近兩年，國家出臺(tái)系列政策來鼓勵(lì)燃料電池汽車的發(fā)展，就像充電基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于電動(dòng)汽車一樣，氫能基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于燃料電池汽車的發(fā)展也至關(guān)重要。

目前，我國加氫站的建設(shè)相對(duì)于新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對(duì)滯后，作為基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站的數(shù)量還不足以完全滿足燃料電池汽車商業(yè)化應(yīng)用的需求，這嚴(yán)重制約了燃料電池汽車的發(fā)展。因此，我國應(yīng)加快加氫站的建設(shè)，完善其上游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展來推動(dòng)加氫站的布局。

國內(nèi)加氫站的形勢(shì)

按照《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》規(guī)劃，到 2020 年，我國計(jì)劃燃料電池汽車規(guī)模達(dá)到 5000 輛，建成加氫站至少 100 座;到 2025 年，我國計(jì)劃燃料電池汽車規(guī)模達(dá)到 5 萬輛，建成加氫站至少 300 座。

從 2019 年銷量來看，我國燃料電池汽車銷量增速明顯，全年銷售 2737 輛。從 2015 年僅有的 10 輛到 2019 年底，我國燃料電池汽車?yán)塾?jì)銷量超過 6500 輛，已達(dá)成“實(shí)現(xiàn) 5000 輛氫燃料電池汽車規(guī)模”的階段性目標(biāo)。

 數(shù)據(jù)來源：中汽協(xié)

加氫站方面，2019 年我國加氫站建成 30 座，同比增加 100%。從 2006 年第一座加氫站落地開始，截止到 2019 年底，我國累計(jì)建成 61 座加氫站。如今，氫能基礎(chǔ)設(shè)施越來越受到重視，按照 2019 年增長速度，2020 年實(shí)現(xiàn)“ 100 座加氫站”的目標(biāo)大有希望。

 數(shù)據(jù)來源：中汽協(xié)、香橙會(huì)研究院

分地區(qū)來看，截止到 2019 年底，全國已經(jīng)有 16 個(gè)省市建成了加氫站，分布比較散。61 座加氫站主要分布在廣東(以佛山為主)、上海、江蘇等地，其他地區(qū)數(shù)量較少。

 數(shù)據(jù)來源：香橙會(huì)研究院

完善上游產(chǎn)業(yè)鏈配套 助力加氫站發(fā)展

制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫是加氫站上游氫能產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，每一個(gè)環(huán)節(jié)都影響著整體產(chǎn)業(yè)鏈的布局。

制氫

氫廣泛存在于水、煤、天然氣等化合物中，是二次能源，利用含氫化合物制取氫氣是氫能發(fā)展和利用的基礎(chǔ)和前提。目前，我國制氫方式主要有化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫提純制氫、電解水制氫三種制氫途徑。

化石能源制氫過程中會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體 CO2，2019 年 6 月“世界能源理事會(huì)”把這種伴有大量 CO2 排放的氫稱為“灰氫”，把 CO2 通過 CCUS 或 CCS 利用或封存避免排放的氫稱為“藍(lán)氫”，氫灰變藍(lán)才可以用。目前，CO2 的捕集、利用和封存技術(shù) ( CCUS 或 CCS ) 尚在試驗(yàn)并未產(chǎn)業(yè)化，亟待科技攻關(guān)。因此可以說，在當(dāng)下的技術(shù)條件下，雖然化石能源制氫技術(shù)成熟，但此路徑并不可取，不宜新建。

第二種制氫途徑是以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為主的工業(yè)副產(chǎn)氫提純制氫，副產(chǎn)氫純度較低、成分復(fù)雜，這類氫氣成本低廉、不會(huì)產(chǎn)生額外碳排放且在全國各地均有分布，將這一類氫氣作為燃料電池的氫源，有利于解決燃料氫氣的成本和大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)問題，真正做到變廢為寶。

第三種制氫途徑是電解水制氫，可再生能源電解水制得的氫被“世界能源理事會(huì)”稱為“綠氫”，是潔凈的制氫技術(shù)，是未來制氫的發(fā)展方向。

除了以上三種制氫方式，還包括核能制氫、太陽能制氫、生物制氫，但這些途徑技術(shù)尚未成熟，都處于研發(fā)階段。

工業(yè)和信息化部原部長、黨組書記，中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長李毅中表示，氫能源發(fā)展正當(dāng)其時(shí)，要科學(xué)合理地選擇制氫工藝路徑，必須從源頭以環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全、高效的要求實(shí)現(xiàn)氫能的供給。制氫過程不能發(fā)生溫室氣體 CO2 的大量排放，顯然這是首要的、必須的，建議國家應(yīng)盡快制定限排的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并嚴(yán)格執(zhí)行。“灰氫”不可取，“藍(lán)氫”可以用，“廢氫”可回收，“綠氫”是方向。

儲(chǔ)氫

與制氫相比，氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問題相對(duì)來說比較棘手，氫能的存儲(chǔ)運(yùn)輸是氫能應(yīng)用的主要瓶頸之一，安全、高效的氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。

氫氣是最輕的元素，在常溫常態(tài)下為氣態(tài)。目前，儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)主要有高壓儲(chǔ)氫、液體儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫等。

高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是最成熟、成本最低的技術(shù)。其儲(chǔ)存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個(gè)耐高壓的容器里。目前所使用的容器是鋼瓶，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快。

雖然高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)比較成熟、應(yīng)用普遍，但是體積比容量小，未達(dá)到美國能源部(DOE)制定的發(fā)展目標(biāo)，是該技術(shù)一個(gè)致命的弱點(diǎn)。除此之外，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫存有泄漏、爆炸的安全隱患，因此安全性能有待提升。此外，國內(nèi)儲(chǔ)氫瓶內(nèi)氫氣重量尚不到儲(chǔ)氫瓶重量的 1%，只能適合小規(guī)模、短距離的運(yùn)輸場景。

液態(tài)氫的密度是氣體氫的 845 倍，液態(tài)氫的體積能量密度比壓縮狀態(tài)下的氫氣高出數(shù)倍，適合長距離運(yùn)輸。但液化 1kg 的氫氣需要耗電 4-10 千瓦時(shí)，液氫的存儲(chǔ)也需要耐超低溫和保持超低溫的特殊容器，儲(chǔ)存容器需要抗凍、抗壓以及必須嚴(yán)格絕熱。所以這種方法成本太高，僅適用于不太計(jì)較成本問題且短時(shí)間內(nèi)需迅速耗氫的航天航空領(lǐng)域。

固態(tài)儲(chǔ)氫就是利用氫氣與儲(chǔ)氫材料之間發(fā)生物理或者化學(xué)變化從而轉(zhuǎn)化為固溶體或者氫化物的形式來進(jìn)行氫氣儲(chǔ)存的一種儲(chǔ)氫方式。固態(tài)儲(chǔ)氫方式能有效克服高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)兩種儲(chǔ)氫方式的不足，且儲(chǔ)氫體積密度大、操作容易、運(yùn)輸方便、成本低、安全等。

有機(jī)液體儲(chǔ)氫技術(shù)是通過不飽和液體有機(jī)物的可逆加氫和脫氫反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫。有機(jī)液體具有高質(zhì)量儲(chǔ)氫密度和高體積儲(chǔ)氫密度，可用現(xiàn)有管道設(shè)備進(jìn)行長期儲(chǔ)存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，一定程度上解決能源短缺問題。但技術(shù)操作條件較為苛刻，要求催化加氫和脫氫的裝置配置較高，導(dǎo)致費(fèi)用較高，且脫氫反應(yīng)效率比較低。

運(yùn)氫

按照氫在輸運(yùn)時(shí)所處狀態(tài)的不同，可以分為氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送。其中，氣氫輸送和液氫輸送是目前正在大規(guī)模使用的兩種方式。

根據(jù)氫的輸送距離、用氫要求及用戶的分布情況，氣氫可以用管道網(wǎng)絡(luò)，或通過高壓容器裝在車、船等運(yùn)輸工具上進(jìn)行輸送。管道輸送一般適用于用量大的場合，而車、船運(yùn)輸則適合于量小、用戶比較分散的場合。液氫、固氫輸運(yùn)方法一般是采用車船輸送。

制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫技術(shù)決定了加氫站上游氫源的供給，氫氣的制備要與儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加注、應(yīng)用協(xié)調(diào)發(fā)展才能使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈完整、完善。

加氫站的建成與運(yùn)營急需戰(zhàn)略推進(jìn)

加氫站雖然在燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈有著舉足輕重的地位，但目前來說，加氫站依然面對(duì)盈利前景不明等問題，除了市場規(guī)模小之外，還面臨著成本、政策、技術(shù)等多重問題。

加氫站主要由四部分設(shè)備組成，包括儲(chǔ)氫罐、壓縮機(jī)、加氫機(jī)、站控系統(tǒng)。目前加氫站設(shè)備部件國產(chǎn)化率低，加氫站數(shù)量少，成本投入會(huì)比較高。”

以廣東佛山瀚藍(lán)(佛山)新能源運(yùn)營有限公司為例，其公司負(fù)責(zé)人談到，公司有兩座正在投產(chǎn)的加氫站，每座加氫站前期投入要 3000 萬，其中設(shè)備占了 1800 萬。負(fù)責(zé)人表示，公司籌建的加氫站除了儲(chǔ)氫罐是國產(chǎn)，其余設(shè)備則是以進(jìn)口為主，所以投入成本比國內(nèi)其他加氫站還要高。

除了成本問題，加氫站的選址也是非常重要的一個(gè)因素，選址必須要考慮安全因素，和重要公共建筑保持一定的安全距離。

此外，政策制度不完善、審批難也是建設(shè)加氫站面臨的非常頭疼的事情。目前，國內(nèi)一些地方為推進(jìn)燃料電池汽車的發(fā)展，出臺(tái)了一些地方文件來規(guī)定加氫站主管部門，但作為地方標(biāo)準(zhǔn)，這些文件沒有統(tǒng)一性，在一些地方，企業(yè)甚至不知道該去找哪個(gè)部門去審批，無法開展工作。審批工作已經(jīng)成為加氫站建設(shè)面臨最大的問題，大大制約了加氫站的發(fā)展。

目前，國內(nèi)的加氫站數(shù)量較少，多以示范運(yùn)營為主，主要服務(wù)于公交、物流車等公共領(lǐng)域，市場規(guī)模較小，短期內(nèi)還無法大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。據(jù)了解，氫氣的成本大約是 40 塊錢每公斤，國家補(bǔ)貼 20 元，在政策的支持下，運(yùn)營企業(yè)基本上可以維持收支平衡的狀態(tài)。

資本方面也更熱衷于氫燃料電池、整車生產(chǎn)等領(lǐng)域，加氫站相對(duì)滯后，盈利受限，這反過來又制約了企業(yè)的積極性，導(dǎo)致投資運(yùn)營雙雙遇冷。

廣東國鴻氫能科技有限公司供應(yīng)鏈中心副總監(jiān)范炳堅(jiān)在 2019 年時(shí)候表示：“由于加氫站客戶群比較窄，制氫的廠家比較少，生產(chǎn)成本本來就高，如果以后氫氣變成能源了，像汽油、柴油一樣的話，就能緩解高成本帶來的壓力。”

此前，氫能源被列為?；?，人們總是“談氫色變”，這也給氫能的制造、運(yùn)輸和加氫站的建設(shè)、審批等帶來阻礙，業(yè)內(nèi)一直呼吁要把氫當(dāng)做能源來管理，而不是?；?。2020 年 4 月，中國能源局發(fā)布《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》，首次把氫能加入到能源行列，這一政策的發(fā)布將會(huì)促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加氫站產(chǎn)業(yè)鏈也會(huì)因此加快推動(dòng)步伐。

中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任、中國金屬學(xué)會(huì)理事長干勇

圖片來源：央視視頻截圖

中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任、中國金屬學(xué)會(huì)理事長干勇認(rèn)為：“氫能產(chǎn)業(yè)鏈長，它橫跨能源、化工諸多領(lǐng)域，氫體系也很復(fù)雜，所以推進(jìn)氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，要以企業(yè)為主體，也得有資本為紐帶，集中國內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位把團(tuán)隊(duì)力量搞強(qiáng)，然后把氫體系全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃拿出來。從而來推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。”

當(dāng)前，燃料電池汽車正在在加速發(fā)展，預(yù)計(jì)到 2030 年，我國氫燃料電池汽車將達(dá)到 100 萬輛，超過世界上其他國家。但目前加氫站發(fā)展相對(duì)滯后，建立一座加氫站，無論從政策、法規(guī)、流程、標(biāo)準(zhǔn)還是消防、環(huán)保等方面，再到運(yùn)營盈利模式的不斷探索，每一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)都需要“步步為營”，需要企業(yè)、政府與資本等多方面的配合才能完成。燃料電池汽車的發(fā)展勢(shì)不可擋，但加氫站的完成很難，它急需重視，急需戰(zhàn)略推進(jìn)。

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