加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀思考

王匡禹

（上海電氣集團(tuán)國(guó)控環(huán)球工程有限公司， 山西 太原 030000）

0 引言

當(dāng)今世界面臨著日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題，迫切要求人們開(kāi)發(fā)新的潔凈、經(jīng)濟(jì)能源。氫能以其燃燒產(chǎn)物潔凈、燃燒效率高、可再生等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是新世紀(jì)的重要二次能源。氫是能源革命的突破口，它的發(fā)展和利用必將帶來(lái)能源結(jié)構(gòu)的重大改變。正如全球?qū)κ透叨纫蕾噷?dǎo)致了石油經(jīng)濟(jì)一樣，氫能的廣泛應(yīng)用將影響到每個(gè)人的生活方式，進(jìn)而成為主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)的主要因素，人類正在建構(gòu)一個(gè)“氫能經(jīng)濟(jì)”的未來(lái)。隨著氫燃料電池和氫氣汽車的迅速發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化，燃料電池反應(yīng)堆的功率也得到提升，燃料電池整體性能提升不少，續(xù)航里程跟內(nèi)燃機(jī)車并沒(méi)有太大的區(qū)別，完全可以滿足日常使用。氫燃料電池技術(shù)并不是問(wèn)題，最大障礙是加氫站的建設(shè)，因此加氫站建設(shè)項(xiàng)目得到各國(guó)政府的大力支持。我國(guó)加氫站數(shù)量的缺少嚴(yán)重制約著以氫為燃料的燃料汽車的發(fā)展。各個(gè)地方政府在加氫站建設(shè)方面有明顯的積極性，同時(shí)帶動(dòng)上游制氫和下游氫能輸出產(chǎn)業(yè)鏈的隨風(fēng)起舞。

1 加氫站概述

近年來(lái)，許多地方紛紛嫁接國(guó)際國(guó)內(nèi)一流合作伙伴技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極公關(guān)，努力打通從氫氣到氫車的產(chǎn)品、服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈，打造市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的氫能生產(chǎn)、利用示范基地，致力于推動(dòng)區(qū)域加氫站建設(shè)。筆者有幸比較深入地參與到了這一領(lǐng)域的工作中，經(jīng)過(guò)近三年的摸爬滾打，形成了關(guān)于加氫站運(yùn)營(yíng)方面有一些個(gè)人認(rèn)識(shí)和思考，供大家分享。

2 有序推動(dòng)加氫站發(fā)展的積極作用

1）推動(dòng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革的中心環(huán)節(jié)是搞活企業(yè)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的市場(chǎng)化、企業(yè)行為的自主化、宏觀調(diào)控的間接化和經(jīng)營(yíng)管理的法制化，響應(yīng)國(guó)家“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念，清潔能源將成為未來(lái)能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向。

2）全面治理機(jī)動(dòng)車輛排放污染。建設(shè)生態(tài)文明城市環(huán)境保護(hù)部辦公廳發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)〈2011 年度城市環(huán)境管理與綜合整治年度報(bào)告〉的通知》環(huán)辦函[2012]1358 號(hào)文件附件中環(huán)境綜合整治定量考核結(jié)果顯示，全國(guó)空氣質(zhì)量整體降低。而公路運(yùn)輸車輛使用氫氣燃料，汽車尾氣綜合排放與燃油車輛相比可下降80%，所以，建設(shè)加氫站，一定程度上可使公路沿線區(qū)域及城市的大氣環(huán)境得到明顯的改善。

3）調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源多元化。長(zhǎng)期以來(lái)，公路運(yùn)輸車輛以石油為燃料，在世界性的石油緊張的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)下，發(fā)展氫氣汽車，減少對(duì)石油的依賴、實(shí)現(xiàn)能源多元化，有利于我國(guó)的能源安全，有利于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

4）符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。2012 年6 月國(guó)務(wù)院印發(fā)了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012 年—2020年）》，規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)，我國(guó)燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)要與國(guó)際同步發(fā)展，并持續(xù)開(kāi)展燃料電池汽車運(yùn)行示范，提高燃料電池系統(tǒng)的可靠性和耐久性，帶動(dòng)氫的制備、儲(chǔ)運(yùn)和加注技術(shù)發(fā)展。2014 年6 月國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014 年—2020年）》，其中明確了氫能源與燃料電池等20 個(gè)重點(diǎn)創(chuàng)新方向。2015 年5 月《中國(guó)制造2025》予以公布，《中國(guó)制造2025》是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。其中提出持續(xù)支持燃料電池汽車發(fā)展，同時(shí)推進(jìn)新能源和可再生能源裝備、先進(jìn)儲(chǔ)能裝置的發(fā)展。同時(shí)，隨著低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代到來(lái)，氫氣汽車技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直得到經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視。

3 加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題

完善的氫氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)是氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵要素。中國(guó)現(xiàn)有的加氫站多數(shù)為示范項(xiàng)目，僅為示范性汽車提供加注服務(wù)，暫未實(shí)現(xiàn)全商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，且數(shù)量遠(yuǎn)少于國(guó)外。當(dāng)前中國(guó)加氫站建設(shè)面臨的問(wèn)題主要體現(xiàn)在建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本高、標(biāo)準(zhǔn)不完善、建設(shè)用地獲取困難及審批主管部門不明確等方面。

1）目前中國(guó)以發(fā)展電動(dòng)汽車為主。據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2020 年中國(guó)新能源汽車保有量達(dá)到492 萬(wàn)輛，比2019 年增加111 萬(wàn)輛，增長(zhǎng)29.18%。其中，純電動(dòng)汽車保有量為400 萬(wàn)輛，占新能源汽車總量的81.32%。燃料電池汽車發(fā)展相對(duì)緩慢，商業(yè)化推廣相對(duì)滯后，這降低了加氫站項(xiàng)目的盈利預(yù)期，不利于社會(huì)資本參與加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

2）建設(shè)加氫站所需的關(guān)鍵部件大多依賴進(jìn)口，使得加氫站建設(shè)成本較高。此前于2014 年11 月，財(cái)政部、科技部、工信部、國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)的通知》，指出對(duì)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200 kg 的新建燃料電池汽車加氫站每個(gè)站獎(jiǎng)勵(lì)400 萬(wàn)元。但是該政策執(zhí)行期限為2013—2015 年，之后并沒(méi)有相關(guān)國(guó)家政策出臺(tái)。高昂的建設(shè)成本與國(guó)家補(bǔ)貼的不確定性導(dǎo)致許多企業(yè)望而卻步。

3）加氫站運(yùn)行維護(hù)成本高，加氫站需要依靠加氫規(guī)模效應(yīng)平衡收支來(lái)盈利。當(dāng)前中國(guó)氫燃料電池汽車尚屬起步階段，運(yùn)營(yíng)車輛較少，加氫站企業(yè)盈利較為困難。此外，值得注意的是，中國(guó)當(dāng)前加氫站主要加注壓力為35 MPa，而國(guó)外主要為70 MPa 甚至液氫加氫站。中國(guó)仍需加強(qiáng)對(duì)70 MPa 加氫站及液氫加氫站用關(guān)鍵零部件及相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。

4）政策問(wèn)題主要包括：省市加氫站的的審批流程以及歸口管理部門不明確；省市市氫能源產(chǎn)業(yè)政策及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃尚未出臺(tái)，沒(méi)有明確建站補(bǔ)貼及氫氣的價(jià)格補(bǔ)貼，沒(méi)有明確可選建站地址、油- 氣- 氫混合站建站等政策；配套氫能源公交路線公交車數(shù)量、物流車或貨運(yùn)車等應(yīng)用場(chǎng)景的確定及相關(guān)設(shè)施配套需要政府協(xié)調(diào)支持，甚至于主導(dǎo)推動(dòng)；需要政策明確加氫站土地性質(zhì)是否可以采用租賃工業(yè)用地或者租賃政府劃撥給公交公司的用地。

4 加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)真正的核心問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題

目前加氫站建設(shè)遇到的主要經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題體現(xiàn)在高純氫氣生產(chǎn)費(fèi)用、氫氣運(yùn)輸費(fèi)用、加氫站建設(shè)費(fèi)用、氫能源汽車運(yùn)營(yíng)費(fèi)用四個(gè)方面。在產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)期間，為了使相關(guān)環(huán)節(jié)不虧損或少虧損，一些地區(qū)因地制宜地出臺(tái)了相應(yīng)的補(bǔ)貼政策，但是補(bǔ)貼不是長(zhǎng)久之計(jì)，主流方面還是立足于各環(huán)節(jié)參與企業(yè)自行采取市場(chǎng)措施，形成適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)模式，靠自力挖潛，在產(chǎn)業(yè)鏈能順暢運(yùn)行起來(lái)的前提下，互相合作，取盈補(bǔ)虧或均擔(dān)共虧，上下相顧，以保證各環(huán)節(jié)參與企業(yè)不虧損或少虧損。這種情況將一直持續(xù)到氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)、市場(chǎng)、應(yīng)用場(chǎng)景、商業(yè)模式各方面逐漸成熟，直到形成合適的利潤(rùn)分配體系。為了說(shuō)明加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性，筆者就有關(guān)加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)相關(guān)測(cè)算情況列述如下。

4.1 取定主要測(cè)算參數(shù)

1）關(guān)于兩種制氫途徑下氫源價(jià)格測(cè)算。焦?fàn)t煤氣甲烷化提LNG 后，尾氣提取氫氣價(jià)格測(cè)算。PSA 提氫設(shè)施建設(shè)投資，2 000 Nm3/h 大約投資3 000 萬(wàn)元人民幣。氫氣熱值3 000 大卡/Nm3，焦?fàn)t煤氣熱值4 000大卡/Nm3，所以原料氣價(jià)格大約比值是，氫氣：焦?fàn)t煤氣=3∶4，焦?fàn)t煤氣如果按焦化公司供給下游化學(xué)加工的價(jià)格按1 元/Nm3保守計(jì)算，氫氣就是0.75 元/Nm3。提純、充裝可以按0.25 元/Nm3估算?？梢缘贸?，焦?fàn)t煤氣甲烷化提LNG 后尾氣提取氫氣的制造成本約1 元/Nm3。如果氫氣用于合成氨，氫氣可實(shí)現(xiàn)價(jià)格測(cè)算。合成氨價(jià)格取大漲價(jià)之前的正常價(jià)格2 300 元/t、99.99%液氮價(jià)格取350 元/t，按分子式計(jì)算，5.67 kg合成氨含4.67 kg氮和1 kg氫，則簡(jiǎn)易地可以計(jì)算出合成氨中氫氣價(jià)格為5.67×2.3-4.67×0.35=11.4 元/kg，折合約1 元/Nm3。

2）基于上述氫源價(jià)格，建設(shè)一座500 kg/d 加氫站，按20 年經(jīng)營(yíng)期限考慮，并加入氫氣的運(yùn)輸成本（注：氫氣單車運(yùn)輸量小導(dǎo)致運(yùn)費(fèi)的價(jià)格占比較大），氫氣到站取定不含稅價(jià)格為：經(jīng)營(yíng)期第1—2 年取27 000 元/t（最高進(jìn)價(jià)27 元/kg 或2.4 元/Nm3）；第3—7 年取24 000 元/t（最高進(jìn)價(jià)24 元/kg 或2.1 元/Nm3）；第8—9 年取20 400 元/t（最高進(jìn)價(jià)20.4 元/kg 或1.8 元/Nm3），第10—11 年取18000 元/t（最高進(jìn)價(jià)18 元/kg或1.6 元/Nm3），第12—20 年取14 800 元/t（最高進(jìn)價(jià)14.8 元/kg 或1.3 元/Nm3）計(jì)算。

3）規(guī)模為500 kg/d 加氫站建設(shè)投資情況取定值。加氫站建設(shè)總投資為3 000 萬(wàn)元，建設(shè)投資為2 900萬(wàn)元，建設(shè)期貸款利息為50 萬(wàn)元，鋪底流動(dòng)資金為50 萬(wàn)元，可抵扣增值稅約為200 萬(wàn)元。

4）政府對(duì)加氫站補(bǔ)貼取定額度：500 kg/d 加氫站建成之后政府一次性補(bǔ)貼800 萬(wàn)元，經(jīng)營(yíng)期前兩年每銷售1 kg 氫氣政府補(bǔ)貼24 元，經(jīng)營(yíng)期第3—4 年每銷售1 kg 氫氣政府補(bǔ)貼18 元，經(jīng)營(yíng)期第5—7 年每銷售1 kg 氫氣政府補(bǔ)貼12 元，加氫站運(yùn)營(yíng)財(cái)政貢獻(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)，2019—2021 年獎(jiǎng)勵(lì)金額為加氫業(yè)務(wù)增值稅和所得稅政府留成部分的100%，2022—2023 年度為50%。

5）稅率費(fèi)率取定。氫氣9%、水為9%，電及其他為13%。城市維護(hù)建設(shè)稅及教育費(fèi)附加，城市維護(hù)建設(shè)費(fèi)率率為5%，教育費(fèi)附加率為3%，地方教育費(fèi)附加率為2%。

4.2 采用上述取定值進(jìn)行測(cè)算得出的結(jié)論

1）加氫站的稅后內(nèi)部收益率為5.50%；稅后財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值55 萬(wàn)元，所得稅后投資回收期為13.5 年（含建設(shè)期1 年）。從盈利能力、財(cái)務(wù)生存能力、盈虧平衡分析和敏感性分析等結(jié)果均可表明加氫站盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力一般，可以說(shuō)一定是虧損的狀態(tài)。

2）從氫氣的下游用戶角度考察，以大漲價(jià)前的價(jià)格為基準(zhǔn)比較能源消費(fèi)的量?jī)r(jià)情況：以33 t 重卡為例，LNG 耗量20 kg/100 km，折價(jià)90 元/100 km；柴油耗量37 L/100 km，折價(jià)180 元/100 km；氫氣耗量12 kg/100 km，根據(jù)目前市場(chǎng)情況折價(jià)360～480元/100 km。（注：如果按電解水制氫，假設(shè)耗綠色電力0.2 元/kWh，那么制氫氣電解部分折價(jià)12 元/kg（按60 kWh 電制一千克氫氣計(jì)算），但這種假設(shè)目前沒(méi)有商業(yè)案例。）由此得出比較結(jié)果，目前33 t 重卡多數(shù)是柴油車，如果實(shí)施“柴轉(zhuǎn)氫”戰(zhàn)略，耗能價(jià)格差額達(dá)到300 元/100 km，市場(chǎng)難以承受。

5 結(jié)語(yǔ)

以加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)為著眼點(diǎn)，結(jié)合計(jì)算，系統(tǒng)、全面、動(dòng)態(tài)地從價(jià)格、場(chǎng)景、政策等角度考察以加氫站為原點(diǎn)的氫應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈，引發(fā)筆者對(duì)加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀的一些思考，僅供各位業(yè)界同仁探討：

1）把氫看作一種能源還是一種儲(chǔ)能介質(zhì)，這個(gè)問(wèn)題需要澄清。筆者建議把氫定義為儲(chǔ)能介質(zhì)更切合實(shí)際，類似于抽水蓄能，這樣就能從物理意義和經(jīng)濟(jì)意義上，把各種“綠氫、藍(lán)氫、灰氫……”之類的說(shuō)法統(tǒng)一歸于“能氫”，這樣，不僅把加氫站定義為蓄能站，為加氫站的發(fā)展打開(kāi)更大的想想空間，而且可以避免為“跟氫風(fēng)”而制氫，引導(dǎo)氫向“蓄能儲(chǔ)備”的戰(zhàn)略方向開(kāi)拓應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)物理意義與經(jīng)濟(jì)意義的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2）加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)考慮靈活運(yùn)用多種方式。制氫單位自建加氫站（建議新建綜合站），通過(guò)賣油、賣CNG/LNG 補(bǔ)虧賣氫，前提是核算固定資產(chǎn)投資和運(yùn)營(yíng)成本后有補(bǔ)虧的可能性；缺點(diǎn)是制氫單位運(yùn)營(yíng)加氫站不專業(yè)、成本高；制氫單位除投資制氫裝置外，還要投資加氫站，固定投資的財(cái)務(wù)成本高。加氫站設(shè)備集成商自建加氫站（建議新建綜合站），不但能做到專業(yè)的人運(yùn)營(yíng)加氫站，而且能通過(guò)賣油、賣CNG/LNG 補(bǔ)虧賣氫，前提是約定氫氣供應(yīng)價(jià)格和銷售價(jià)格，既要保障制氫企業(yè)利益又要保障用氫企業(yè)利益，加氫站設(shè)備集成商自己核算自身利益，自負(fù)盈虧，同時(shí)承擔(dān)利益分配角色，照顧上下，防止出現(xiàn)“上下虧損自己盈利”這種不可持續(xù)現(xiàn)象，這樣有利于實(shí)現(xiàn)全鏈條利益分配簡(jiǎn)單高效。

3）建議從政策取向方面，支持在現(xiàn)有加油、加氣站內(nèi)部新增加氫板塊，一方面無(wú)論誰(shuí)建加氫裝置、運(yùn)營(yíng)售氫，都可以大幅降低土地和手續(xù)成本；另一方面原有加氣站接收運(yùn)營(yíng)加氫站容易上手。政策的重點(diǎn)選為培育新興產(chǎn)業(yè)，著力全鏈條利益分配，而不是把產(chǎn)業(yè)鏈條割裂開(kāi)來(lái)，孤立地支持某一段，比如針對(duì)氫能重卡產(chǎn)業(yè)鏈，可以通過(guò)對(duì)購(gòu)買氫能源車輛從事氫能運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)嚴(yán)格實(shí)施招投標(biāo)，優(yōu)先保障鏈條末端司機(jī)（運(yùn)輸公司）的利益后，再最優(yōu)化其他各方的利益。