李玉杏

〔中國(guó)石化銷售股份有限公司 北京 100728〕

日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題迫切要求人們開(kāi)發(fā)潔凈、經(jīng)濟(jì)的新能源。氫能是新能源革命的突破口，其燃燒產(chǎn)物潔凈、燃燒效率高、可再生等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是重要的二次能源。隨著氫燃料電池和電動(dòng)汽車的迅速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，新能源汽車的相關(guān)研究也因之漸行漸豐，加速氫燃料電池技術(shù)的市場(chǎng)引入，發(fā)揮其實(shí)現(xiàn)碳清潔能源系統(tǒng)的潛力等已經(jīng)成為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型的重要一步。

伴隨技術(shù)的迭代更新和不斷進(jìn)步，新能源汽車逐步進(jìn)入商業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用，越來(lái)越多的家庭選擇購(gòu)置新能源汽車作為交通工具，新能源汽車在車輛系統(tǒng)技術(shù)、加氫設(shè)施、車輛儲(chǔ)氫、制造成本、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)等方面還有大量問(wèn)題需要系統(tǒng)地考慮和解決，開(kāi)展示范加氫站建設(shè)的實(shí)施過(guò)程管理研究已顯得十分必要。

1 建設(shè)背景

1.1 國(guó)內(nèi)外氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

1995年5月，德國(guó)在慕尼黑國(guó)際機(jī)場(chǎng)建成了世界上第一座用于氫能汽車的加氫站。日本、美國(guó)以及歐洲的一些國(guó)家在過(guò)去的26年時(shí)間里也大力發(fā)展建設(shè)加氫站，成為世界上加氫站相對(duì)集中區(qū)域。

日本是世界上最早推廣氫燃料電池汽車的國(guó)家，并且很早便開(kāi)始了加氫站建設(shè)。到2007年， 日本已經(jīng)建成12座加氫站。后來(lái)由于種種原因建設(shè)速度放緩，在接下來(lái)的7年里，只增加了5座加氫站，總數(shù)增加到17座。日本在2014年恢復(fù)了加氫站建設(shè)，并將其作為日本未來(lái)新能源汽車的核心。2016年，日本經(jīng)濟(jì)貿(mào)易產(chǎn)業(yè)省(METI)在燃料電池專家委員會(huì)會(huì)議上提出清潔能源汽車的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，包括使日本加氫站至2020財(cái)年增至160座，至2025財(cái)年增至320座。

美國(guó)正在加快加氫站建設(shè)步伐。美國(guó)第一座加氫站網(wǎng)絡(luò)由博萊克威奇公司和第一元素燃料公司合作建設(shè)，其中包含19座加氫站。2015年，博萊克威奇公司完成了第一座TrueZero加氫站，該站位于加利福尼亞州的科林加，作為舊金山和洛杉磯之間的中途點(diǎn)。在該加氫站建成后的4個(gè)月內(nèi)，6座加氫站相繼完工。同年，日本豐田公司也在美國(guó)加州地區(qū)提供了臨時(shí)可移動(dòng)加氫站，以彌補(bǔ)固定加氫站數(shù)量的不足，以便于推廣其品牌下的Mirai氫燃料電池汽車。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2020年，美國(guó)建成并開(kāi)放給氫燃料電池汽車用戶的加氫站共有39座，其中35座位于加利福尼亞州。

德國(guó)政府和企業(yè)在加氫站建設(shè)方面也表現(xiàn)出了巨大興趣。戴姆勒集團(tuán)和林德集團(tuán)于2014年聯(lián)合宣布，他們將于2015年底在德國(guó)建造20座加氫站。德國(guó)聯(lián)邦外貿(mào)與投資署( GTAI)稱，德國(guó)將成為第一個(gè)擁有基本加氫站網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家。該加氫站網(wǎng)絡(luò)將從德國(guó)的北海覆蓋到南部的阿爾卑斯山，每個(gè)大都市的市區(qū)將建設(shè)至少10座加氫站。據(jù)計(jì)劃，德國(guó)將在2023年將建成400座加氫站。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，全球主要經(jīng)濟(jì)體已建成加氫站527座、在運(yùn)營(yíng)504座，其中歐盟179座高居榜首，日本137座緊隨其后，中國(guó)101座全面超過(guò)德國(guó)位居第三，韓國(guó)43座趕超受疫情影響的美國(guó)成為運(yùn)營(yíng)加氫站第四多的國(guó)家。從近年情況看，以中日韓為代表的亞洲成為推動(dòng)加氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要力量。

2020 年12月12 日，國(guó)家主席習(xí)近平在氣候雄心峰會(huì)上宣布，未來(lái)中國(guó)將全面關(guān)注碳排放指標(biāo)，進(jìn)一步加大減排力度，力爭(zhēng)在2030年前碳排放達(dá)到峰值，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值碳排放將比 2005 年下降 65 % 以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到 25 % 左右，努力爭(zhēng)取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[1]。這展現(xiàn)了中國(guó)堅(jiān)定不移推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的決心。

在政府全力推動(dòng)能源革命的戰(zhàn)略背景下，我國(guó)對(duì)氫燃料電池汽車的研究和發(fā)展不斷加快。中國(guó)石化作為國(guó)內(nèi)制氫規(guī)模最大的企業(yè)，年制氫能力可達(dá)350萬(wàn)t，占比全國(guó)14 %，加上終端氫氣加注網(wǎng)點(diǎn)的全力布局和物流配套設(shè)施的逐步完善，為打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前中國(guó)石化加氫站布局已經(jīng)全面展開(kāi)，已有將近20座投入運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)年底將達(dá)到100座以上，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的貫通對(duì)于加氫站建設(shè)布局至關(guān)重要，也是氫燃料電池汽車能夠商業(yè)化推廣的必要條件。

1.2 國(guó)內(nèi)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理現(xiàn)狀

我國(guó)早在十幾年前就開(kāi)始探索氫能加注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但前期發(fā)展比較緩慢，直到2016年10月，《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》正式發(fā)布，氫能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線及目標(biāo)才進(jìn)一步明確，加氫站建設(shè)數(shù)量也開(kāi)始穩(wěn)步上升。上海在2007年底建成了首座固定式加氫站，之后還陸續(xù)建設(shè)了多座加氫站以滿足氫燃料電池汽車發(fā)展的需要[2]，多數(shù)由廠家牽頭組織建設(shè)，主要對(duì)安裝過(guò)程實(shí)施重點(diǎn)管理，但普遍存在目標(biāo)規(guī)劃不到位、智能化水平差、設(shè)計(jì)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不高、報(bào)批及驗(yàn)收程序不規(guī)范不到位等問(wèn)題。北京加氫站初期采用一種叫做壓縮氫儲(chǔ)藏型加氫站，它將氫加壓至19.6 MPa，用儲(chǔ)氣罐和大容量拖車運(yùn)輸。工程建設(shè)采用全過(guò)程項(xiàng)目管理模式，整個(gè)項(xiàng)目劃分為啟動(dòng)、計(jì)劃、執(zhí)行、控制和收尾這5個(gè)不同的階段，工程建設(shè)由工程總包單位與業(yè)主、廠家進(jìn)行共同監(jiān)督管理。2017～2019 年，我國(guó)加氫站整體增速明顯，加氫壓力由35 MPa逐步向70 MPa升級(jí)，氫氣加注能力及規(guī)模也開(kāi)始不斷提升，日供氫能力甚至可以達(dá)到1 000 kg 以上。從主要服務(wù)于研發(fā)中的氫燃料電池試驗(yàn)車輛到可以初步為新能源公共客車、家用轎車提供加注服務(wù)，凸顯了加氫站等加氫基礎(chǔ)設(shè)施在鏈接上游氫氣制備和下游氫氣應(yīng)用的關(guān)鍵作用。

本文結(jié)合中國(guó)石化近幾年氫能源示范站點(diǎn)的建設(shè)及實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，對(duì)加氫站新建項(xiàng)目立項(xiàng)選址、設(shè)計(jì)報(bào)建、建設(shè)施工、調(diào)試驗(yàn)收以及經(jīng)營(yíng)辦證等全過(guò)程管理工作，從建設(shè)單位實(shí)施項(xiàng)目管理的視角進(jìn)行綜合分析，為加氫站建設(shè)提出一種模塊化過(guò)程管理方法。

2 建設(shè)實(shí)施模式

2.1 選取實(shí)施模式

新建加氫站項(xiàng)目選取設(shè)計(jì)總承包模式。業(yè)主督導(dǎo)管理的EPC實(shí)施模式，按照“全員全專業(yè)全過(guò)程”的EPC實(shí)施要求，以工程項(xiàng)目建設(shè)管理目標(biāo)為核心，制定項(xiàng)目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工作流程，指導(dǎo)項(xiàng)目參建方完善各自管理職能，并搭建項(xiàng)目管理平臺(tái)，整合多方資源，實(shí)現(xiàn)資源的科學(xué)、規(guī)范、有序管理，在工程建設(shè)全過(guò)程對(duì)多參與方行協(xié)同管控，提高整體工作效率，達(dá)到各項(xiàng)管理目標(biāo)[3]。

2.2 搭建管理組織機(jī)構(gòu)

新建加氫站項(xiàng)目建設(shè)管理組織是指為開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)管理及實(shí)現(xiàn)組織職能而進(jìn)行的組織系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建立、組織運(yùn)行和組織調(diào)整。針對(duì)加氫站新建項(xiàng)目特點(diǎn)，完善EPC設(shè)計(jì)總承包模式下組織系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建立，組建全面實(shí)施項(xiàng)目管理任務(wù)的組織機(jī)構(gòu)，配套建設(shè)必要的制度和管理辦法，劃分并明確崗位、層次、部門的責(zé)任和權(quán)力，并針對(duì)新建加氫站項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維等不同階段，確定相匹配的實(shí)施對(duì)象，來(lái)保證順利與有效地實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)。

為使EPC管理模式能夠有效地進(jìn)行建設(shè)服務(wù)，在實(shí)施團(tuán)隊(duì)的建立過(guò)程中一定要結(jié)合工程建設(shè)項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)職能的分工，本工程確定以設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)作為設(shè)計(jì)階段的具體實(shí)施團(tuán)隊(duì)，施工承包單位、設(shè)備供應(yīng)及安裝單位和施工監(jiān)理單位作為施工階段的具體實(shí)施團(tuán)隊(duì)，專業(yè)的團(tuán)隊(duì)完成專業(yè)的事情，以保證工作質(zhì)量。同時(shí)聘請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的業(yè)主方項(xiàng)目管理人員進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)，協(xié)同工程建設(shè)全過(guò)程的組織者，對(duì)各階段、各團(tuán)隊(duì)工作進(jìn)行指導(dǎo)并完成質(zhì)量的審核。新建加氫站項(xiàng)目工作劃分與職責(zé)見(jiàn)表1。

表1 新建加氫站項(xiàng)目工作劃分與職責(zé)

3 建設(shè)實(shí)施過(guò)程管理

本次新建加氫站從示范工程的特點(diǎn)出發(fā)，引入EPC建設(shè)管理模式，在實(shí)施過(guò)程中打造工程共同體概念，并結(jié)合加氫站項(xiàng)目示范工程階段模型(圖1)，以主要利益相關(guān)者的職責(zé)和交付物為標(biāo)準(zhǔn)，確定本工程的關(guān)鍵決策點(diǎn)及劃分階段(表2)，并提出過(guò)程模型(圖2)。主要分為項(xiàng)目立項(xiàng)和選址階段、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和報(bào)建階段、項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施階段、項(xiàng)目驗(yàn)收和辦證階段。在監(jiān)理例會(huì)、設(shè)計(jì)交底、專項(xiàng)會(huì)議等參建各方溝通的場(chǎng)合，項(xiàng)目指導(dǎo)委員會(huì)要求EPC團(tuán)隊(duì)組織各方輔助參與，突破項(xiàng)目參建方傳統(tǒng)孤立的工作模式，建立基于設(shè)計(jì)總承包的多元協(xié)作機(jī)制，降低溝通成本。

圖1 加氫站項(xiàng)目示范工程階段模型

表2 加氫站項(xiàng)目關(guān)鍵決策點(diǎn)及劃分階段

圖2 加氫站項(xiàng)目示范工程過(guò)程模型

3.1 加氫站項(xiàng)目立項(xiàng)和選址階段過(guò)程管理

建設(shè)方依據(jù)自身需求及所處的政策環(huán)境進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研以及技術(shù)發(fā)展調(diào)研，主要包括前期考察選擇、可行性研究報(bào)告編制、立項(xiàng)手續(xù)辦理、前期設(shè)計(jì)等工作，形成加氫站示范工程的初步概念和遠(yuǎn)景規(guī)劃。加氫站項(xiàng)目選址需要綜合考慮多方面因素進(jìn)行，包括地理位置、產(chǎn)業(yè)政策、配套保障、市場(chǎng)需求、經(jīng)濟(jì)效益等因素。

(1)加氫站建設(shè)選址要關(guān)注政策環(huán)境、用地性質(zhì)、周邊條件和國(guó)土空間規(guī)劃，確保符合地方產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展規(guī)劃。在行業(yè)發(fā)展初期，為鼓勵(lì)加氫站建設(shè)，部分地區(qū)政府在試點(diǎn)項(xiàng)目上對(duì)加氫站建設(shè)用地政策有所突破，個(gè)別項(xiàng)目利用非商業(yè)用地進(jìn)行加氫站建設(shè)，但從未來(lái)加氫站商業(yè)化運(yùn)作的趨勢(shì)和角度來(lái)看，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，建議加氫站建設(shè)選址初期就要鎖定商用土地，從源頭上確保后續(xù)建設(shè)經(jīng)營(yíng)合法合規(guī)。

(2)選址時(shí)要根據(jù)現(xiàn)行GB 50516《加氫站技術(shù)規(guī)范》中續(xù)表4.0.4A，綜合考慮站外建構(gòu)筑物安全間距要求。各類建筑、廠房、物品倉(cāng)庫(kù)、變配電站、鐵路、城市道路、進(jìn)出道口、高架橋、架空通信線路等，要充分考慮市政消防用水，氫氣運(yùn)距、進(jìn)出管束車行駛區(qū)域等影響因素，嚴(yán)格遵照現(xiàn)行規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求，統(tǒng)籌考慮各方面因素，合理確定選址。

(3)選址時(shí)要確保審批手續(xù)完備。選址過(guò)程中應(yīng)及時(shí)取得規(guī)劃、土地、交通、住建、應(yīng)急等部門綜合批復(fù)意見(jiàn)，同時(shí)加快與發(fā)改部門銜接辦理項(xiàng)目核準(zhǔn)或備案手續(xù)。

(4)在確定加氫站建設(shè)初步方案后，建設(shè)方組織發(fā)規(guī)、經(jīng)營(yíng)、財(cái)務(wù)、安全等方面的專家對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行論證，形成項(xiàng)目可行性建議書，并將此意向書提交給總部銷售公司，待收到項(xiàng)目批復(fù)后，確定項(xiàng)目的資金情況，并對(duì)工程進(jìn)行招投標(biāo)程序。

3.2 加氫站項(xiàng)目設(shè)計(jì)和報(bào)建階段過(guò)程管理

加氫站立項(xiàng)完成后，在確認(rèn)項(xiàng)目符合各項(xiàng)規(guī)定后由建設(shè)方選擇工藝方案和工藝設(shè)計(jì)包，通過(guò)合規(guī)程序委托具備資質(zhì)要求的EPC設(shè)計(jì)總承包單位(即項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)組)開(kāi)展方案設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)階段一般由總圖、工藝、設(shè)備、儀表、電氣、建筑(土建)、結(jié)構(gòu)、給排水、采暖通風(fēng)、概算等專業(yè)共同完成，作好EPC設(shè)計(jì)總包相應(yīng)過(guò)程管理計(jì)劃，對(duì)資源、資金、質(zhì)量、進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)保等環(huán)節(jié)作出實(shí)施方案，并在EPC項(xiàng)目組織設(shè)計(jì)中對(duì)安全設(shè)施、防治污染設(shè)施、防疫設(shè)施、勞動(dòng)安全衛(wèi)生設(shè)施、職業(yè)病防護(hù)設(shè)施等開(kāi)展三同時(shí)工作，總體設(shè)計(jì)方案需向相關(guān)主管部門辦理報(bào)審手續(xù)，并向建設(shè)主管部門申請(qǐng)辦理工程施工許可證，待前述手續(xù)落實(shí)后方可進(jìn)入施工階段。

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，建設(shè)方對(duì)加氫站工藝設(shè)計(jì)提出要求，需要綜合考慮氫氣壓縮能力、站內(nèi)儲(chǔ)氫能力、氫氣運(yùn)輸能力、日加注能力、峰值加注能力、連續(xù)加注能力、加注效率、加氫預(yù)冷能力、有效加氫時(shí)間、綜合能耗等參數(shù)指標(biāo)，并結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)需求，確定工藝方案[4]。

3.2.1 氫氣儲(chǔ)氣瓶設(shè)計(jì)

加氫站內(nèi)壓縮氫氣的儲(chǔ)存一般采用兩種方式：一是采用無(wú)縫鍛造的大型儲(chǔ)氫瓶組，單個(gè)氣瓶水容積為600～l 500 L；二是采用小容積氣瓶，單個(gè)氣瓶水容積為45～80 L。相比較來(lái)說(shuō)，兩種方式各有利弊，大型儲(chǔ)氫瓶組的投資成本明顯高于小型瓶組，但由于氣閥、管件和安全附件數(shù)量少，后續(xù)維護(hù)成本降低，大型瓶組的可靠性和安全性等優(yōu)勢(shì)也更加突出。

考慮到加氫站商業(yè)化運(yùn)營(yíng)后承載的氫氣需求量將逐步增大，可考慮選擇大型儲(chǔ)氫瓶組作為站內(nèi)固定儲(chǔ)氫裝置，同時(shí)采取二三級(jí)取氣加注的模式建設(shè)，單個(gè)儲(chǔ)氫瓶水容積為895 L，按每組6瓶設(shè)置6只高壓站用鋼瓶(圖3)，固定儲(chǔ)氫總量在200 kg以上。按此方案，可以節(jié)省車內(nèi)氫瓶充滿時(shí)間，實(shí)現(xiàn)車輛快速加注，同時(shí)有效減少了壓縮機(jī)啟動(dòng)頻次，氫氣加注的工藝流程進(jìn)一步優(yōu)化。另外，可考慮在儲(chǔ)氫瓶組上方設(shè)計(jì)引入冷水噴淋裝置，一旦出現(xiàn)季節(jié)性氣溫過(guò)高的情形，立即對(duì)瓶組啟動(dòng)噴淋降溫，避免由于高溫而導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氫氣產(chǎn)生超壓現(xiàn)象。

圖3 加氫站站用高壓儲(chǔ)氫瓶組示意圖

3.2.2 氫氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

氫氣壓縮設(shè)備常用的為隔膜式壓縮機(jī)(圖4)，該類型壓縮機(jī)主要靠金屬膜片在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮和輸送氣體。膜片沿周邊由兩限制板夾緊并組成氣缸，并由機(jī)械或液壓驅(qū)動(dòng)在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的壓縮和輸送，是整個(gè)加氫站中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。上海某加氫站就是采用撬裝式結(jié)構(gòu)，在撬內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)隔膜式氫氣壓縮機(jī)組，并共用一套閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，但控制系統(tǒng)和放散系統(tǒng)相互獨(dú)立，相互不受影響。該壓縮機(jī)系統(tǒng)最高可將站內(nèi)氫氣增壓至45 MPa，充分滿足進(jìn)站每天車輛氫氣加注需求[5]。隔膜式氫氣壓縮機(jī)原理示意見(jiàn)圖4。

圖4 隔膜式氫氣壓縮機(jī)原理示意圖

3.2.3 氫氣加注設(shè)計(jì)

加氫機(jī)即為氫氣加注設(shè)備，其原理與加氣機(jī)相似，加注氫氣時(shí)壓力需達(dá)到35 MPa，因此對(duì)氫氣加注過(guò)程中的安全性能和要求也有著更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。特別是氫氣加注配套的流量計(jì)、閥門、加氫槍、拉斷閥等設(shè)施均需確保計(jì)量準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)銜接緊密且具有較強(qiáng)的耐高壓性能，保證加氫過(guò)程中的安全。

3.2.4 加氫站內(nèi)控制系統(tǒng)

加氫站內(nèi)控制系統(tǒng)(圖5)是保障整個(gè)加氫站工藝流程正常有序運(yùn)行的關(guān)鍵，控制系統(tǒng)必須對(duì)加氫站內(nèi)所有工藝程序全覆蓋，并能夠?qū)嵤┍O(jiān)控站內(nèi)工藝運(yùn)轉(zhuǎn)情況。站內(nèi)控制系統(tǒng)一般采用分布、分級(jí)的控制方式，可以實(shí)現(xiàn)分散控制、集中管理。加氫站控制系統(tǒng)由兩級(jí)計(jì)算機(jī)組成，站內(nèi)全部檢測(cè)儀表、閥門狀態(tài)、可燃?xì)怏w檢測(cè)等信號(hào)可以在控制室集中顯示、統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，同時(shí)也可以對(duì)閥門實(shí)施自動(dòng)控制。因此，站控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加氫站運(yùn)行全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)卸氣、增壓、儲(chǔ)氫、可燃?xì)怏w檢測(cè)、火焰探測(cè)、視頻監(jiān)控、加氣等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集。加氫站內(nèi)控制系統(tǒng)見(jiàn)圖5所示。

圖5 加氫站內(nèi)控制系統(tǒng)示意圖

3.3 加氫站項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施階段過(guò)程管理

在加氫站項(xiàng)目設(shè)計(jì)和報(bào)建階段評(píng)審合格后，需要將圖紙和模型具體化，進(jìn)行建造施工以及設(shè)備安裝。EPC設(shè)計(jì)總承包單位應(yīng)組織施工實(shí)施團(tuán)隊(duì)與設(shè)備集成供應(yīng)及安裝團(tuán)隊(duì)進(jìn)行加氫站建設(shè)及設(shè)備安裝。項(xiàng)目指導(dǎo)委員會(huì)與監(jiān)理實(shí)施團(tuán)隊(duì)共同對(duì)工程建設(shè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理審核，并做好變更管理和過(guò)程控制。

項(xiàng)目的施工過(guò)程管理包括監(jiān)理實(shí)施團(tuán)隊(duì)介入、招投標(biāo)、材料采購(gòu)、長(zhǎng)周期設(shè)備制作、 施工過(guò)程、中間交接等內(nèi)容，重點(diǎn)是安全、健康、環(huán)境對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度、成本三要素的科學(xué)化管理和最優(yōu)化控制。工程監(jiān)理實(shí)施團(tuán)隊(duì)對(duì)施工質(zhì)量承擔(dān)監(jiān)理責(zé)任。

3.3.1 加氫站項(xiàng)目進(jìn)度實(shí)施管理

為推動(dòng)加氫站工期建設(shè)目標(biāo)安全、高效實(shí)現(xiàn)，需要細(xì)化項(xiàng)目管理職能，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和建設(shè)模式成立EPC設(shè)計(jì)總包項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)和建設(shè)方監(jiān)督管理團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步明確項(xiàng)目責(zé)任主體和管理職責(zé)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合理分工，實(shí)施項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，并根據(jù)職能配備相應(yīng)專業(yè)人員作為技術(shù)支持和配套保障，推動(dòng)項(xiàng)目快速有序開(kāi)展實(shí)施。

在設(shè)計(jì)牽頭總包管理模式下，由項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施團(tuán)隊(duì)和施工實(shí)施團(tuán)隊(duì)共同編制工程總體統(tǒng)籌控制計(jì)劃和施工設(shè)計(jì)大綱，工期安排和成本支出嚴(yán)格按照制定的計(jì)劃執(zhí)行，保證項(xiàng)目關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)( 里程碑) 如期完成，從而確保整個(gè)項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)項(xiàng)目施工承包管理模式不同，合理安排項(xiàng)目招標(biāo)采購(gòu)、設(shè)備進(jìn)廠時(shí)間，合理安排工期并提高項(xiàng)目建設(shè)效率。

3.3.2 加氫站項(xiàng)目質(zhì)量實(shí)施管理

實(shí)施過(guò)程質(zhì)量管控(圖6)由建設(shè)、監(jiān)理和EPC總包單位共同負(fù)責(zé)。嚴(yán)把招標(biāo)采購(gòu)關(guān)，招標(biāo)工作啟動(dòng)前便進(jìn)行項(xiàng)目嚴(yán)格管理，嚴(yán)格審查資質(zhì)，從簽訂的技術(shù)協(xié)議、材料采購(gòu)合同、工程施工合同上提高項(xiàng)目施工質(zhì)量，特別是要全面關(guān)注主設(shè)備采購(gòu)、監(jiān)檢、安裝，壓力容器、壓力管道報(bào)監(jiān)、安裝和測(cè)試，防雷、防爆和防靜電施工與測(cè)試，消防和安防系統(tǒng)施工以及調(diào)試、系統(tǒng)和聯(lián)合調(diào)試等重點(diǎn)工作。

圖6 影響質(zhì)量因素示意圖

嚴(yán)控材料驗(yàn)收。完善材料設(shè)備的驗(yàn)收程序，對(duì)入廠材料把關(guān)驗(yàn)收，嚴(yán)格入廠質(zhì)量控制。在使用過(guò)程中通過(guò)抽查、抽檢，利用先進(jìn)儀器進(jìn)行材料質(zhì)量控制。嚴(yán)格關(guān)注設(shè)備質(zhì)量，設(shè)備來(lái)源要確保，杜絕低端廠家的設(shè)備，清楚界定招標(biāo)門檻，確保進(jìn)廠設(shè)備滿足工藝生產(chǎn)要求。并將原材料及構(gòu)件出廠證明、質(zhì)量鑒定、復(fù)驗(yàn)單存檔。

壓力容器和壓力管道施工是加氫站建設(shè)過(guò)程管控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；跉錃獗举|(zhì)安全管理需要，要防止氫氣泄漏、逸出、聚集及外源污染，全面杜絕生燃燒和爆炸隱患[6]。建設(shè)實(shí)施過(guò)程中需嚴(yán)格控制水蒸汽、油脂、顆粒物等外源污染，確保進(jìn)站車輛安全加注符合車用燃料電池要求的氫氣。同時(shí)對(duì)于壓力容器和壓力管道的施工在進(jìn)場(chǎng)前要提前辦理監(jiān)檢報(bào)備，確保符合政府主管部門要求，施工測(cè)試后需取得壓力容器和壓力管道使用許可證，以便后續(xù)手續(xù)辦理順暢。

施工過(guò)程中建設(shè)和監(jiān)理單位要共同做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和協(xié)調(diào)，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量可控、進(jìn)度可控。先由施工單位質(zhì)量自檢、監(jiān)理單位質(zhì)量監(jiān)督驗(yàn)收、職能部門聯(lián)合質(zhì)量驗(yàn)收、工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)全過(guò)程監(jiān)督的質(zhì)量保證體系，明確質(zhì)量控制點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)部位、關(guān)鍵工序進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。對(duì)地質(zhì)勘探、基礎(chǔ)工程、隱蔽工程、焊接試驗(yàn)等各類工作做好驗(yàn)收記錄。

3.3.3 加氫站項(xiàng)目成本實(shí)施管理

加氫站項(xiàng)目的成本管控，一般是指在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，對(duì)所消耗的人力、物力等資源以及各項(xiàng)費(fèi)用支出進(jìn)行指導(dǎo)、跟蹤、監(jiān)管和控制，適時(shí)對(duì)比實(shí)際執(zhí)行與計(jì)劃的差異，及時(shí)采取糾偏措施，把項(xiàng)目推進(jìn)涉及的各項(xiàng)費(fèi)用控制在計(jì)劃成本范圍之內(nèi)，努力確保成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。施工工期和施工成本之間應(yīng)當(dāng)是一種辨證的統(tǒng)一的關(guān)系。較長(zhǎng)的施工工期，必然導(dǎo)致固定費(fèi)用的增加，而過(guò)短的掩工工期，肯定會(huì)使資源的投入加大，導(dǎo)致費(fèi)用的增加。因此，合理的工期會(huì)產(chǎn)生合理的工程成本。質(zhì)量和成本有一定的聯(lián)系，但影響的因素很多，關(guān)系比較復(fù)雜[7]。一般情況下，項(xiàng)目成本會(huì)隨著施工質(zhì)量水平(包括技術(shù)、工藝和管理要求等)的提高而相應(yīng)增加。而項(xiàng)目成本的控制，一方面要盡可能控制成本支出，另一方面還要同步提高項(xiàng)目預(yù)期收益，這樣才能實(shí)現(xiàn)更好的成本控制水平。

在項(xiàng)目實(shí)施管理過(guò)程中，可采取相應(yīng)措施推動(dòng)成本控制：①建立項(xiàng)目資金使用及往來(lái)登記臺(tái)賬，做好月度財(cái)務(wù)收支計(jì)劃分析比對(duì)，用計(jì)劃執(zhí)行率管控成本費(fèi)用支出；②建立項(xiàng)目成本審核簽證制度，控制成本費(fèi)用支出；③強(qiáng)化質(zhì)量管控，合理降低質(zhì)量成本；④堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)管理標(biāo)準(zhǔn)化，堵塞浪費(fèi)漏洞；⑤定期對(duì)項(xiàng)目開(kāi)展經(jīng)濟(jì)核算“三同步”檢查(即統(tǒng)計(jì)核算、業(yè)務(wù)核算、會(huì)計(jì)核算)，避免項(xiàng)目成本出現(xiàn)異常；⑥引入成本控制工具，比如成本分析表法來(lái)輔助項(xiàng)目成本控制；⑦認(rèn)真會(huì)審圖紙，積極提出修改意見(jiàn)；⑧加強(qiáng)合同預(yù)算管理，增刨工程預(yù)算收入；⑨制訂先進(jìn)的、經(jīng)濟(jì)合理的施工方案；⑩落實(shí)技術(shù)組織措施；組織均衡施工，加快施工進(jìn)度。加氫站施工平面示意圖見(jiàn)圖7。

圖7 加氫站施工平面示意圖

3.4 加氫站項(xiàng)目驗(yàn)收和取證階段過(guò)程管理

在中交驗(yàn)收前，需編制出包括氫氣運(yùn)輸過(guò)程的整站運(yùn)行方案，組織好人員、技術(shù)、安全環(huán)保、物資、資金、經(jīng)營(yíng)和外部條件等工作。工程中間標(biāo)志著施工告一段落，項(xiàng)目開(kāi)始進(jìn)入聯(lián)動(dòng)調(diào)試階段。對(duì)于加氫站項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，設(shè)備運(yùn)行準(zhǔn)備、試車和注氫運(yùn)行是建設(shè)階段轉(zhuǎn)入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的必要條件，建設(shè)方應(yīng)組織供氫資源，并與EPC總包單位配合，在監(jiān)理部門的監(jiān)督審核下，對(duì)各類裝備生產(chǎn)能力、工藝指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備性能、自控水平、消耗定額等是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求進(jìn)行全面考核。

此階段以工程移交為關(guān)鍵決策點(diǎn)，包括工程決算審計(jì)以及環(huán)保、消防、安全、職業(yè)衛(wèi)生、檔案等專業(yè)部門的驗(yàn)收工作。需要將項(xiàng)目管理過(guò)程中生成的所有文件(包括聲像文件)歸檔整理給檔案管理部門。項(xiàng)目后評(píng)價(jià)是對(duì)項(xiàng)目論證、決策、實(shí)施、運(yùn)營(yíng)等管理過(guò)程進(jìn)行全方位梳理和分析，從目標(biāo)實(shí)現(xiàn)率、合規(guī)性、實(shí)效性和創(chuàng)新性等方面進(jìn)行全面評(píng)估。

加氫站項(xiàng)目完成試運(yùn)行并達(dá)到相關(guān)規(guī)定要求后，建設(shè)單位要向住建、規(guī)劃、消防、質(zhì)監(jiān)、氣象、檔案、環(huán)保、市場(chǎng)監(jiān)管等政府部門申請(qǐng)專項(xiàng)驗(yàn)收。同時(shí)還要組織開(kāi)展安全、環(huán)?！叭瑫r(shí)驗(yàn)收”，若政府相關(guān)驗(yàn)收流程還未配套落實(shí)，也可由建設(shè)單位依據(jù)前期安全條件、設(shè)施審查意見(jiàn)并參考相關(guān)規(guī)定自行組織驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后報(bào)當(dāng)?shù)貞?yīng)急管理局備案。以上專項(xiàng)驗(yàn)收通過(guò)后，建設(shè)單位按照各地相應(yīng)規(guī)定提報(bào)主管部門核發(fā)《燃?xì)饨?jīng)營(yíng)許可證》、《氣瓶(壓力容器)充裝許可證》、《氫氣經(jīng)營(yíng)許可證》。取得相應(yīng)證照后建設(shè)單位依法開(kāi)展加氫站商業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。

4 建設(shè)案例應(yīng)用及分析

中石化南寧某加氫站采用EPC設(shè)計(jì)總承包并由建設(shè)方全程介入?yún)f(xié)調(diào)管理的模式，站點(diǎn)占地面積約7 800 m2，原已設(shè)置并經(jīng)營(yíng)汽柴油、CNG等兩種能源，該站緊鄰原有閑置油庫(kù)，得益于場(chǎng)地的獨(dú)特便利條件，利用周邊空余場(chǎng)地對(duì)站點(diǎn)功能進(jìn)行全面升級(jí)改造，增設(shè)加氫、光伏、充電、換電及非油品多業(yè)態(tài)的綜合體服務(wù)功能；其中加氫部分設(shè)計(jì)為三級(jí)加氫站(儲(chǔ)氫量≤1 000 kg)，站內(nèi)設(shè)置一組9根型45 MPa儲(chǔ)氫瓶組，總水容積9 m3，2臺(tái)雙槍雙系統(tǒng)加氫機(jī)，1臺(tái)≥500 kg/12 h排氣能力隔膜式壓縮機(jī)，2臺(tái)單柜雙系統(tǒng)卸氣柱，1組順序控制柜及其他配套工藝管線、儀表風(fēng)、自控、冷卻系統(tǒng)等，可同時(shí)滿足4輛車加注，單日加氫能力可達(dá)500 kg，同時(shí)預(yù)留二期設(shè)備位置，確保后續(xù)加氫量增加后可以增設(shè)相應(yīng)的設(shè)備[8]。

該項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中業(yè)主方、設(shè)計(jì)方和監(jiān)理方全程合力監(jiān)督，出現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際條件沖突的情況時(shí)能夠及時(shí)論證出具設(shè)計(jì)變更，盡早作出既滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)又符合建設(shè)場(chǎng)地實(shí)際情況的調(diào)整，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范和中石化集團(tuán)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)做法，進(jìn)一步降低了時(shí)間成本和溝通成本[9]；這種一體化建設(shè)模式有利于整個(gè)項(xiàng)目的統(tǒng)籌協(xié)同，有效解決設(shè)計(jì)與施工的銜接、減少采購(gòu)與施工的中間環(huán)節(jié)，解決施工方案的實(shí)用性、技術(shù)性和安全性的矛盾關(guān)系，對(duì)費(fèi)用和進(jìn)度的控制都有很好的效果。而傳統(tǒng)的管理模式質(zhì)量監(jiān)督管理多依托監(jiān)理方，返工情況時(shí)有出現(xiàn)，對(duì)建設(shè)工期和成本均造成損耗。

正常來(lái)說(shuō)，加氫站建設(shè)周期約需4～5個(gè)月(120～150天)的時(shí)間，南寧加氫站項(xiàng)目原定工期計(jì)劃為105天，采用EPC總承包并由建設(shè)方全程介入?yún)f(xié)調(diào)管理模式推進(jìn)，實(shí)際僅用時(shí)90天就完成了全部?jī)?nèi)容，提前3周組織項(xiàng)目驗(yàn)收，比計(jì)劃節(jié)省15天；另外，在成本管控方面，南寧加氫站設(shè)計(jì)源頭把控較好，實(shí)施過(guò)程中較少出現(xiàn)變更及返工情況，目前看預(yù)計(jì)投資可節(jié)省約16 %，也進(jìn)一步驗(yàn)證了這種模式在項(xiàng)目實(shí)施階段的管理優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)科學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在集中制氫廠制氫，并用汽車將裝有氫氣的高壓氣瓶輸運(yùn)到氫氣加注站，加注給以氫氣為燃料的燃料電池汽車是全生命周期的能源利用效率、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)均為最佳的實(shí)施方案，這就促使我國(guó)加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入快速增長(zhǎng)期?；ńㄔO(shè)隨著項(xiàng)目管理手段的不斷完善以及管理模式的日趨成熟，逐漸形成一體化建站模式。