加氫站,作為氫能應(yīng)用領(lǐng)域的核心支撐,是氫燃料電池汽車邁向商業(yè)化道路的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施。其建設(shè)數(shù)量與普及廣度,直接且深刻地影響著氫燃料電池汽車商業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)速度。
在燃料電池汽車的發(fā)展藍(lán)圖中,加氫站扮演著與加油站在傳統(tǒng)燃油汽車體系中、充電站在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域中相類似的角色,均是各自能源供給體系中不可或缺的基石,對于推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的全面發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。
加氫站的定義
加氫站是一種專門用于為氫燃料電池汽車加注氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施。與傳統(tǒng)的加油站不同,加氫站通過高壓或低溫的方式儲(chǔ)存和輸送氫氣,以滿足氫燃料電池汽車的加氫需求。氫燃料電池汽車通過氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,驅(qū)動(dòng)汽車行駛,其唯一的排放物是水,因此被認(rèn)為是未來清潔交通的重要方向之一。
加氫站的類型
加氫站的建設(shè)需要滿足嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)闅錃饩哂幸兹家妆奶匦?。一般來說,加氫站主要分為以下幾種類型:
1. 按照氫氣來源分類
外供氫加氫站:這類加氫站的氫氣主要通過長管拖車、液氫槽車、管道等方式運(yùn)輸氫氣到加氫站,然后通過氫氣壓縮機(jī)增壓后儲(chǔ)存至站內(nèi)的高壓儲(chǔ)罐中,再通過氫氣加注機(jī)為燃料電池汽車加注氫氣。
站內(nèi)制氫供氫加氫站:這種類型的加氫站內(nèi)有制氫設(shè)備(如天然氣重整制氫、電解水制氫)產(chǎn)生氫氣,這些氫氣類似于天然氣管道輸送來的氣源,然后與加氣站設(shè)備組合為燃料電池汽車加注氫氣。
2. 按照建設(shè)形式分類
固定式加氫站:這種加氫站一般指具備固定安裝的高壓、中壓氫氣儲(chǔ)氣壓力容器的固定設(shè)備加氫站。
撬裝式加氫站:這種加氫站一般指設(shè)置可移動(dòng)或搬運(yùn)的底座(盤)的氫氣壓縮機(jī)及其輔助設(shè)備加氫站。
移動(dòng)式加氫站:這種加氫站一般指可移動(dòng)的、直接對氫能汽車或氫內(nèi)燃機(jī)汽車或氫氣天然氣混合燃料汽車等的儲(chǔ)氫瓶充裝氫燃料的專門設(shè)施加氫站。
3. 按照加氫站加注壓力分類
35MPa和70MPa工作壓力加氫站:當(dāng)充氫壓力為35~70MPa時(shí),加氫站氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)的工作壓力宜為35~100MPa。
4. 按照加氫站的建站類別分類
加氫單站(即純氫站,僅提供加氫設(shè)施)。
合建站(包括加氫加氣合建站、油氫合建站等)。
5. 按照站內(nèi)氫氣儲(chǔ)存相態(tài)分類
氣氫加氫站:這種加氫站的氫氣以氣體形式儲(chǔ)存。
液氫加氫站:這種加氫站的氫氣以液體形式儲(chǔ)存。
6. 按照是否具備制氫功能分類
制加一體站:這種加氫站既具備制氫功能也具備加氫功能。
外供氫加氫站:這種加氫站僅負(fù)責(zé)加注氫氣,而不涉及氫氣的制備。
加氫站的建設(shè)和運(yùn)營成本
盡管加氫站的種類繁多,但目前主流的加氫站建設(shè)主要集中在固定式和撬裝式這兩種外供氫加氫站。這兩種類型的站點(diǎn)在安全性和經(jīng)濟(jì)性方面都表現(xiàn)得尤為出色。
具體來說,一個(gè)500kg容量的固定式加氫站的建設(shè)成本大約為1000萬元人民幣,而同等容量的撬裝式加氫站的建設(shè)成本則約為500萬元人民幣。下圖展示了這兩種加氫站建設(shè)成本的占比情況:
本研究以500kg/35Mpa固定式加氫站的運(yùn)營成本為分析對象,具體分析如下:
1. 土地折舊費(fèi):由于不同地區(qū)的土地購置成本存在差異,本研究以華北地區(qū)為例,平均土地購置成本為300萬元。假設(shè)土地折舊年限為30年,則年折舊費(fèi)用約為10萬元。
2. 設(shè)備折舊費(fèi):不同制造商提供的設(shè)備購置成本各異。以500kg/35Mpa固定式加氫站的建設(shè)成本約1000萬元為基準(zhǔn),設(shè)備折舊年限設(shè)定為15年,因此年折舊費(fèi)用為66.6萬元。
3. 拖車租賃費(fèi):拖車租賃費(fèi)用因不同制造商而異,存在按天(500-800元/天)和按月(1.5-2萬元/月)兩種租賃模式。通過協(xié)商日均加氫量,可免除租賃費(fèi)用。
4. 人工成本:加氫站至少需要5名員工,包括1名站長和4名運(yùn)營人員(含安全員)。以每人平均8萬元/年計(jì)算,5名員工的總?cè)斯こ杀緸?0萬元/年。
5. 其他費(fèi)用:除人工成本和氫氣采購成本外,保證加氫站正常運(yùn)營的其他費(fèi)用大約在50-100萬元/年之間。這些費(fèi)用主要包括:
- 電費(fèi):用于壓縮系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加氫系統(tǒng)以及站內(nèi)控制系統(tǒng)和安防系統(tǒng)的設(shè)備用電,總功率約為200kW。
- 計(jì)量費(fèi)用:包括站內(nèi)安全閥、壓力表、質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量檢定和校準(zhǔn)。
- 維修維護(hù)費(fèi)用:涉及液壓系統(tǒng)油液更換以及密封件、管道閥件的維修。
6. 氫氣采購成本:不同制氫工藝的氫氣成本存在顯著差異。具體成本如下:
- 煤制氫:6.7-17.9元/kg;
- 天然氣制氫:8.9-17.9元/kg;
- 工業(yè)副產(chǎn)氫:8.9-16.8元/kg;
- 電解水制氫:38-54.8元/kg;
- 生物制氫:28.6元/kg。
加氫站通常會(huì)選擇成本較低的化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫??紤]到氫氣的運(yùn)輸成本和利潤,氫氣到廠價(jià)格約為25-35元/kg,這與當(dāng)?shù)氐墓淠芰γ芮邢嚓P(guān)。
假設(shè)該加氫站年運(yùn)行天數(shù)為300天,產(chǎn)能利用率為100%,年加氫量為150噸,毛利率約為15%,加氫槍口價(jià)格約為45元/kg。以49噸重卡滿載為例,當(dāng)加氫槍口價(jià)格為28元/kg時(shí),使用成本與燃油車相當(dāng)。
考慮到各地方的補(bǔ)貼政策,平均補(bǔ)貼為10-20元/kg,補(bǔ)貼后的氫燃料電池重卡用車成本仍然高于燃油車。
我國加氫站的發(fā)展脈絡(luò)
我國加氫站起步較晚,在2017年之前,我國加氫站的數(shù)量相對較少,技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)還處于初步階段。這個(gè)時(shí)期,加氫站的發(fā)展主要依賴于政府的支持和政策引導(dǎo)。發(fā)展速度從2018年才開始提高。
在2014年至2016年間,中國首次提出了氫能發(fā)展路線圖,將“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”作為重點(diǎn)任務(wù),這一時(shí)期推動(dòng)了我國燃料電池相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。
自2017年起,中國加氫站的建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。進(jìn)入2020年代以后,中國加氫站的建設(shè)進(jìn)一步加速。根據(jù)最新的搜索結(jié)果,截至2024年6月底,中國已建成加氫站426座,其中僅2024年上半年就新增了19座。此外,中國石化也加入了氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展行列,計(jì)劃建設(shè)百座油氣混建站。
當(dāng)前國內(nèi)加氫站數(shù)量雖然不多,但從長遠(yuǎn)規(guī)劃角度看,未來加氫站的數(shù)量將呈現(xiàn)大規(guī)模增長態(tài)勢。
根據(jù)工業(yè)和信息化部指導(dǎo)、中國汽車工程學(xué)會(huì)修訂編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》相關(guān)規(guī)劃顯示,到2025年,我國加氫站的建設(shè)目標(biāo)為至少1000座;到2035年加氫站的建設(shè)目標(biāo)為至少5000座。
全國加氫站的布局
全國加氫站各省布局各不相同,廣東加氫站數(shù)量最多,其次是江蘇、浙江等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份。不過各地政策都在規(guī)劃新的加氫站建設(shè)計(jì)劃,未來全國加氫站會(huì)呈現(xiàn)幾何倍數(shù)增長。
加氫站的政策
加氫站是鏈接氫氣和燃料汽車的紐帶,其政策發(fā)展歷程與氫能息息相關(guān)。近年來,國家對氫能發(fā)展的重視不斷提高,作為氫能發(fā)展重要基礎(chǔ)設(shè)施的加氫站,也不斷被納入國家政策的發(fā)展規(guī)劃中。
2019年,氫能首次被寫入政府工作報(bào)告,提出要推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)。
2021年,在《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中,國家明確要統(tǒng)籌推進(jìn)氫能制儲(chǔ)輸用全鏈條發(fā)展。
2022年,《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布,氫能被確定為未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。
2023年,首個(gè)國家層面氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南-《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》發(fā)布,為包括加氫站在內(nèi)的氫能產(chǎn)業(yè)鏈上各類項(xiàng)目建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
2024年3月,《2024年能源工作指導(dǎo)意見》出爐,文件提出,編制加快推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的相關(guān)政策,有序推進(jìn)氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
從地方層面的規(guī)劃來看,多地相關(guān)部門紛紛制定了當(dāng)?shù)匚磥硪欢螘r(shí)間內(nèi)的加氫站建設(shè)目標(biāo),其中規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)較多的是廣東省、河北省、山東省、陜西省、江蘇省。廣東省計(jì)劃到2025年建成加氫站超200座,河北省、山東省、江蘇省和陜西省均計(jì)劃到2025年累計(jì)建成100座加氫站。
國內(nèi)主要加氫站企業(yè)
1、中國石化
中國石化積極推進(jìn)制氫、提純、儲(chǔ)運(yùn)和加氫等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動(dòng)石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展。“十四五”期間,中國石化規(guī)劃建設(shè)百萬噸綠氫示范項(xiàng)目,目前綠氫項(xiàng)目正在推進(jìn)中;將于今年建成運(yùn)行加氫站 100 座,在“十四五”期間建成 1000 座加氫站。
2、美錦能源
美錦能源成立于 1997 年,是全國最大的獨(dú)立商品焦和煉焦煤生產(chǎn)商之一,是氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局的頭部企業(yè),是能源行業(yè)率先轉(zhuǎn)型升級(jí)的革新者。美錦能源積極推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí),加快新項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營,快速提升產(chǎn)能,形成了從煤炭、焦化、天然氣到化工產(chǎn)品和膜電極、燃料電池、加氫站到氫燃料電池汽車兩條互有協(xié)同的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系,構(gòu)造了綠色閉環(huán)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。2022 年上半年美錦能源實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 133.55 億元。
3、厚普股份
厚普股份成立于 2005 年,于 2015 年在深圳證券交易所創(chuàng)業(yè)板上市,是清潔能源整體解決方案服務(wù)商。在加氫站領(lǐng)域,厚普股份已形成了從設(shè)計(jì)到關(guān)鍵部件研發(fā)、生產(chǎn),成套設(shè)備集成、加氫站安裝調(diào)試和技術(shù)服務(wù)支持等覆蓋整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的綜合能力。2022 年厚普股份實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 3.44 億元。
4、國富氫能
國富氫能位居中國加氫站集成商第一。江蘇國富氫能技術(shù)裝備股份有限公司,成立于 2016 年 6 月,專注于氫能“產(chǎn)、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用”全產(chǎn)業(yè)鏈核心設(shè)備的研發(fā)和制造。2017 年,公司取得 B3 級(jí)壓力容器特種設(shè)備制造許可證,首套加氫站裝置上市。2022 年以來,國富氫能的加氫站設(shè)備已開始出口到馬來西亞等海外市場,并用于馬來西亞 70MPa 加氫站項(xiàng)目的建設(shè)。2022 年 6 月,公司曾向上交所遞交上市申請,于同年 10 月“考慮到 A 股市場整體審批程序的不確定性”為由主動(dòng)撤回申請。2023 年 3 月,公司在江蘇省證監(jiān)局完成了輔導(dǎo)備案工作,擬首次發(fā)行股票并上市。2024 年 3 月,公司正式向港交所遞交提交主板上市申請,二次沖擊上市。從收入構(gòu)成來看,加氫站設(shè)備及相關(guān)產(chǎn)品是國富氫能的第二大業(yè)務(wù)。
原標(biāo)題: 科普 | 什么是加氫站?