加氫站加速結(jié)網(wǎng) 儲(chǔ)運(yùn)“卡脖子”難題待解

    在“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)之下，能源結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整，作為一種清潔能源，氫能應(yīng)用前景漸次展開(kāi)。

    近期，大型能源央企開(kāi)始加速推進(jìn)加氫站，而氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都迎來(lái)各方資本布局。為此，證券時(shí)報(bào)·e公司記者多方采訪行業(yè)人士，并實(shí)地走訪了位于廣東省佛山市的佛羅路加氫站，去了解行業(yè)現(xiàn)狀、瓶頸以及未來(lái)前景。

    加氫站是聯(lián)結(jié)上游制氫與下游用氫之間的核心紐帶，但建設(shè)過(guò)程仍需匹配車(chē)、站、氣，以壓降氫氣成本，提高使用飽和率，“國(guó)家隊(duì)”的入局有望推動(dòng)這項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的鋪開(kāi)。

    在產(chǎn)業(yè)鏈上游，氫遇上了“卡脖子”的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，氫氣價(jià)格被抬高數(shù)倍，阻礙了氫能推廣。業(yè)內(nèi)在積極探索各種儲(chǔ)氫解決路徑，同時(shí)，安全高效的車(chē)載儲(chǔ)氫瓶成為破局關(guān)鍵。

    加氫站盈利難題待解

    大型能源央企近期加速布局加氫站。中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司（下稱(chēng)中石化）近日披露，“十四五”期間，擬規(guī)劃布局1000座加氫站或油氫合建站。這一規(guī)模約為2020年底全國(guó)加氫站總數(shù)的八倍。

    中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司（下稱(chēng)中石油）也已經(jīng)進(jìn)入加氫站領(lǐng)域。2月7日，中石油旗下首座加氫站太子城服務(wù)區(qū)加氫站投入運(yùn)營(yíng)，該站位于2022年冬奧會(huì)崇禮賽區(qū)，針對(duì)冬奧會(huì)交通服務(wù)車(chē)輛建設(shè)。據(jù)《中國(guó)石油報(bào)》報(bào)道，2021年該公司還擬在河北、北京建成三座冬奧加氫站；未來(lái)還要在全國(guó)范圍內(nèi)投運(yùn)50座加氫站。

    “兩桶油”發(fā)力布局加氫站向行業(yè)傳遞出積極信號(hào)，作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站建設(shè)有著“兵馬未動(dòng)，糧草先行”的意義。去年以來(lái)，國(guó)內(nèi)加氫站數(shù)量出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，中國(guó)建成加氫站127座，較上年數(shù)量增加約92%。

    國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出圍繞示范城市群分布的特點(diǎn)。其中，廣東省佛山市是布局氫能產(chǎn)業(yè)較早的城市，佛山市首座加氫站在2019年1月落地禪城區(qū)佛羅路。據(jù)公開(kāi)資料，佛羅路加氫站由佛山市汽車(chē)運(yùn)輸集團(tuán)有限公司（下稱(chēng)佛汽集團(tuán)）規(guī)劃建設(shè)，占地約2000平方米，總投資額約2000萬(wàn)元，設(shè)計(jì)日加氫能力為1000kg。

    證券時(shí)報(bào)·e公司記者來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，佛羅路加氫站位于佛汽集團(tuán)公交停保場(chǎng)內(nèi)，配備2個(gè)加氫島。在午后兩個(gè)小時(shí)中，不斷有佛山的氫能公交排隊(duì)進(jìn)站加氫，這些公交車(chē)由美錦能源子公司佛山市飛馳汽車(chē)制造有限公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。公交車(chē)開(kāi)至站內(nèi)后，站內(nèi)工作人員以35MPa壓力加注18kg的氫氣，用時(shí)10分鐘左右。

    據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹，佛山市仍存在車(chē)多站少的困境。“加氫站現(xiàn)在還沒(méi)有普及，佛山目前有6座加氫站在運(yùn)營(yíng)，還有一些新站正在建設(shè)，就現(xiàn)有車(chē)輛來(lái)說(shuō)比較緊張。我們的站基本上24小時(shí)運(yùn)營(yíng)，每天為百余輛車(chē)供應(yīng)加氫，包括公交車(chē)和小型貨車(chē)，已經(jīng)有些吃力了，對(duì)機(jī)械的損耗也比較大。”現(xiàn)場(chǎng)工作人員告訴記者。

    由于佛山市各區(qū)加氫站建設(shè)進(jìn)程不一，一些臨近片區(qū)的公交司機(jī)需要跨區(qū)加氫。記者在站內(nèi)看到，有多位順德區(qū)公交司機(jī)前來(lái)加氫，趕往加氫站的路程就需要近1個(gè)小時(shí)。“氫能公交開(kāi)著更安靜、更平穩(wěn)，但加氫太麻煩。”一位順德區(qū)司機(jī)如是說(shuō)。

    盡管全天運(yùn)轉(zhuǎn)，加氫站實(shí)現(xiàn)自主盈利仍然存在困難。“加氫站成本大頭在氫氣方面。我們站內(nèi)的氫氣從廣州廣鋼氣體能源有限公司運(yùn)來(lái)，運(yùn)距大概五六十公里，但儲(chǔ)運(yùn)成本一直居高不下。現(xiàn)在有政府補(bǔ)貼，但全靠補(bǔ)貼肯定是不行的。”上述工作人員坦陳。

    價(jià)格傳導(dǎo)到下游也拉高了氫能汽車(chē)的使用成本。記者了解到，目前佛羅站內(nèi)的氫氣售價(jià)在80元/kg左右，一輛氫能公交加滿需要上千元，加滿一次能夠駕駛一天，約200~300公里，但夏季開(kāi)空調(diào)會(huì)減少續(xù)航里程。這樣的價(jià)格水平相比燃油高出不少。

    對(duì)于投建運(yùn)營(yíng)方來(lái)說(shuō)，在上下游產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全打通的階段，中間環(huán)節(jié)的加氫站需要“兩頭靠”。上海氫楓能源有限公司在全國(guó)范圍內(nèi)布局加氫站的投資、建站和運(yùn)營(yíng)，公司董事長(zhǎng)助理曹俊告訴記者，車(chē)、站、氣聯(lián)動(dòng)起來(lái)是加氫站盈利的關(guān)鍵，貼近氣源能壓降氫氣成本，貼近市場(chǎng)能提高加氫站的使用飽和率，此外還需要專(zhuān)業(yè)高效的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)。

    “目前我們?cè)诤幽鲜〔季州^多，因?yàn)楫?dāng)?shù)赜胸S富的氫能車(chē)輛使用場(chǎng)景，濟(jì)源、新鄉(xiāng)等地的氫氣資源也非常豐富。去年初，我們與宇通客車(chē)、鄭州公交合作建設(shè)了3個(gè)加氫站，為鄭州200多輛車(chē)提供服務(wù)。我們貼著用戶的需求來(lái)提供定制化的服務(wù)，他們的車(chē)就固定在我們站內(nèi)加氫。”曹俊表示。

    即使有合適的選址，拿到建站所需的土地審批也絕非易事。全國(guó)人大代表、長(zhǎng)城汽車(chē)總裁王鳳英在近期兩會(huì)上提到，加氫站建設(shè)審批程序復(fù)雜，涉及到工商、住建、安監(jiān)、消防等等多個(gè)部門(mén)，主管部門(mén)不明確，政策體系不完善。

    曹俊也感受到，在上海等城市，城市規(guī)劃已經(jīng)比較成熟，變更土地屬性來(lái)做加氫站，相對(duì)難度更大。他介紹，氫楓能源的解決途徑一是為需要用氫的工業(yè)項(xiàng)目做配套，在現(xiàn)有的場(chǎng)地內(nèi)建設(shè)內(nèi)部站；二是與中石油、中石化等能源公司合作，將傳統(tǒng)加油站改建為油氫混建站。

    “這也是‘國(guó)家隊(duì)’的優(yōu)勢(shì)所在，他們現(xiàn)有存量站比較大，可以選其中一小部分改造，土地成本優(yōu)勢(shì)明顯，審批取證難度相對(duì)較低，上量速度會(huì)快很多。此外，他們通過(guò)油站的良好經(jīng)營(yíng)，可以提前布局氫站，以油養(yǎng)氫，即使短期內(nèi)運(yùn)營(yíng)不起來(lái)，對(duì)企業(yè)本身經(jīng)營(yíng)影響不大。但我們不會(huì)選擇在當(dāng)下沒(méi)有足夠客戶使用場(chǎng)景的地區(qū)投建加氫站。”曹俊表示。

    儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)抬高成本

    用氫成本高企是制約氫能推廣的重要因素，但氫氣本身的價(jià)格其實(shí)并不昂貴。

    目前制氫技術(shù)路線按原料來(lái)源主要分為化石原料制氫、化工原料制氫、工業(yè)尾氣制氫和電解水制氫幾種。國(guó)聯(lián)證券分析指出，由于國(guó)內(nèi)煤炭資源比較豐富，因此主要使用煤制氫技術(shù)路線，占全國(guó)制氫技術(shù)的60%以上。

    “焦?fàn)t氣制氫成本是目前主流的規(guī)模化氫氣制取成本中最低的方式之一，并且技術(shù)成熟，無(wú)需復(fù)雜的工藝。”美錦能源董事長(zhǎng)姚錦龍向記者介紹，焦?fàn)t氣是煉焦過(guò)程中釋放的副產(chǎn)氣體，氫氣含量達(dá)到50%以上。焦?fàn)t氣在分離之后主要用于向城市管道供應(yīng)煤氣，以及用于一些化工品的制取。要制取氫氣，采用變壓吸附技術(shù)（PSA）對(duì)焦?fàn)t氣進(jìn)行提純即可。

    不過(guò)，出廠后的氫氣經(jīng)過(guò)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，價(jià)格便翻了幾番。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，氫燃料消費(fèi)價(jià)格需要至少低于40元/公斤才能與燃油車(chē)競(jìng)爭(zhēng)，但是剔除補(bǔ)貼因素，當(dāng)前氫燃料主要使用成本達(dá)到60元/公斤。在廣東等氫氣資源匱乏、需求又旺盛的地區(qū)，氫氣消費(fèi)價(jià)格甚至是平均價(jià)格的1.5倍。

    姚錦龍介紹，氫能的存儲(chǔ)方式主要有低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫等。其中，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前最常用并且發(fā)展比較成熟的儲(chǔ)氫技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快的優(yōu)點(diǎn)，且成本較低。

    固態(tài)儲(chǔ)氫方能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)存體積密度大、操作容易、運(yùn)輸方便、成本低、安全等，特別適合于對(duì)體積要求較嚴(yán)格的場(chǎng)合，如在燃料電池汽車(chē)上的使用，是最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N儲(chǔ)氫方式。但儲(chǔ)氫材料種類(lèi)非常多，基本都處于研究階段，均存在不同的問(wèn)題。液氫運(yùn)輸或者有機(jī)液體運(yùn)氫可能會(huì)是未來(lái)長(zhǎng)距離運(yùn)氫的主要方式，但仍需面對(duì)綜合成本問(wèn)題。

    也有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，隨著氫能大規(guī)模應(yīng)用，氫氣儲(chǔ)運(yùn)結(jié)構(gòu)需要以大規(guī)模管道運(yùn)輸為主，配合液氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固體儲(chǔ)氫等多元化方式，就像此前天然氣行業(yè)的發(fā)展路徑，起初也是從長(zhǎng)管拖車(chē)為主，隨著基礎(chǔ)逐步完善，成本也不斷降低。不過(guò)，這一路徑需要巨大的前期投資。

    目前氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)大部分由第三方物流公司來(lái)負(fù)責(zé)。陽(yáng)煤化工相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示，這是由于氫氣的儲(chǔ)運(yùn)屬于高壓作業(yè)，安全壓力大；此外，氫燃料電池對(duì)氫氣的純度要求較高，維護(hù)難度高，而且相較于制氫方和用氫方，第三方物流公司具備規(guī)模優(yōu)勢(shì)和專(zhuān)業(yè)化管理，綜合成本低。制氫方和運(yùn)氫方自己做儲(chǔ)運(yùn)，成本較大。

    綜合來(lái)看，在制備成本基本可控的前提下，如何提高氫氣的儲(chǔ)存性能和運(yùn)輸效率成為氫能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸問(wèn)題。鑒于目前氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)限制和成本約束，氫氣的應(yīng)用主要還是圍繞氫源地來(lái)做規(guī)劃，周邊不超過(guò)200公里為宜。

    針對(duì)儲(chǔ)運(yùn)這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)鏈“卡脖子”的環(huán)節(jié)，氫楓能源目前和上海交大丁文江院士團(tuán)隊(duì)共同設(shè)立合資公司，推廣鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫設(shè)備，能夠?qū)F(xiàn)有長(zhǎng)管拖車(chē)的單車(chē)儲(chǔ)氫效率提升四倍，大大降低儲(chǔ)運(yùn)成本，預(yù)計(jì)今年下半年能正式上路。

    中集安瑞科副總經(jīng)理?xiàng)钶嵊⒈硎?，降低?chǔ)運(yùn)成本需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈共同努力，包括長(zhǎng)管拖車(chē)需要增加效率，站內(nèi)卸氫率提升、壓力等級(jí)等改進(jìn)等。“預(yù)計(jì)隨著下游大規(guī)模的應(yīng)用，也通過(guò)示范城市獎(jiǎng)勵(lì)積分政策實(shí)施，產(chǎn)業(yè)鏈上各家共同努力，氫氣到站價(jià)格降到35塊錢(qián)，應(yīng)該是第一步會(huì)實(shí)現(xiàn)的，也將更有競(jìng)爭(zhēng)力。”

    儲(chǔ)氣瓶變革

    當(dāng)前，下游燃料電池汽車(chē)的應(yīng)用推廣，成為推廣氫能的主要抓手，而安全高效的車(chē)載儲(chǔ)氫瓶則成為破局關(guān)鍵。

    高壓氣態(tài)氫儲(chǔ)輸作為目前全球氫氣儲(chǔ)輸?shù)闹髁髀肪€，通常采用長(zhǎng)管束或瓶組。其中，歐洲、日本、美國(guó)等主要使用IV型儲(chǔ)氫瓶，采用塑料內(nèi)膽，可達(dá)到70MPa，而國(guó)內(nèi)主要采用III型儲(chǔ)氫瓶，采用鋁內(nèi)膽，考慮運(yùn)輸安全等因素，通常以30、35MPa為主。

    有研究機(jī)構(gòu)測(cè)算，如果將國(guó)內(nèi)采用20MPa運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)提高到歐美國(guó)家常見(jiàn)的50MPa，單車(chē)次氫氣運(yùn)輸量預(yù)計(jì)將提高3倍，成本有望下降一半。

    雖然國(guó)內(nèi)車(chē)用IV型儲(chǔ)氫瓶使用并未正式放開(kāi)，產(chǎn)業(yè)資本已經(jīng)開(kāi)始積極布局。

    中集安瑞科作為L(zhǎng)NG儲(chǔ)運(yùn)裝備龍頭，公司自2006年起開(kāi)展氫能業(yè)務(wù)，擁有高壓管束運(yùn)氫車(chē)、液氫儲(chǔ)罐、加氫機(jī)等相關(guān)設(shè)備。上市公司負(fù)責(zé)人向記者介紹，相比于III型瓶，IV型瓶的塑料內(nèi)膽具有優(yōu)異的抗氫脆腐蝕性、更輕的質(zhì)量、更低的成本及更高的質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度與循環(huán)壽命，已經(jīng)逐步成為國(guó)際氫能汽車(chē)高壓儲(chǔ)氫容器發(fā)展方向，從III型瓶向IV型瓶轉(zhuǎn)變是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

    3月2日，中集安瑞科宣布與IV型儲(chǔ)氫瓶領(lǐng)域的“鼻祖”挪威HexagonPurusAS聯(lián)手，斥資6.5億元共同成立兩家合資公司，布局中國(guó)及東南亞快速增長(zhǎng)的高壓氫氣儲(chǔ)運(yùn)的市場(chǎng)需求。在該消息下，當(dāng)前中集安瑞科股價(jià)大漲20%。

    根據(jù)安排，合資公司計(jì)劃建立年產(chǎn)能約為10萬(wàn)個(gè)儲(chǔ)氫瓶的生產(chǎn)線，其中IV型車(chē)載高壓儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)線今年二季度開(kāi)建，產(chǎn)品最快將于年內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。

    中集安瑞科負(fù)責(zé)人介紹，目前中集已有基地在做三型瓶，已經(jīng)產(chǎn)生持續(xù)訂單，預(yù)計(jì)今年會(huì)貢獻(xiàn)一部分收入，主要應(yīng)用在氫燃料電池汽車(chē)，包括輕卡和中型卡車(chē)，重型卡車(chē)的應(yīng)用也在研發(fā)，預(yù)計(jì)很快會(huì)有來(lái)自49噸的重型卡車(chē)訂單。

    另一方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)在IV型儲(chǔ)氫瓶的布局進(jìn)展，已經(jīng)吸引了國(guó)際汽車(chē)零配件廠商前來(lái)投資。

    今年2月份，法國(guó)標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)旗下汽車(chē)零部件企業(yè)佛吉亞，宣布已基本完成對(duì)沈陽(yáng)斯林達(dá)安科大部分股權(quán)的收購(gòu)，尚待相關(guān)部門(mén)審批。通過(guò)本次交易，雙方將針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)制造III型儲(chǔ)氫瓶和IV型儲(chǔ)氫瓶。

    據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，斯林達(dá)與中材科技、科泰克、天海工業(yè)都屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的儲(chǔ)氫瓶企業(yè)，其車(chē)用IV型儲(chǔ)氫瓶通過(guò)“三新”評(píng)審，成為國(guó)內(nèi)首家；而媒體報(bào)道顯示，去年上海展會(huì)上，上汽大通MPV、廣汽、紅旗等車(chē)型均配套斯林達(dá)70MPaIII型儲(chǔ)氫瓶。

    政策方面，去年10月份開(kāi)始正式實(shí)施的《車(chē)用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，被視為放行IV型瓶在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的應(yīng)用；而從國(guó)產(chǎn)化準(zhǔn)備來(lái)看，IV型瓶量產(chǎn)已經(jīng)漸入佳境。

    中集安瑞科負(fù)責(zé)人向記者介紹，IV型儲(chǔ)氫瓶將會(huì)在公司原有III型瓶產(chǎn)線基礎(chǔ)上建設(shè)，IV型瓶預(yù)計(jì)年內(nèi)將具備量產(chǎn)條件。另外，在長(zhǎng)管拖車(chē)方面，中集從20MPa、30MPa到52MPa，都在按照國(guó)家要求做研發(fā)布局。

    中材科技董秘陳志斌向記者表示，目前III型儲(chǔ)氫瓶的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)還是以公交、重卡、物流車(chē)等商用車(chē)為主，通常為30、35MPa，續(xù)航里程600~800公里；未來(lái)隨著氫能向乘用車(chē)普及，對(duì)效率要求更高，必將推動(dòng)IV型瓶的普及。從國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在IV型瓶的碳纖維、閥門(mén)、內(nèi)膽等都有儲(chǔ)備，已經(jīng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

    據(jù)介紹，氫儲(chǔ)運(yùn)瓶量市場(chǎng)并不大，去年公司交付了2000支儲(chǔ)氫瓶，這個(gè)量級(jí)已經(jīng)占到市場(chǎng)份額20%，應(yīng)用到卡車(chē)、物流車(chē)、公交車(chē)領(lǐng)域。對(duì)于中材科技而言，IV型瓶已經(jīng)具備量產(chǎn)條件，目前在等待高壓容器認(rèn)證審批。去年中材科技整合氣瓶產(chǎn)業(yè)，未來(lái)以蘇州子公司為平臺(tái)，打造氫氣儲(chǔ)運(yùn)基地，布局IV型儲(chǔ)氫氣瓶。