干货 | 中美三种主流高压氢气、液氢、水电解制氢加氢站建设成本分析

发布时间:2020-03-19
加氢站是连接上游氢气和下游燃料汽车用户的纽带,是大规模发展燃料电池车的基本条件。目前,我国加氢站的利用率约为40%,未来市场规模提升后,利用率有望达到70%。


全球加氢站发展现状及相关政策


近些年,世界各国相继出台各种促进氢能源产业发展的政策。我国地方政府积极规划氢能源产业建设,出台各类补贴政策,部分地区给出100-500万元的加氢站建设补贴。

海外氢能源政策分布图
 
此外,全球加氢站数量持续增长。据统计,截至2019年底,全球加氢站保有量接近450座。

其中,日本加氢站116座,处于全球领先地位,德国紧随其后,拥有加氢站81座;美国目前运行的加氢站为63座;

值得注意的是,中国加氢站数量迅速增加,截至2020年1月已建成63座;此外,韩国加氢站保有量30座。由于中、韩两国市场快速成长,2019年亚洲加氢站数量首次超过了欧洲地区。

全球加氢站数量统计(座)
 
建造一个加氢站需要多少钱


不同类型的加氢站建造成本差异较大,我国建设的加氢站以高压氢气加氢站为主,造价大约在1500万元,近期有所下降。

成本下降主要源于规模化建设以及采用新的设计和技术提高效率这里将给出三种主流加氢站的建设成本,并分别进行讨论。

总体上,加氢站建成所需的与设备相关的费用约为160万美元,考虑投入使用前所需的调试费用、工程设计费用、管理费用、建筑施工费用等其他费用,总成本将超过200万美元。
 

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外供氢高压氢气加氢站


对于外供高压氢气加氢站来讲,压缩机、储氢瓶以及加氢及冷却系统是最核心的成本构成部分,约占加氢站投资总量的50%,其中加氢及冷却系统成本占比最高,约占22%。

美国外供氢高压氢气加氢站建设成本构成

当前,我国使用最多的是外供氢高压氢气加氢站。这类加氢站核心设备国产化程度较高,能够使用我国自主研发的储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等。成本方面,压缩机占总成本较高,约30%。

国内外供氢高压氢气加氢站
 

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外供氢液氢加氢站


由于液氢需要保持低温,需要使用低温型压缩机和仪用空压机,价格是高压氢气站的2.93倍,约占总投资成本的28%。

此外,其他系统价格和建设费用也远高于高压氢气站。总体来看,液氢站建设成本比高压氢气站成本高30.8%

美国外供氢液氢加氢站建设成本构成

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站内水电解制氢加氢站


站内制氢加氢站较外供氢加氢站多了制氢设施,这类加氢站实现了制氢与加氢一体化,虽然造价高于外供氢气加氢站,但省去了长途运输氢气的费用。

制氢装置是这类加氢站中成本最高的组件,例如水电解站使用的是电解装置,成本约占加氢站总投资40%。

美国站内水电解制氢加氢站建设成本组成
 
内部分加氢站投资情况


我国早期建造的加氢站设计的加注压力多为35Mpa,主要原因是我国燃料电池车以商用车为主,如客车、专用车、物流车等,这类车需要35Mpa的加注压力,而小轿车需要70Mpa的加注压力。

目前,新建的加氢站开始出现了35/70Mpa并存的加注压力设计,这类加氢站不仅可以给商用车加氢,还可以服务于乘用车。



来源:天风证券

总的来看,成本下降主要源于规模化建设以及采用新的设计和技术提高效率。我们对加氢站最核心的三大部件进行规模化估计:

  • 压缩机需求量增加到100套/年时,部件总成本能够较目前下降56%,核心部件直接生产成本有望降低82%;
  • 储氢系统年需求量达到100套时,成本大约可降低8.5%;
  • 加氢系统年需求量达到500套时,成本可下降30%-35%。

由此,我们推算,未来加氢站降本空间在30%-40%左右。

加氢站核心部件降本空间
 
中美加氢站运营比对


中美加氢站情况对比


中、美加氢站使用加注压力对比
 

  我国加氢站建设属于快速上升期,2020年有望实现建设100座加氢站的目标。

加氢站可以平衡电网负荷,有助于可再生能源电力消纳,未来有望和可再生能源发电站形成生态链。

加氢站初始投资大,地方政府度高关注,纷纷出台了补贴政策,鼓励加氢站建设。未来,有望出台更加细化的支持政策,推动加氢站发展。

加氢站所需零部件国产化程度较高,建设规模化后,成本下降短期内可实现。
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