加氫站開發(fā)成本分析與優(yōu)化
——以燃料電池汽車示范城市為例

汪抒亞

（中國石化廣東石油分公司，廣東廣州 510620）

在全球明確提出碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的形勢下，各國紛紛加快探討和研究開發(fā)清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源。其中氫能被視為最具發(fā)展 潛力的清潔能源之一。美國、歐盟、日本、韓國等多個(gè)國家和地區(qū)已將氫能和燃料電池發(fā)展提升到國家戰(zhàn)略層面，并制定了戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和中遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。

2021年4月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》，就確保如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和作出全面部署，充分彰顯了我國推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的巨大勇氣、堅(jiān)定信心和空前力度，充分展現(xiàn)了我國積極參與和引領(lǐng)全球氣候治理的大國擔(dān)當(dāng)。國家多部委對氫能和燃料電池的關(guān)注持續(xù)提升，將其列為“十四五”期間的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，北京、上海、重慶、廣東、浙江、河北等省以及多個(gè)城市的“十四五”發(fā)展規(guī)劃中都有涉及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，且總產(chǎn)值規(guī)模將達(dá)近萬億元。

截止2021年末全國累計(jì)建成各類加氫站超過190座，其中在營加氫站超過157座，兩項(xiàng)數(shù)據(jù)均已超過日本、躍居世界第一?！吨袊鴼淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》[1]顯示，到2050年氫能占終端能源消費(fèi)比例將達(dá)10%，氫需求總量為6 000萬噸、產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值12萬億元、加氫站達(dá)12 000座、氫燃料電池汽車保有量達(dá)3 000萬輛。

但在強(qiáng)力鼓勵(lì)和高度重視氫能源發(fā)展的大趨勢、多項(xiàng)支持政策出臺(tái)的利好、特別是2022年冬奧會(huì)展現(xiàn)低碳環(huán)保的迫切需要之下，2021年全國僅建成加氫站約70座，真正商業(yè)運(yùn)營不足70%，與預(yù)計(jì)目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)?？梢哉f在氫能源應(yīng)用場景開發(fā)至關(guān)重要的終端環(huán)節(jié)發(fā)展不盡如人意。

導(dǎo)致這一現(xiàn)象的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)原因復(fù)雜，其中不可忽視的是加氫站開發(fā)建設(shè)成本居高不下。即使在考慮政府建設(shè)和運(yùn)營補(bǔ)貼后仍令人望而生畏，造成意向企業(yè)在試水之后更傾向于持觀望態(tài)度。

該文試以國家批準(zhǔn)的燃料電池汽車示范城市群（廣東片區(qū)）為例，對車用氫氣加氫站開發(fā)建設(shè)全成本進(jìn)行充分分析并據(jù)此提出優(yōu)化建議，對氫能產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展做出有益探討。

1 燃料電池汽車示范城市群概況

2021年8月財(cái)政部、工信部、科技部、國家發(fā)改委、國家能源局正式批復(fù)廣東燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群（簡稱“示范城市群”，下同）為首批示范城市群之一。該城市群覆蓋5省12市，以廣東省佛山市為牽頭城市，參與城市包括廣州、深圳、珠海、東莞、中山、陽江、云浮等以及福建福州市、內(nèi)蒙古包頭市、安徽六安市及山東淄博市。2021年12月聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)在佛山市南海區(qū)舉行，示范城市群項(xiàng)目正式啟動(dòng)，拉開了為期4年示范工作的帷幕。

2020年9月以來，廣東省先后出臺(tái)了《廣東省氫燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)體系與規(guī)劃路線圖（2020-2024年）》《廣東省培育新能源產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》《廣東省加快氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施方案》，促進(jìn)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)。2021年11月又下發(fā)了《廣東省加快建設(shè)燃料電池汽車示范城市群行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》征求意見稿，提出到示范期末省內(nèi)年供氫規(guī)模超過10萬噸，建成加氫站約200座，車用氫氣終端售價(jià)降到30元/ 公斤以下，實(shí)現(xiàn)推廣1萬輛以上燃料電池汽車的發(fā)展目標(biāo)，示范城市群產(chǎn)業(yè)鏈更加完善。為鼓勵(lì)發(fā)展，省級(jí)財(cái)政對“十四五”期間建成并投入使用且日加氫能力500公斤及以上的加氫站給予補(bǔ)貼，其中屬于油、氫、氣一體化的綜合能源補(bǔ)給站補(bǔ)貼250萬元/站；獨(dú)立占地固定式加氫補(bǔ)貼200萬元/站；撬裝式加氫站補(bǔ)貼150萬元/站。地方財(cái)政按照省補(bǔ)貼額度1：1予以補(bǔ)貼，各級(jí)財(cái)政補(bǔ)貼合計(jì)不超過500萬元/站。

目前，廣東省已匯集超過300家相關(guān)企業(yè)，產(chǎn)值超100億元，已建成及在建加氫站超過50座（招標(biāo)未建站未統(tǒng)計(jì)），其中22座加氫站已投入運(yùn)營，數(shù)量居全國第一，是我國規(guī)模最大的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群之一。

按照示范期間推廣1萬輛氫燃料電池汽車的目標(biāo)，需要新增至少100座加氫站并規(guī)劃形成加氫網(wǎng)絡(luò)，平均每年需建成20多個(gè)加氫站。但2021年示范城市群的廣東省域8市合計(jì)僅建成加氫站13座，且主要集中廣州、佛山兩地，其它城市仍僅限于初步規(guī)劃或試點(diǎn)中。

2 廣東加氫站開發(fā)成本分析

加氫站的開發(fā)建設(shè)成本主要由兩部分構(gòu)成：一是站點(diǎn)所需的土地相關(guān)成本；二是建設(shè)相關(guān)的設(shè)備及設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等成本。不同城市、位置和不同配置、規(guī)模、加氫能力的加氫站上述成本所占比重有所不同。加氫站如果為城市公交和物流服務(wù)需要建設(shè)在城市或城郊，目前廣東城市大多人口密集，尤其廣州、廣州、深圳、珠海、東莞、中山等地寸土寸金，建站土地成本極高。且根據(jù)現(xiàn)行土地法規(guī)，在申請加氫站建設(shè)時(shí)必須使用商業(yè)用地；如果建設(shè)在相對較為便宜的工業(yè)用地上，建成后只能給自有產(chǎn)品加氫或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能公開運(yùn)營。綜合考慮氫氣管束車的行車動(dòng)線與疏散路線以及加氫車道，最小占地面積需1 000平方米；而廣東城市群2020—2021年平均加氫站地價(jià)約18 800元/平方米，單站土地成本在1 880萬元以上。

我國目前建造的加氫站設(shè)計(jì)的加注壓力多為 35 MPa，主要原因是我國燃料電池車以客車、專用車、物流車等商用車為主，這類車需要35 MPa的加注壓力。以現(xiàn)行加氫站壓力級(jí)別35 MPa（儲(chǔ)氫壓力45 MPa）、最小加注規(guī)模500 kg/d的固定式加氫站為例，加氫站主要設(shè)備包括一套45 MPa氫氣壓縮機(jī)、一組45 MPa儲(chǔ)氫瓶組（儲(chǔ)量9 m3）、一臺(tái)雙槍加氫機(jī)以及加氫工藝管道與配套的安全控制系統(tǒng)。成套設(shè)備投資（含工藝安裝）約900萬元，土建費(fèi)用約200萬元。

綜上，預(yù)計(jì)在廣東城市群開發(fā)一座加油站總投資達(dá)到2 980萬元；其中土地成本占63%，設(shè)備成本占30%。

按照廣東城市群現(xiàn)有在營加氫站平均氫氣銷售量100 kg/d，即使考慮取得各級(jí)政府最高建站補(bǔ)貼500萬元，土地使用期限40年內(nèi)也無法收回投資。

3 加氫站開發(fā)成本優(yōu)化探討

從加氫站發(fā)展成本結(jié)構(gòu)看，可降成本集中在土地和設(shè)備二者。

3.1 土地成本控制

在現(xiàn)有加油站、加氣站基礎(chǔ)上配建加氫站，能夠最大程度解決土地成本難題?！都託湔炯夹g(shù)規(guī)范（GB50516-2010）》中規(guī)定加氫站可與天然氣加氣站或加油站聯(lián)合建站。地方性法規(guī)如《廣州市加氫站管理暫行辦法》規(guī)定，鼓勵(lì)各企業(yè)推進(jìn)與汽車加油站或加氣站等合并建設(shè)的油、氫、氣一體化綜合能源站?，F(xiàn)有加油（氣）站在紅線范圍內(nèi)改擴(kuò)建加氫站可視為已納入加氫站專項(xiàng)規(guī)劃。因此，在已有加油站中增建加氫裝置能夠節(jié)省另行取得土地的巨大投資，同時(shí)規(guī)避規(guī)劃報(bào)建問題，是優(yōu)化開發(fā)成本的關(guān)鍵。

3.2 設(shè)備成本控制

目前加氫站核心設(shè)備依賴進(jìn)口，包括壓縮機(jī)、加氫槍及其軟管、流量計(jì)、安全閥、氫氣管道和閥件等，其中壓縮機(jī)普遍占設(shè)備總費(fèi)用約30%[2]。此外加氫站建設(shè)尚在探索和試水階段，加氫設(shè)備產(chǎn)能較低，全國全年不足百套。加氫站規(guī)模及系統(tǒng)配置各不相同，個(gè)性化配置導(dǎo)致設(shè)備制造成本偏高，配套設(shè)備規(guī)模化和批量生產(chǎn)程度嚴(yán)重不足，均導(dǎo)致加氫站設(shè)備成本居高不下。因此設(shè)備成本控制關(guān)鍵在于加速標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化，加大研發(fā)設(shè)計(jì)投入和加快技術(shù)研究，采用經(jīng)驗(yàn)成熟的設(shè)計(jì)技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)化定型的設(shè)備可極大提高生產(chǎn)和建設(shè)效率，通過這些措施壓縮機(jī)成本可降低20%~30%，儲(chǔ)氫容器成本可降低約20%，成套設(shè)備總成本可降低25%。若進(jìn)一步推動(dòng)國產(chǎn)化，在此基礎(chǔ)上有望再降低20%~30%設(shè)備購置成本，總設(shè)備購置成本有望降低40%~50%。

4 建議

通過加氫站開發(fā)成本結(jié)構(gòu)分析，為實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景與終端網(wǎng)絡(luò)同步開發(fā)，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展，可循如下思路不斷降低加氫站開發(fā)建設(shè)成本。

4.1 建站模式首選油氫合建模式

在已有加油站中增建加氫裝置不僅節(jié)省了另行取得土地的巨大投資，同時(shí)規(guī)避了規(guī)劃報(bào)建問題，而且配套設(shè)施可沿用已有建筑，能夠縮短整個(gè)建設(shè)周期，進(jìn)一步降低開發(fā)成本。

此外，從進(jìn)站路網(wǎng)考慮，合建模式更優(yōu)。加氫站單建模式需要重新綜合考慮市政路網(wǎng)情況，增加選址難度。合建模式完全規(guī)避了這些困難，站點(diǎn)直接沿用加油站既有的成熟路網(wǎng)規(guī)劃和沿途指示標(biāo)志，有利于加氫站的商業(yè)化運(yùn)營，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)盡快成熟。

4.2 出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策，加快加氫站設(shè)備的國產(chǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化

雖然國家和地方政府不斷發(fā)布政策，要求穩(wěn)步構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)體系，完善氫能制、儲(chǔ)、輸、用一體化布局。但目前諸多政策中，對加氫站關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)的支持鼓勵(lì)尚處于空白階段，亟需有關(guān)部門提高重視，將加氫站設(shè)備列入國家裝備產(chǎn)業(yè)升級(jí)戰(zhàn)略加大研發(fā)設(shè)計(jì)投入、加快技術(shù)研究，通過標(biāo)準(zhǔn)化、定型化和規(guī)?；蠓s短設(shè)備制造周期、有效降低工程造價(jià)，并在未來發(fā)展成為國際主流加氫設(shè)備制造強(qiáng)國，對于在世界能源轉(zhuǎn)型中搶占先機(jī)具有重要戰(zhàn)略意義。

4.3 突破現(xiàn)有土地政策，鼓勵(lì)交通運(yùn)輸氫能化

現(xiàn)行的國家政策法規(guī)將對外商業(yè)運(yùn)營的加氫站在土地規(guī)劃上完全沿襲了加油站的相關(guān)規(guī)定。目前國內(nèi)主推的氫燃料電池車輛基本上是公交車和物流車；可以預(yù)見未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)加氫站實(shí)際主要為公交車和物流車服務(wù)。針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展初始階段實(shí)際情況，建議國家有關(guān)部門從促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度出發(fā)，給加氫站土地政策開“綠燈”?？煽紤]在符合城市空間總體規(guī)劃前提下，只要客戶群體中公交車和物流車滿足一定比例，就允許按照GB50137-2011《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》分類中的（其他）公用設(shè)施營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、加油加氣站用地（以及分道路與交通設(shè)施用地建設(shè)加氫站。相比直接給予建站補(bǔ)貼，不僅政府得以更有效利用稀缺土地資源，取得一定財(cái)政收入，同時(shí)更能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)向，切實(shí)達(dá)到促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的。

5 結(jié)論

當(dāng)前中國車用加氫站開發(fā)經(jīng)營增速落后于預(yù)期，關(guān)鍵在于加氫站開發(fā)成本高企，尤其是占據(jù)總成本60%以上的土地成本和30%以上的設(shè)備成本。全面推廣油氫合建模式，將是高效、快速、低成本發(fā)展加氫站的最有效措施。此外，產(chǎn)業(yè)政策和土地政策的支持與革新，也將對燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化起到至關(guān)重要的作用。