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1、氢能源市场分析报告2019年8月-1-1、加氢站设施建设是氢能利用的保障4.1.1、 加氢站建设技术路线分为外供和内制41.2、 美、日、欧加氢站进入加速建设阶段61.3、 压、储是加速发展、成本降低的核心.12.2、中国加氢站建设瓶颈待破，理想丰满18.2.1、 我国加氢站分布呈现出明显的产业集聚效应.1.8.2.2、 补贴多在燃料电池车，未来有望向加氢站倾斜22.3、规模化或使未来加氢站成本降低空间达40%263.1、 外供氢式高压氢气加氢站的建设成本最低26.3.2、 压、储、加三大系统成本规模经济性显著29.3.3、 中国加氢站建设成本较其他国家优势明显32.4、分析建议35.1、加氢
2、站设施建设是氢能利用的保障氢能作为一种清洁、高效、可持续的二次能源，是构建未来以可再生能源为主的多元能源结构的重要载体，具开发和利用技术也成为了新一轮世界能源技术变革的重要方向。2017年末，国际氢能委员会发布了全球首份氢能源未来发展趋势调查，报告中指出：到2050年，氢能有望承担全球18%的能源需求，创造2.5万亿美元的市场价值，减少二氧化碳排放量高达6109吨。作为氢能产业上游制、储环节与下游应用市场的枢纽，加氢站的建设受到了各个国家和地区的高度重视。根据中国氢能联盟的预计，至U2050年，氢能在中国能源利用体系中的占比有望超过10%,需求量接近6000万吨，而交通领域作为氢能消费的重要突
3、破口，用氢量将达到2458万吨，约占该领域总用能量的19%(乐观情景达到4178万吨/年，占交通领域整体用能的28%)。当前，全球燃料电池汽车发展全面加速，预计到2030年，中国的燃料电池汽车保有量将超过全球其他国家，达到100万辆。燃料电池汽车的广泛采用，与氢能基础设施建设的发展紧密相关。图1:主要国家燃料电池汽车保有量资料来源：中国电动汽车网；单位：万辆1.1、 加氢站建设技术路线分为外供和内制加氢站建设技术路线根据氢气来源可分为：外供氢加氢站和内制氢力(1)外供氢加氢站：站内无制氢装置,氢气通过长管拖车、液氢梢车或者氢气管道由制氢厂运输至加氢站，由氢气压缩机压缩并输送入高压储氢瓶内存储，
4、最终通过氢气加气机加注到氢能源燃料电池汽车中使用。根据氢气存储方式的不同，又可进一步分为高压气氢站和液氢站，全球约30%为液氢储运加氢站，主要分布在美国和日本，中国现阶段全部为高压气氢站。相比气氢储运，液氢储运加氢站占地面积更小，存储量更大，但是建设难度也相对更大，适合大规模加氢需求。（2）内制氢加氢站：在站内建有制氢系统,制氢技术包括电解水制氢、天然气重整制氢、可再生能源制氢等，站内制备的氢气一般需经纯化、干燥后再进行压缩、存储及加注等步骤。其中，电解水制氢和天然气重整制氢技术由于设备便于安装、自动化程度较高，且天然气重整技术可依托天然气基础设施建设发展，因而在站内制氢加氢站中应用最多，欧洲
5、内制氢加氢站主要采用这两种制氢方式。图2 :外供氢加氢站技术路线图3 :内制氢加氢站技术路线管束车工束软水Q A 0量整器 PSA压缩机储罐加氢机液氢槽车液氢储罐蒸发器压缩机储罐加氢机液氢槽车站外供氢附近的制氢厂氢气管道fl988水供氢电解槽压缩机储罐加氢机电解水站内资料来源：潘相敏等燃料电池汽车加氢站的工程实践资料来源：潘相敏等燃料电池汽车加氢站的工程实践根据供氢压力等级不同，加氢站分为35 MPa和70 MPa两种压力供氢。国外市场大多采用70MPa氢气，国内加氢站受现有压缩机和储氢瓶技术发展的限制，大部分采用35MPa氢气压力标准。用35MPa压力供氢时，氢气压缩机的工作压力为45MPa
6、,高压储氢瓶工作压力为45MPa,一般供乘用车使用；用70MPa压力供氢时，氢气压缩机的工作压力为98MPa,高压储氢瓶工作压力为87.5MPa。在原有或新的加油站、加气站的基础上加入加氢功能设施，使站内具有加油、加气、加氢等多种功能。根据加氢站技术规范（GB50516-2010），力口氢站可以单站建设，需要重新选址、投入成本高；油氢混合站是未来加氢站发展的方向，也可以规避锂电新能源车充电需要更多场地及时间等问题；中石油、中石化等已经开始进行相关的研究和建设工作。2019年7月1日，国内首座油氢合建站中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成，这是全国首座集油、氢、电能源供给及连锁便利服务于一体的新型
7、网点，日供氢能力为500kg。表1:我国加氢站等级划分指标总容量Gkc总容量Gkn加油站等级33加油站等级3加油站等级53加油站等级33一级kg4000G8000kg2000kg1000G4000kg1000120mV假180m60mV得神m30m和合1160mVW30m二级1000G40001000G1000500不得合建一级（合建后）-级（合建后）-级（合建后）三级G1000500不得合建一级（合建后）二二级（合建后）三级（合建后）备注管道供气的加气站储气设施总容积12m3加气子站储气设施总容3资料来源：加氢站技术规范（GB50516-2010）；注：对于加氢加气合建站：管道供气的加气站储
8、气设施总容积是各个储气设施的结构容积或水容积之和；对于加氢加油合建站：V为油罐总容积，m3;柴油罐容量可折半计入油罐总容积；不得合建表示对应等级的加氢站和加油站不得建设为加氢加油合建站按建设形式不同，加氢站可分为固定式、撬装式和移动式加氢站。固定式加氢站占地面积约为2000-4000m2,需要在城市总体规划中详细地划定用地边界，在当下城市建设用地紧张、用地价值高以及加氢站未来发展不确定性的情况下，寻找用于建设加氢站的独立用地存在一定困难，且有可能影响用地的开发价值。而撬装式和移动式加氢站将压缩机、储600 m 2氢装置、加氢机等设备进行集成化、模块化设置，设备的占地面积很小，可小于一般不需要在
9、城市规划中单独控制用地，较为适合与加气、加油站、环卫厂区、物流园区等合建。（房达等我国城区内加氢站规划发展方式的探讨）表2:加氢站类型、能力及用地面积需求固定式上1000-公交车25辆（或乘用车100辆）；2-3d氢气耗量2000 -4000撬装式400-500公交车12辆（或乘用车50辆）；2-3d氢气耗量200 -600移动式200-300公交车8辆（或乘用车30辆）；2-3d氢气耗量 50资料来源：房达等我国城区内加氢站规划发展方式的探讨图4:加氢站实例固定式加氢站撬装式加氢站移动式加氢站资料来源：房达等我国城区内加氢站规划发展方式的探讨1.2、 美、日、欧加氢站进入加速建设阶段截止20
10、18年底，全球公开运营的加氢站数目达到369座，较2017年增加了48座，其中152座位于欧洲，亚洲136座，北美78座，这些加氢站中有273座对外开放，占全球加氢站总数的74%（根据Hstations数据统计）。从国家来看，日本、德国、美国拥有加氢站数量位居前三位，分别为96座、60座和42座，占全球总数的54%,显示出这三个国家在氢能利用方面的高度重视。其他国家也正在积极部署加氢站建设，计划建设加氢站较多的国家包括德国（38座）、荷兰（17座）、法国（12座）、韩国（27座）等。图5:全球加氢站建设分布图6:主要国家加氢站建设及规划资料来源：各国政府网站，2020/25/30年预测值来自中
11、国氢能源及燃料电池产业白皮书中各国规划；单位：座从发展历程来看，日本、欧洲氢能利用的商业化进程较快，美国目前趋于商业化。氢燃料电池、氢燃料电池汽车的研发与商业化在日本、美国及欧洲各国迅速发展，作为燃料电池汽车动力的补给点，加氢站的建设也进入了一个快速发展阶段，各个国家和地区积极制定了氢能相关的发展战略。1973年，成立氢能源协会，开展氢能源技术研讨与技术开日本1982年，通产省在月光计划”中启动了燃料电池的开发；1993年，NEDO牵头开展了为期10年的氢能源系统技术 研究开发项目2 002年，启动JHFC示范项目，推动加氢站建设2 010年，FCCJ发布燃料电池汽车和加氢站 2010-202
12、5年商业化路线图，计划 2015年将建成100座加氢站，到2025年加氢 站将实现自力发展2 013年，推出日本复兴战略，把发展氢能上升为国策，大力普及家用和工业用的燃料电池2 014年，发布第四次能源基本计划，提出了加速建设和发展氢能社会的战略方向2 014年，发布日本氢和燃料电池战略路线图，并于2 016年修订，确定了实现氢能社会目标三步走的发展路 线：2025年前大 规模使用燃料电池，2020至2030年建 立大规模氢气供应系统，2040年 前实现零排放氢气制取2 014年发布氢能源白皮书，对加氢站建设的巨额成本进行补助2 017年，经济产业省制定了实现氢能社会的氢能基本战略，规划了20
13、50年目标愿景，以及为实现这一目标截至2030年的行动计划2009年，家用微型燃料电池热电联供装置Ene-farm 上市，政府对购置用户提供50%左右的补贴并做出长期补贴的承诺2013年，日本经济产业省启动对商业化加氢站的补贴计划，每个加氢站可获得最高相当于投资成本的50%的政府资金补贴，除补贴加氢站建设成本外，日本政府也每年给与2200万日元的的运营补贴，丰田、本田和日产三家汽车厂商再额外提供每年1100万日元运营补贴2014年，日本丰田公司开始推出新型氢燃料电池汽车Mirai ,政府向用户提供约30%的补贴2015年，日本三大汽车制造商丰田、日产和本田宣布计划联合投资60亿日元支持本国加氢
14、站建设及运营东京购置燃料电池汽车可享受京都政府补贴100万日元，并由中央政府补贴 200万日元根据目标规划，日本将在 2040年普及氢燃料电池汽车的应表3:世界主要国家和地区氢能基础设施建设相关政策2018年，经济产业省发布第五次能源基本计划，强调将节能和氢能利用作为应对气候变化政策的重要抓手美国1970年，美国开始布局氢能技术研究2 0世纪末，先后颁布1990年氢气研究、开发及示范法 案、氢能前景法案等2 002年，DOE发布国家氢能发展路线图，美国氢能2015年美国国会将燃料电池汽车税收抵免额度提高至8000美元，2017年购买燃料电池汽车的税收抵免为美元40002016年，力口州启动 GFO-15-605 项目，支持加氢站建设,
