萬億級產業拉開序幕 加氫站建設成本及經濟性分析

技術 天然氣 交通 投資 北極星電力網 2019-04-27

燃料電池汽車由於能量密度高的優勢被普遍認可將成為中國交通領域電動化的重要組成部分,尤其在重載+高續航領域,而隨著越來越多關鍵零部件的國產化,燃料電池成本迅速下降,經濟性逐漸顯現,行業爆發就在最近兩年。

(來源:微信公眾號“氫雲鏈”作者:陳丹)

而加氫站為代表的基礎設施的是否完善,是燃料電池產業發展與普及的前提!

加氫站工作原理和建設模式

現有加氫站技術來源於天然氣加氣站,有兩種建設方式:

1)站內製氫供氫加氫站技術;

來源於天然氣管網標準加氣站原理,即加氫站內有制氫設備(如天然氣重整制氫)產生氫氣(相當於天然氣管道輸送來的氣源)和加氣站設備的組合。

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2)外供氫加氫站技術。

來源於天然氣母站和子站原理,即從外面工廠 (相當於母站提供氣源)經加氫站(子站)二次加壓完成對外加氣。

而中國加氫站以外供氫路線為主。

加氫站的工作原理

以外供氫加氫站為例,氫氣通過管束槽車運輸至加氫站,經由氫氣壓縮機增壓後儲存至站內的高壓儲罐中,再通過氫氣加氣機為燃料電池汽車加註氫氣。當管束槽車的壓力足夠高時,可從槽車中直接給車輛加氫;壓力不夠部分從氫氣高壓儲罐中給汽車進行補充氫氣。

萬億級產業拉開序幕 加氫站建設成本及經濟性分析

而實際操作中,氫氣儲罐可由多個壓力級別不同的儲罐並聯而成,先將低壓儲罐中的氫氣用於加註,直到低壓儲罐與車載容器達到壓力平衡,再換為高壓儲罐進行加註。

目前加氫站核心設備依賴進口,國產化逐步開啟加氫站的主要設備:包括儲氫裝置、壓縮設備、加註設備、站控系統等, 其中壓縮機佔總成本較高(約 30%)。國內目前設備製造的發展方向主要是加速國產化進程,從而降低加氫站的建設成本,促進氫能產業鏈的發展。

萬億級產業拉開序幕 加氫站建設成本及經濟性分析

總的來說,中國所生產的加氫站設備各項技術指標仍有欠缺,但是目前國產化已經開啟,業內企業在各領域均推出自主產品。

除了加氫站本身建設成本之外,氫氣儲運也是加氫站較為重要部分構成,氫雲鏈認為氣氫拖車滿足現階段要求,液化氫技術是發展方向;

目前,運氫的方式主要分為氣氫拖車運輸、氣氫管道運輸和液氫罐車運輸。氫能供應鏈中運氫環節定義為包括集中制氫廠的運輸準備環節(氫氣壓縮/液化、存儲及加註)和車輛/管道運輸過程所涉及所有設備。

萬億級產業拉開序幕 加氫站建設成本及經濟性分析

從現階段加氫站對運輸距離(<500km,200km 為宜)和運輸規模(10t/d)的需求來看,氫氣最佳的運輸方式仍是氣氫拖車,其成本可以達到 2.02 元 /kg,而在同等條件下的液氫運輸成本可以達到 12.25 元/kg。未來在液化氫技術達到標準且氫氣需求量規模上升(100t/d)的情況下,將考慮採用液氫運輸的方式運送氫氣。

氣氫拖車運輸適合小規模、短距離運輸情景;氣氫管道運輸適合大規模、短距離運輸情景;液氫罐車運輸適合長距離運輸。

通過研究我們可以得出結論:

1)對於氣氫拖車運輸方式,主要受距離因素影響,規模對運氫成本影響比例較小;

2)對於管道輸氫方式,管道投資成本在運氫成本中佔最大比例,適用於運氫規模大,距離近的情況;

3)對於液氫罐車運輸方式,非常適用於大規模氫氣長距離運輸,運氫成本與運輸規模成負相關,規模越大運氫成本越低,與運輸距離成正相關,距離越遠運氫成本越加上升,但上升幅度遠小於氣氫拖車。

氫雲鏈認為:加氫站作為燃料電池產業的關鍵基礎設施,具備長期投資價值,我們認為加氫站及關鍵設備、加氫站運營、氫氣都將成為巨大的市場,短期設備機會更大,長期看氫氣市場規模驚人。

(來源:氫雲鏈 作者:陳丹)

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