主创新能力，注重技术攻坚，引导企业、学校及科研院所聚力攻关加氢站发展的关键技术，研究关于加氢站最前沿的新设备、新工艺、新材料等基础技术，力争与国际水平接轨，实现加氢站关键设备自主化与国产化。

坚持规划引领和需求导向，完善加氢站项目建设的储备机制，结合地方实际情况，提前谋划具有燃料电池汽车应用和加氢需求的区域，对规划项目进行动态调整更新。项目建设单位按照管理部门建设需求，加强项目前期研究工作，明确规划新增站点的路径流程，切实提高项目建设规划方案的成熟度，降低项目审批的行政成本，为区域发展氢能产业做好基础设施项目储备，支持氢燃料电池在其他领域的应用拓展。

5 结语

氢能基础设施的建设是氢能产业发展的基础和前提。加氢站作为氢燃料电池产业中的中间载体，将进一步支持和推动产业的健康成长。本文从城市规划空间资源匹配度进行分析，提出了上海加氢站布局的需求热点区域。然而，加氢站主要的服务对象是氢燃料电池汽车，不同类型的车辆市场投入数量和计划以及投放的重点区域也将影响加氢站的布局；同时氢气具有危化品属性，因此在项目选址阶段应提前开展项目可研阶段项研究的有：建设方案比选、环境影响评价、安全影响评价等，此类自下而上的选址思路以及前置专题论证的工作思路还需在下阶段工作中深入分析，以期更合理、更科学、更具操作性的规划上海加氢基础设施。