制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站前景與桎梏
2023-05-16
國(guó)内制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站已刮起投建風潮。
制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站（下稱“一(yī / yì ／yí)體站”）在(zài)國(guó)際上(shàng)已應用了(le／liǎo)近20年，已有充分的(de)實踐驗證基礎，但在(zài)國(guó)内由于(yú)政策因素發展較爲(wéi / wèi)緩慢。現在(zài)這(zhè)種局面已發生改變，一(yī / yì ／yí)方面，政策端在(zài)給一(yī / yì ／yí)體站“松綁”，比如大(dà)連推出(chū)全國(guó)首個(gè)一(yī / yì ／yí)體站技術規範，5月6日廣東省也(yě)發布了(le／liǎo)征求《一(yī / yì ／yí)體站安全技術規範（報批稿）》地(dì / de)方标準意見的(de)公告；另一(yī / yì ／yí)方面，全國(guó)各地(dì / de)一(yī / yì ／yí)體站投建的(de)消息開始增多。一(yī / yì ／yí)體站作爲(wéi / wèi)破解氫氣儲運痛點的(de)一(yī / yì ／yí)種有效方式，已引起上(shàng)至政府下至産業鏈企業的(de)高度關注。
産業鏈中已經相關企業對一(yī / yì ／yí)體站市場展開布局，比如豐電金凱威已開發出(chū)針對一(yī / yì ／yí)體站的(de)45MPa三級壓縮機，他(tā)們預測一(yī / yì ／yí)體站在(zài)未來(lái)将會是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)有活力有潛力的(de)市場。不(bù)過就(jiù)現階段來(lái)說(shuō)，它仍存在(zài)一(yī / yì ／yí)些發展的(de)桎梏。一(yī / yì ／yí)體站，在(zài)帶着腳鏈翩翩起舞。
一(yī / yì ／yí)體站是(shì)采用“分布式制氫+站内加注設備”提供穩定氫源的(de)氫氣供應方式。相對于(yú)傳統的(de)站外制氫加氫，一(yī / yì ／yí)體站的(de)流程及主要(yào / yāo)設備更加簡約（如下圖）。它省去了(le／liǎo)氫氣運輸成本，避免了(le／liǎo)高壓卸氣、加氣、運輸環節的(de)安全隐患，同時(shí)可作爲(wéi / wèi)加氫母站向周邊加氫站供氫，幫助“氫荒”地(dì / de)區解決氣源供應問題。
國(guó)内一(yī / yì ／yí)體站的(de)建設發展正在(zài)提速。高工氫電産業研究所（GGII）數據顯示，自2019年以(yǐ)來(lái)，一(yī / yì ／yí)體站建設數量持續增加。到(dào)2022年，一(yī / yì ／yí)體站在(zài)已建加氫站中的(de)占比已經達到(dào)10%。
今年以(yǐ)來(lái)，關于(yú)一(yī / yì ／yí)體站的(de)投建消息也(yě)比較多。2月15日，我國(guó)首個(gè)甲醇制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站在(zài)遼甯大(dà)連自貿片區正式投用；昇輝科技近日公開透露，近期正籌劃自建制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站，爲(wéi / wèi)運營平台千輛級氫能車提供穩定經濟的(de)氫源；上(shàng)海臨港新區提出(chū)，爲(wéi / wèi)方便在(zài)重型貨運、港口等場景開展燃料電池示範應用和(hé / huò)可再生能源現場制氫儲氫試點示範工程，到(dào)2025年，在(zài)試點新建氫能制儲加一(yī / yì ／yí)體化母站4座等。
有部分一(yī / yì ／yí)體站成套技術裝備供應商向高工氫電反饋，原來(lái)采用站外供氫加氫站的(de)企業，有的(de)已在(zài)了(le／liǎo)解一(yī / yì ／yí)體站、考慮換成一(yī / yì ／yí)體站模式。一(yī / yì ／yí)體站發展勢頭整體上(shàng)行！具體原因兩點：
一(yī / yì ／yí)方面，政策給一(yī / yì ／yí)體站建設的(de)管控在(zài)逐步松開。2021年至2022年期間，上(shàng)海臨港、廣東、武漢、山東、河北唐山、内蒙古、河南濮陽、四川等相繼出(chū)台文件，允許在(zài)非化工園區制氫，這(zhè)爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)體站的(de)發展帶來(lái)積極作用。
今年2月遼甯自由貿易試驗區大(dà)連片區還出(chū)台了(le／liǎo)國(guó)内一(yī / yì ／yí)體站領域首個(gè)技術規範，提出(chū)将大(dà)力支持企業探索非化工園區制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站建設；支持專業機構制定制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站技術規範。5月6日，廣東省也(yě)發布了(le／liǎo)關于(yú)征求《制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站安全技術規範（報批稿）》地(dì / de)方标準意見的(de)公告。
另一(yī / yì ／yí)方面，站外供氫成本高企推動一(yī / yì ／yí)體站發展。目前國(guó)内已建成的(de)加氫站中采取站外供氫模式的(de)約占90%，并且以(yǐ)長管拖車搭載20MPa管式集裝箱運氫爲(wéi / wèi)主。然而(ér)長管拖車運輸的(de)局限性和(hé / huò)目前國(guó)内儲運裝備當前技術水平，卻讓外供氫加氫站槍口加注成本居高不(bù)下。
以(yǐ)設計加注量1000kg/d、日均加注負荷50%計算：外供氫加氫站槍口加注成本55-60元/kg，其中氫氣到(dào)站成本約占76%，站内運營成本占比24%。氫源價格和(hé / huò)運輸費用極大(dà)推高了(le／liǎo)外供站加注成本。
而(ér)同規格的(de)電解水制加一(yī / yì ／yí)體站，在(zài)電價爲(wéi / wèi)0.45元/千瓦時(shí)情況下，堿性水電解與PEM電解水制氫成本分别爲(wéi / wèi)26元和(hé / huò)39元，對比缺氫地(dì / de)區外供氫到(dào)站價格，經濟性優勢明顯。
“槍口端氫氣價格爲(wéi / wèi)35元/kg時(shí)，氫燃料電池重卡與燃油車、LNG燃料重卡相比使用成本略高，全周期成本相近。現有法規與技術條件下，采用槽車運輸氫氣的(de)方式，幾乎沒有可能将槍口端氫氣價格降至35元/kg。利用谷電制氫方式建設制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站，槍口端氫氣成本是(shì)有可能控制在(zài)35元/kg以(yǐ)内，補貼退坡後，加氫站有盈利能力。”康普銳斯董事長尹智告訴高工氫電。
基于(yú)自身特點，一(yī / yì ／yí)體站在(zài)這(zhè)些應用場景上(shàng)将大(dà)有可爲(wéi / wèi)，包括：鋼廠尾氣提純建設加氫站；煤化工（焦化廠）等企業焦爐煤氣提純建設加氫站；短途重載場景周邊及沿線建設谷電制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站；物流園區利用屋頂光伏、谷電制氫；高速服務區建設光伏+谷電制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站等。
目前國(guó)家正在(zài)工業、化工、交通等領域探索推進氫能應用，上(shàng)述這(zhè)些場景會越來(lái)越多，一(yī / yì ／yí)體站的(de)市場空間會越來(lái)越大(dà)。豐電金凱威總經理劉傑在(zài)2023高工氫能産業峰會上(shàng)預測，未來(lái)一(yī / yì ／yí)體站将會是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)非常有活力、有潛力的(de)市場。藍博氫能源總經理徐成俊也(yě)表示，一(yī / yì ／yí)體站兼具降低氫氣使用成本、安全、高效的(de)優勢，将是(shì)未來(lái)供氫模式的(de)主流。
事實上(shàng)，一(yī / yì ／yí)體站的(de)賽道(dào)上(shàng)已經湧進了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)批嗅覺敏銳的(de)企業。
壓縮機供應商有豐電金凱威、中鼎恒盛、康普銳斯等。其中豐電金凱威已經開發出(chū)應用于(yú)一(yī / yì ／yí)體站的(de)隔膜壓縮機産品——45MPa三級壓縮機，且目前已經應用于(yú)站内甲醇制氫項目，反饋效果良好。中鼎恒盛的(de)氫能壓縮機産品目前也(yě)已經應用于(yú)一(yī / yì ／yí)體站。
康普銳斯已經開發了(le／liǎo)制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站用壓縮機，能夠将電解水制氫1.6MPa左右的(de)氫氣通過三級增壓直接增壓至45MPa，同時(shí)壓縮機能夠滿足5-45MPa高壓進氣的(de)需求，能夠将儲氫容器内的(de)氫氣二次增壓，保證加氫站穩定加注。
能夠提供一(yī / yì ／yí)體化成套技術裝備的(de)除了(le／liǎo)亞聯高科、深圳凱豪達，還有藍博氫能源、青島格林維爾等。上(shàng)述提到(dào)的(de)今年投用的(de)我國(guó)首個(gè)甲醇制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站，其氫氣制取系統就(jiù)來(lái)自藍博氫能源。
青島格林維爾自行設計和(hé / huò)建造了(le／liǎo)國(guó)内首套最大(dà)的(de)500kg/d撬裝化制氫加氫一(yī / yì ／yí)體化裝置，并完成調試和(hé / huò)運行。該裝置将光能集熱系統、儲能系統、熱泵管理系統和(hé / huò)高純氫在(zài)線分析系統耦合，形成一(yī / yì ／yí)種更低功耗，更高效能的(de)撬裝式制氫加氫一(yī / yì ／yí)體化裝置。
我國(guó)到(dào)2025年預計建成加氫站突破1000座，到(dào)2035年預計達到(dào)5000座，保守按照一(yī / yì ／yí)體站每年2%的(de)增幅計算，十年内一(yī / yì ／yí)體站的(de)市場規模将是(shì)數億元級别。企業們已經陸續在(zài)盯住這(zhè)片市場了(le／liǎo)。
一(yī / yì ／yí)體站正迎來(lái)發展的(de)上(shàng)升期，但就(jiù)現階段而(ér)言，它投建也(yě)還有幾個(gè)問題不(bù)容忽視。一(yī / yì ／yí)體站在(zài)通往普及化、商業化的(de)道(dào)路上(shàng)還幾個(gè)“山丘”要(yào / yāo)翻越。
其一(yī / yì ／yí)，制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站雖然因爲(wéi / wèi)省掉高昂的(de)運氫成本，在(zài)氫氣槍口加注上(shàng)有成本優勢，但是(shì)這(zhè)種優勢也(yě)是(shì)有限的(de)。最大(dà)限制是(shì)電費！制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站生産、加注的(de)氫80%左右的(de)成本是(shì)電費。因此，有便宜的(de)電，才會有便宜的(de)氫。目前用電尚不(bù)便宜，這(zhè)也(yě)使得國(guó)内現階段尤其是(shì)東部沿海地(dì / de)區投建的(de)一(yī / yì ／yí)體站以(yǐ)甲醇制氫和(hé / huò)天然氣制氫爲(wéi / wèi)主。
其二，制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站建設成本要(yào / yāo)高于(yú)外供氫的(de)加氫站。以(yǐ)1000kg/d爲(wéi / wèi)例，以(yǐ)下是(shì)外供氫加氫站和(hé / huò)一(yī / yì ／yí)體站的(de)建設成本分析，投資成本立見高低（下圖），并且降本空間并不(bù)大(dà)。
“一(yī / yì ／yí)體站不(bù)管是(shì)制氫設備、壓縮機，還是(shì)儲存系統及設備、管道(dào)及附件都是(shì)不(bù)可能在(zài)短時(shí)間内降本的(de)，這(zhè)讓一(yī / yì ／yí)體站的(de)降本空間也(yě)不(bù)大(dà)，這(zhè)沒辦法。”廣東一(yī / yì ／yí)家一(yī / yì ／yí)體站承建商告訴高工氫電。
其三，雖然國(guó)内多地(dì / de)對于(yú)制加一(yī / yì ／yí)體站持支持态度，但并未制定詳細的(de)運營規範，導緻一(yī / yì ／yí)部分制加一(yī / yì ／yí)體站實際并未取證，甚至無證可取導緻無法正常運營。比如廣東某地(dì / de)制氫加氫一(yī / yì ／yí)體站已經通過竣工驗收，但一(yī / yì ／yí)直在(zài)等地(dì / de)方政府出(chū)台細則，一(yī / yì ／yí)直還未投運。
其四，政策松綁後需關注制氫電解槽安全，因爲(wéi / wèi)如果出(chū)現故障，氫氧混合的(de)可能性非常高，其安全風險也(yě)高。因此，電解槽及相關裝備需要(yào / yāo)特别的(de)安全風險防範措施，包括電解槽設計、制造、運營等各方面。
現階段的(de)一(yī / yì ／yí)體站，更像是(shì)在(zài)帶着腳鏈在(zài)翩翩起舞。舞姿很漂亮，但如果能進一(yī / yì ／yí)步突破發展的(de)桎梏，相信将能更好發揮天賦優勢，來(lái)解決氫氣應用的(de)難題。