中國(guó)建設(shè)一個(gè)加氫站有多難？

目前，我國(guó)加氫站的建設(shè)相對(duì)于新能源汽車(chē)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(mǎn)足燃料電池汽車(chē)商業(yè)化應(yīng)用的需求。

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

目前，我國(guó)加氫站的建設(shè)相對(duì)于新能源汽車(chē)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(mǎn)足燃料電池汽車(chē)商業(yè)化應(yīng)用的需求，這嚴(yán)重制約了燃料電池汽車(chē)的發(fā)展。因此，我國(guó)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(lái)推動(dòng)加氫站的布局。

國(guó)內(nèi)加氫站的形勢(shì)

按照《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》規(guī)劃，到2020年，我國(guó)計(jì)劃燃料電池汽車(chē)規(guī)模達(dá)到5000輛，建成加氫站至少100座；到2025年，我國(guó)計(jì)劃燃料電池汽車(chē)規(guī)模達(dá)到5萬(wàn)輛，建成加氫站至少300座。

從2019年銷(xiāo)量來(lái)看，我國(guó)燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量增速明顯，全年銷(xiāo)售2737輛。從2015年僅有的10輛到2019年底，我國(guó)燃料電池汽車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量超過(guò)6500輛，已達(dá)成“實(shí)現(xiàn)5000輛氫燃料電池汽車(chē)規(guī)?！钡碾A段性目標(biāo)。

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

分地區(qū)來(lái)看，截止到2019年底，全國(guó)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。

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(guó)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(guò)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(chēng)為“灰氫”，把CO2通過(guò)CCUS或CCS利用或封存避免排放的氫稱(chēng)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(shuō)，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(lèi)氫氣成本低廉、不會(huì)產(chǎn)生額外碳排放且在全國(guó)各地均有分布，將這一類(lèi)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(wèn)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(chēng)為“綠氫”，是潔凈的制氫技術(shù)，是未來(lái)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(yáng)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(zhǎng)、黨組書(shū)記，中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)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(guò)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(guó)家應(yīng)盡快制定限排的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并嚴(yán)格執(zhí)行?！盎覛洹辈豢扇?，“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(wèn)題相對(duì)來(lái)說(shuō)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(jiǎn)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(guó)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(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫瓶?jī)?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(chǎng)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(zhǎng)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(wèn)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(lái)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(guò)不飽和液體有機(jī)物的可逆加氫和脫氫反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫。有機(jī)液體具有高質(zhì)量?jī)?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(zhǎng)期儲(chǔ)存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，一定程度上解決能源短缺問(wèn)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(hù)的分布情況，氣氫可以用管道網(wǎng)絡(luò)，或通過(guò)高壓容器裝在車(chē)、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(chǎng)合，而車(chē)、船運(yùn)輸則適合于量小、用戶(hù)比較分散的場(chǎng)合。液氫、固氫輸運(yùn)方法一般是采用車(chē)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(yíng)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(lái)說(shuō)，加氫站依然面對(duì)盈利前景不明等問(wèn)題，除了市場(chǎng)規(guī)模小之外，還面臨著成本、政策、技術(shù)等多重問(wèn)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(guó)產(chǎn)化率低，加氫站數(shù)量少，成本投入會(huì)比較高?！?/p>

以廣東佛山瀚藍(lán)（佛山）新能源運(yùn)營(yíng)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(wàn)，其中設(shè)備占了1800萬(wàn)。負(fù)責(zé)人表示，公司籌建的加氫站除了儲(chǔ)氫罐是國(guó)產(chǎn)，其余設(shè)備則是以進(jìn)口為主，所以投入成本比國(guó)內(nèi)其他加氫站還要高。

除了成本問(wèn)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(guó)內(nèi)一些地方為推進(jìn)燃料電池汽車(chē)的發(fā)展，出臺(tái)了一些地方文件來(lái)規(guī)定加氫站主管部門(mén)，但作為地方標(biāo)準(zhǔn)，這些文件沒(méi)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(mén)去審批，無(wú)法開(kāi)展工作。審批工作已經(jīng)成為加氫站建設(shè)面臨最大的問(wèn)題，大大制約了加氫站的發(fā)展。

目前，國(guó)內(nèi)的加氫站數(shù)量較少，多以示范運(yùn)營(yíng)為主，主要服務(wù)于公交、物流車(chē)等公共領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模較小，短期內(nèi)還無(wú)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(qián)每公斤，國(guó)家補(bǔ)貼20元，在政策的支持下，運(yùn)營(yíng)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(chē)生產(chǎn)等領(lǐng)域，加氫站相對(duì)滯后，盈利受限，這反過(guò)來(lái)又制約了企業(yè)的積極性，導(dǎo)致投資運(yùn)營(yíng)雙雙遇冷。

廣東國(guó)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(hù)群比較窄，制氫的廠家比較少，生產(chǎn)成本本來(lái)就高，如果以后氫氣變成能源了，像汽油、柴油一樣的話(huà)，就能緩解高成本帶來(lái)的壓力?！?/p>

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(lái)阻礙，業(yè)內(nèi)一直呼吁要把氫當(dāng)做能源來(lái)管理，而不是?；?。2020年4月，中國(guó)能源局發(fā)布《中華人民共和國(guó)能源法（征求意見(jiàn)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(guó)工程院原副院長(zhǎng)、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)主任、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)干勇認(rèn)為：“氫能產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，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(guó)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(lái)。從而來(lái)推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展?！?/p>

當(dāng)前，燃料電池汽車(chē)正在在加速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)將達(dá)到100萬(wàn)輛，超過(guò)世界上其他國(guó)家。但目前加氫站發(fā)展相對(duì)滯后，建立一座加氫站，無(wú)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(yíng)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(yíng)”，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(chē)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)。