燃料电池之加氢站

    加氢站的地位就好比传统耗油汽车离不开的加油站、纯电动汽车离不开的充电站,它是燃料电池汽车补充能量的地方,是发展燃料电池汽车产业化必不可少的基石。

    燃料电池汽车的发展和商业化离不开加氢站基础配套设施的建设。若缺少完善的加氢站基础设施参与,燃料电池汽车缺少供能系统、规模化应用难以实现。在节能减排、发展清洁能源的主旋律下,燃料电池成为各个国家加快布局的板块,加氢站作为该板块产业发展的关键因素,加氢站的建设已成为国家战略发展的措施之一,自然被给予高度重视。

欧、美、日地区的加氢站进入加速布局阶段

    截止2019年底,全球加氢站保有量达493座。亚洲共有239个加氢站,日本有114个,处于世界第一,中国有61个,韩国有33个。欧洲有177个加氢站,其中德国拥有87个排名第一,法国拥有26个,此外法国还有34个计划中的加氢站。北美加氢站数量达到74个,其中大多数位于加州。

    从各国的发展情况看,日本、欧洲氢能利用的商业化进程较快,正处于商业化。日本称氢能利用是解决能源安全保障和全球保暖的"王牌", 日本是全球发展氢能最积极的国家,其建成的加氢站数量也最多。

    欧洲是全球加氢站建设的重要市场,2008年欧盟成立了燃料电池与氢能联合组织,该组织致力于将先进的氢能和燃料电池技术引入欧洲。2019年2月,该组织发布的《欧洲氢能线路图》中提出欧洲氢能未来30年的发展规划,该规划得到欧洲17家氢能公司和组织的支持。从欧洲各国2015年至2020年加氢站的建设及规划情况,欧洲的加氢站建设得到高度重视、行业正处于加速发展阶段。

    美国加州加氢站数量远多于其他州,这主要源于加氢站建设成本以及其他可代替能源的发展。加氢站建设成本高昂,氢能尚未形成规模化应用,所以其成本优势暂未显现,加氢站建设前期通常需要政府给予大量的资助;另一方面,美国近几年"页岩气革命"使得天然气产量大幅增加,使用价格随之下降,加上其他清洁能源的渗透,对氢能应用的扩张产生一定的阻碍。加州燃料电池联盟提出到2023年建设1000座加氢站及达到100万辆燃料电池车的目标。

    总的来说,欧、美、日地区加氢站建设正处于快速发展阶段,各国家之间呈现你追我赶的局面。另外,由于加氢站建设成本的高昂,各国加氢站前期建设主要受法规、政策推动,社会资本作为辅助共同促进氢能产业的发展。

国内政策福利不退坡、加氢站建设加快布局

    2016年12月30日财政部、科技部、工信部和发改委发布的《新能源汽车推广补贴方案及产品技术要求》中规定除燃料电池汽车外,各类车型 2019-2020 年中央及地方补贴标准和上限,在现行标准基础上退坡20%,对燃料电池汽车补贴延续至2020年不退坡,对于燃料电池乘用车,给予20万元/辆补贴;对于燃料电池小型货车、客车,给予30万/辆补贴;对于燃料电池大中型客车、中重型货车,给予50万/辆补贴。

    从历史数据来看,我国燃料电池汽车的销量不断增加,从2015年仅10辆的销售量增长至2019年的2737辆,年复合增长率高达207%,燃料电池汽车累计销售量超过6000辆,超额完成"5000辆氢燃料电池汽车规模"的阶段性目标,有力推动了国内加氢站的建设。

    2019年国内建成加氢站30座,同比增长100%,从2006年建成第一座加氢站开始,截至2019年累计建成61座加氢站。

    这一成果接近国内《节能与新能源汽车技术线路图》的规划近期目标,而且我们对于长期目标充满信心,即"到2020年我国计划燃料电池汽车规模达5000辆,建成加氢站至少100座;到2025年,计划燃料电池汽车规模达50000辆,建成加氢站至少300座;到2030年,实现氢燃料电池汽车的大规模推广应用,氢燃料电池汽车规模超过一百万辆。"

    现阶段,国内燃料电池汽车主要用于商用车市场,制约燃料电池汽车在乘用车推广的主要原因是加氢站基础设施的不足。不难发现,相较于新能源汽车产业的发展来说,国内加氢站的建设相对滞后。加氢站作为燃料电池的基础设施,其建成数目还难以完全满足燃料电池汽车商业化应用的要求,进而制约我国燃料电池汽车规模化应用的进程。因此,我国应完善加氢站上下游产业链环节来加快加氢站的建设布局,特别是上游环节的制氢、储氢和运氢。

电解水制氢助力未来实现零排放

    制氢产业虽然是较为成熟的,但随着氢能应用的快速发展,氢气的需求量将持续上升。当前全球96%的制氢原料来源于传统能源的化学重整,主要有天然气重整、醇类重整以及焦炉煤气,4%左右来源于电解水。但是在日本,盐水电解的产能占所有制氢产能的63%。数据显示,我国已经是世界第一大制氢国,现有煤气化制氢约1000万吨,天然气制氢300万吨以上,石油制氢300万吨,电解水制氢100万吨。利用可再生能源电解水制氢助力未来实现零排放,目前商用电解槽法,能效在72%至82%之间。

    氢能源能够有效改善我国能源结构现状。我国能源相对短缺,生产量远不及消耗量,对进口依赖性大。相比传统的化石能源,氢能源高效环保,有效缓解传统化石燃料导致的环境污染问题,氢能有望成为像石油一样的大宗品,所以加氢站的建设是我国调整能源结构的战略措施之一,尽管当前氢能产业离不开政府的鼓励和支持、规模化应用尚需时日,但是其成长路径有望像光伏、风电一样,后期崛起,是一个值得长期关注的领域。


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