氢能产业链解析——氢储运和加氢站篇

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毕马威中国于9月15日发布《一文读懂氢能产业》报告，为助力大家深入了解氢能这一重要清洁能源，我们将在报告基础上陆续推出氢能产业链解析、海外氢能战略和中国氢能战略等微信文章。此为微信系列的第二篇，聚焦氢能产业链中游氢储运和加氢站。

储能和运输：高压气态储氢、低温液态储氢已进入商业应用阶段

在氢能产业发展过程中，氢的存储运输是连接氢气生产端与需求端的关键桥梁，因此高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障。根据氢气的储存状态可将储运方式分为气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等方式。
目前，高压气态储氢、低温液态储氢已进入商业应用阶段，而有机液态储氢、固体材料储氢尚处于技术研发阶段。不同储氢方式各有优劣（表1），其中，气态储氢具有成本低、能耗低、操作环境简单等特点，是目前发展相对成熟、应用较广泛的储氢技术，但该方式仍然在储氢密度和安全性能方面存在瓶颈。低温液态储氢是先将氢气液化，然后储存在低温绝热容器中，目前主要应用在航空领域。有机液态储氢由于其存储介质与汽油、柴油相近，可利用已有基础设施从而降低应用成本，备受业界青睐。相较于气态储氢和液态储氢，固态储氢在储氢密度和安全性能方面的优势更为突出，随着技术研发的深入，也是未来实现氢能高效、安全利用的重要方向。近年来，固态储氢引发行业的持续关注，吸引多家企业入局，其中，轻量化的小型固态储氢展现出较好的发展势头，以固态储氢为能源供应的电动自行车在深圳市、常州市等多地开展场景试验。

资料来源：世界能源蓝皮书，清华大学核能与新能源技术研究院，毕马威分析

在氢气运输方面，根据储氢状态的差异分为气态输送、液态输送和固态输送，气态和液态为目前的主流方式。通常的输氢形式包含长管拖车、槽罐车、管道（纯氢管道、天然气管道混输），不同的储运方式具有不同特点及适应性（表2）。船舶运氢也有望成为未来氢气运输的主要方式之一，但目前离实现商用规模化仍有一定距离，预计在2025-2027年间有望实现商用化。

由于中国目前氢能产业处于发展初期，氢能市场规模较小，且氢能示范应用主要围绕工业副产氢和可再生能源制氢地附近，因此多采用长管拖车运输，这也是当前较为成熟的运输方式。

数据来源：《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》，公开资料，毕马威分析

从整体发展趋势来看，根据中国氢能联盟报告预测，氢能储运将按照“低压到高压”“气态到多相态”的技术发展方向，逐步提升氢气的储存和运输能力。《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》指出，我国将稳步构建氢能储运体系，以安全可控为前提，推动氢储运技术研发，提高高压气态储运效率，加快降低储运成本，有效提升高压气态储运商业化水平，体现了“低压到高压”的前进方向。同时，为满足氢能发展后期长距离、大规模运输需求，提高氢储运的安全性能，我国将持续推动低温液氢储运产业化应用，探索有机液体、固态等储运方式应用，整体发展将呈现“气态到多相态”的发展趋势。

加氢站：中国加氢站数量居全球首位，具有区域集中性特点

加氢站是为燃料电池汽车充装氢气燃料的专门场所，作为服务氢能交通商业化应用的中枢环节，是氢能源产业发展的重要基础设施。

我国高度重视加氢站的建设，并积极发布相关政策规划助推加氢站的建设与布局（表3）。2014年国家首次发布针对加氢站的补贴政策。2019年推动加氢设施建设正式写入政府工作报告。2020年财政部出台有关开展燃料电池汽车示范应用的政策，“运营至少2座加氢站且单站日加氢能力不低于500公斤”成为示范城市群申报的基础条件，预计未来加氢站至少会从500公斤/天的加注量起步，这对于后期氢能的产业化将起到良好的带动作用。

数据来源：公开资料整理，毕马威分析

从规模来看，目前中国加氢站的数量正逐年增加（图1），2021年中国新建100座加氢站，累计建成数量达218座，位居世界首位。2022上半年国家进一步统筹推进加氢网络建设，全国已建成加氢站超270座。

数据来源：公开资料整理，毕马威分析

从加氢站的区域分布来看，当前我国加氢站可实现除西藏、青海、甘肃外的省份全覆盖，覆盖范围较广，同时又具有一定的区域集中性特征。从目前各省、直辖市、自治区建站数量来看，位列前4的省份依次为广东省（超50座）、山东省（接近30座）、江苏省（超20座）、浙江省（超20座）。此外，上海由于在氢能源领域起步较早及地方政策优势，是建设加氢站数量最多的直辖市。

根据氢气的储存状态，加氢站可分为高压氢气加氢站和液氢加氢站。总体而言，中国加氢站的技术尚未成熟，关键设备依赖进口。高压氢气加氢站主要由压缩系统、储氢系统和加注系统组成，由于国内缺乏成熟量产的加氢站设备厂商，当前设备费用占比较高。目前我国常建的高压氢气加氢站的造价约为1500万元，据专家推测，未来加氢站仍有30%-40%的降本空间。当前国内氢能应用规模有限，但随着未来需求的增加和加氢站的推广，加氢环节的关键设备亟需国产化。国家或将进一步出台支持政策，加快加氢站核心设备自主研发进程，实现关键设备国产化，提高氢能商业化的经济性。

由于液氢密度较高，在相同的加氢量下，液氢加氢站的单位投资低于高压气氢加氢站，具有一定的成本优势。从数量来看，2020年全球液氢加氢站约占加氢站总量的33%。相较之下，中国在液氢加氢站的建设上起步较晚，2021年底全国首座液氢油电综合功能服务站正式启用。从技术维度来看，液氢装备制造核心技术基本被德国、法国垄断，中国在液氢站方面的技术研发与攻关还有待加强。

在确保安全的前提下，站内制氢、储氢和加氢一体化的加氢站等新模式也正在积极探索中，《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》中鼓励充分利用站内制氢生产成本低的优势，推动氢能分布式生产和就近利用。此外，中石化等企业也在探索充分利用固定资产，依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加氢站。 

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