加氫站建設(shè)制約因素探討

羅興月

中交煤氣熱力研究設(shè)計(jì)院有限公司 遼寧沈陽 110026

氫能的特點(diǎn)是清潔、低碳、高效及安全，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與升級(jí)深受氫能影響。新型燃料電池汽車主要依靠氫能提供動(dòng)能，加氫站建設(shè)力度越大，新能源汽車也將在未來發(fā)展得越來越好。近年，我國(guó)在加氫站建設(shè)方面獲得了外界的認(rèn)可，取得了階段性得勝利，但要想進(jìn)一步擴(kuò)大加氫站建設(shè)規(guī)模，還得克服很多困難。根據(jù)加氫站建設(shè)現(xiàn)狀，找出問題的根源所在，分析研討出有效解決措施，并制定科學(xué)合理的發(fā)展方向，確保加氫站建設(shè)布局的合理性并有序地開展建設(shè)工作，為新能源汽車推廣工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

1 加氫站的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國(guó)加氫站建設(shè)現(xiàn)狀。我國(guó)新能源汽車飛速發(fā)展，需要加氫站的建設(shè)數(shù)量不斷增加。我國(guó)加氫站建設(shè)規(guī)劃已于2016年完成，規(guī)劃中表明，2020年以后，新型燃料電磁汽車能源的來源問題將得到全面解決，并表示2025年后，建設(shè)完成的加氫站不低于500座。由此可見，加氫站的建設(shè)為我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)為汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了重要保障。但是就目前來看，加氫站的建設(shè)并不順利，還需要克服的困難較多[2]。

2 加氫站建設(shè)制約因素的分析

2.1 氣源

我國(guó)主要采取長(zhǎng)管拖車將氫氣氣源運(yùn)送至加氫站內(nèi)的方式，《加氫站技術(shù)規(guī)范》（GB50516—2010）中明確規(guī)定氣源中氫氣需要滿足純度（體積分?jǐn)?shù)）為99.999%的要求。

氣源主要由制氫廠提供?，F(xiàn)如今氫主要通過電解水制氫；以天然氣、煤炭為代表的化石能源重整制氫；以氯堿尾氣、丙烷脫氫、焦?fàn)t煤氣為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫三種方式獲得。

化石能源重整所獲得的氫主要應(yīng)用用在石油煉化、合成氨相關(guān)領(lǐng)域，我國(guó)加氫站的主要?dú)錃鈿庠磩t主要是通過工業(yè)副產(chǎn)氣制氫所得。國(guó)內(nèi)氫氣制造業(yè)在內(nèi)陸發(fā)展比較緩慢，在東部沿海區(qū)域卻發(fā)展得很快，制氫企業(yè)的分布具有一定得地域特性，在我國(guó)東部沿海地區(qū)分布著大大小小的制氫企業(yè)，然而在內(nèi)陸地區(qū)制氫企業(yè)確十分少見，據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，江蘇省、北京市、上海市、廣東省、山東省等沿海地區(qū)占全國(guó)制氫總量已然超過60%。

在制氫企業(yè)分布不均的背景下，我國(guó)加氫站氣源分布不均的現(xiàn)象十分明顯，內(nèi)陸少、東部沿海區(qū)域多，再加上制氫方式、價(jià)格、運(yùn)距、產(chǎn)地等原因，可供加氫站選擇的氫氣氣源相當(dāng)有限。與此同時(shí)，不同原料、不同產(chǎn)地、不同時(shí)間制氫的氣源純度、品質(zhì)、價(jià)格有所差異，加氫站要求氣源中氫氣的純度很高。同時(shí)，由于大型國(guó)有能源企業(yè)占據(jù)著領(lǐng)先地位，其他企業(yè)及小型企業(yè)在受到其排擠的情況下，進(jìn)入加氫站市場(chǎng)舉步維艱。氣源直接決定了加氫站能否正常運(yùn)營(yíng)，加氫站建設(shè)中很大程度受到氣源的制約，在有限的市場(chǎng)份額中如何獲得持續(xù)穩(wěn)定的氣源供應(yīng)將成為制勝法寶。

2.2 下游用戶

我國(guó)氫燃料電池式汽車是加氫站的主要顧客。然而截止2019年12月，我國(guó)氫燃料電池汽車數(shù)量很少，保有量?jī)H有約6000輛，加氫站的建設(shè)速度與數(shù)量直接受到氫燃料電池汽車發(fā)展的速度所影響。氫燃料電池汽車投放到市場(chǎng)的速度又受到氫燃料電池的技術(shù)發(fā)展所影響，而人們的購(gòu)買能力又直接受到氫燃料電池汽車的市場(chǎng)價(jià)格影響。相比傳統(tǒng)燃油汽車，氫燃料電池汽車遠(yuǎn)比同功率、同類型的汽車貴，例如豐田Mirai，全球銷量較好的氫燃料電池汽車，續(xù)航里程可達(dá)約482km，然而售價(jià)卻在40×104元左右，人們可能更愿意選擇便宜20×104元左右，性能相同，性價(jià)比較高的燃油車輛，鑒于此，昂貴的價(jià)格成了阻礙人們購(gòu)買氫燃料電池汽車的絆腳石。我國(guó)目前的氫燃料電池汽車市場(chǎng)保有量較少，下游用戶較少，加氫站的建設(shè)與下游用戶擁有氫燃料電池汽車情況相互制約、相互影響，人們對(duì)加氫站的建設(shè)的態(tài)度大多持觀望狀態(tài)[3]。

2.3 投資環(huán)境

項(xiàng)目維持正常運(yùn)營(yíng)的先決條件是收益，有了收益才能持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。然而我國(guó)目前很多加氫站處于虧損狀態(tài)，且暫時(shí)沒有完全實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，大多數(shù)為示范站。下面以某地的一處加氫站為例，對(duì)其運(yùn)營(yíng)情況和造價(jià)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。該加氫站的占地面積約5000m2，設(shè)計(jì)的規(guī)模（日加氫量）為500kg/d，站內(nèi)的主要有2臺(tái)氫氣壓縮機(jī)、2臺(tái)氫氣卸氣柱、3臺(tái)35MPa加氫機(jī)、1組9m3氫氣儲(chǔ)氣瓶組等配置。該加氫站總造價(jià)約3000×104元，工藝設(shè)備全部為進(jìn)口設(shè)備，造價(jià)約1500×104元，約占總造價(jià)的50%。加氫站建成后，政府提供補(bǔ)貼500×104元，并且在經(jīng)營(yíng)期前2年，政府補(bǔ)貼的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)銷售1kg補(bǔ)貼20元，第3年和第4年經(jīng)營(yíng)時(shí)，政府補(bǔ)貼有所下降，每銷售1kg補(bǔ)貼15元，經(jīng)營(yíng)到第5至7年時(shí)則補(bǔ)貼10元。算上政府對(duì)加氫站的補(bǔ)貼，稅后益率約8%，若除去政府補(bǔ)貼，該項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)仍舊虧損。

不難看出，加氫站具有風(fēng)險(xiǎn)大、造價(jià)高、投資回收期較長(zhǎng)、設(shè)備造價(jià)占比較高等缺點(diǎn)，這也成為了制約加氫站建設(shè)的關(guān)鍵因素。

2.4 技術(shù)層面

2.4.1 氣源

第一，制氫環(huán)節(jié)與物理、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域密切相連，實(shí)際生產(chǎn)過程中使用的技術(shù)路線也錯(cuò)綜復(fù)雜，若在實(shí)際技術(shù)與基礎(chǔ)研究方面有重大突破，整個(gè)業(yè)態(tài)環(huán)境將得到極大改善。第二，氫氣制備技術(shù)在生產(chǎn)條件、市場(chǎng)等諸多方面受到限制，規(guī)?；a(chǎn)實(shí)現(xiàn)難度大，形成穩(wěn)定氣源難度更大。

2.4.2 加氫站

由于我國(guó)處于發(fā)展初期，相關(guān)技術(shù)不成熟，加氫站所使用的核心元器件、設(shè)備完全依靠進(jìn)口，沒有議價(jià)權(quán)，從而導(dǎo)致降本難度大。由此可見，國(guó)內(nèi)加氫站的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本與建設(shè)成本較高。國(guó)內(nèi)加氫站難以贏利、成本高昂等不利現(xiàn)狀，需依靠政策的補(bǔ)貼才能保持運(yùn)營(yíng)，且會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間。

2.4.3 下游市場(chǎng)

加氫站在氫燃料電池汽車尚未普及，服務(wù)對(duì)象少的背景下難以獲得收入。氫燃料電池汽車核心部件是氫燃料電池，目前，氫燃料電池存在基礎(chǔ)設(shè)施、價(jià)格與壽命等方面技術(shù)瓶頸，國(guó)內(nèi)氫燃料電池技術(shù)落后于國(guó)外，大多數(shù)車型也處于研究、技術(shù)驗(yàn)證階段，與國(guó)外相比，存在著較大距離。氫燃料電池具有價(jià)格較高、壽命較短的弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣氫燃料電池汽車必須在技術(shù)成熟，安全性能達(dá)標(biāo)的前提下，同時(shí)成本價(jià)格也不能過高。

2.5 相關(guān)政策

2009年1月23日，科技部、財(cái)政部發(fā)布財(cái)建《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》（[2009]6號(hào)），明確規(guī)定在試點(diǎn)城市購(gòu)置燃料電池汽車等新能源與節(jié)能汽車，將得到定額補(bǔ)助。購(gòu)買輕型商用車和公共服務(wù)用乘用車采用氫燃料電池的汽車，示范推廣的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)每輛車25×104元，10m以上的公交客車采用氫燃料電池的汽車，示范推廣補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為每輛車60×104元。2016年6月1日，國(guó)家能源局、國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030年）》（發(fā)改能源[2016]513號(hào)），國(guó)家能源戰(zhàn)略納入“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”，國(guó)家鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2018年2月12日，發(fā)改委、工業(yè)、財(cái)政部等部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》（財(cái)建[2018]18號(hào)），規(guī)定燃料電池汽車的補(bǔ)貼政策力度不減，基本不變。國(guó)家的政策有利于促進(jìn)加氫站和氫燃料電池汽車的建設(shè)。但是政府才補(bǔ)貼有要求，加氫能力至少需要在200kg/d的加氫站才能達(dá)到建設(shè)條件，鑒于加氫站建設(shè)成本高且難獲利的情況，一旦國(guó)家政策方向發(fā)生變化，加氫站的建設(shè)勢(shì)必再影響[4]。

3 應(yīng)對(duì)措施

結(jié)合我國(guó)加氫站目前發(fā)展情況，以下4項(xiàng)措施可助力加快加氫站建設(shè)。

（1）可通過加大對(duì)加氫站建設(shè)和氫燃料電池汽車的補(bǔ)貼力度，地方政府及國(guó)家加快，甚至減少加氫站建設(shè)審批流程，合理利用經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用，確保公平競(jìng)爭(zhēng)及各方利益，由此勢(shì)必使得加氫站及氫燃料電池汽車的發(fā)展速度加快。

（2）加氫站基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)力度也需加大，加快加氫站及氫燃料電池汽車、制氫廠研發(fā)基地與專用裝置生產(chǎn)與建設(shè)，技術(shù)研發(fā)力度要加大，從使用壽命、續(xù)駛里程、安全性等方面，打破氫燃料電池汽車技術(shù)壁壘，同時(shí)使加氫站核心元器件與設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，全面降低建設(shè)投入成本。

（3）采用加氣和加氫、加油和加氫、充電和加氫等方式相結(jié)合的建站方式發(fā)展，取締單一加氫站的發(fā)展模式。

（4）流動(dòng)資金猶如企業(yè)的血液，投資回收期長(zhǎng)的問題不容小覷，經(jīng)充分研究，可采取多運(yùn)營(yíng)商合資、合作的模式，攤薄投資費(fèi)用，同時(shí)可通過用戶參股等方式降低投資風(fēng)險(xiǎn)。