儲能和運輸：高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫已進入商業(yè)應用階段

在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，氫的存儲運輸是連接氫氣生產(chǎn)端與需求端的關(guān)鍵橋梁，因此高效、低成本的氫氣儲運技術(shù)是實現(xiàn)大規(guī)模用氫的必要保障。根據(jù)氫氣的儲存狀態(tài)可將儲運方式分為氣態(tài)儲運、低溫液態(tài)儲運、有機液態(tài)儲運和固態(tài)儲運等方式。

目前，高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫已進入商業(yè)應用階段，而有機液態(tài)儲氫、固體材料儲氫尚處于技術(shù)研發(fā)階段。不同儲氫方式各有優(yōu)劣（表1），其中，氣態(tài)儲氫具有成本低、能耗低、操作環(huán)境簡單等特點，是目前發(fā)展相對成熟、應用較廣泛的儲氫技術(shù)，但該方式仍然在儲氫密度和安全性能方面存在瓶頸。低溫液態(tài)儲氫是先將氫氣液化，然后儲存在低溫絕熱容器中，目前主要應用在航空領(lǐng)域。有機液態(tài)儲氫由于其存儲介質(zhì)與汽油、柴油相近，可利用已有基礎設施從而降低應用成本，備受業(yè)界青睞。相較于氣態(tài)儲氫和液態(tài)儲氫，固態(tài)儲氫在儲氫密度和安全性能方面的優(yōu)勢更為突出，隨著技術(shù)研發(fā)的深入，也是未來實現(xiàn)氫能高效、安全利用的重要方向。近年來，固態(tài)儲氫引發(fā)行業(yè)的持續(xù)關(guān)注，吸引多家企業(yè)入局，其中，輕量化的小型固態(tài)儲氫展現(xiàn)出較好的發(fā)展勢頭，以固態(tài)儲氫為能源供應的電動自行車在深圳市、常州市等多地開展場景試驗。

資料來源：世界能源藍皮書，清華大學核能與新能源技術(shù)研究院，畢馬威分析

在氫氣運輸方面，根據(jù)儲氫狀態(tài)的差異分為氣態(tài)輸送、液態(tài)輸送和固態(tài)輸送，氣態(tài)和液態(tài)為目前的主流方式。通常的輸氫形式包含長管拖車、槽罐車、管道（純氫管道、天然氣管道混輸），不同的儲運方式具有不同特點及適應性（表2）。船舶運氫也有望成為未來氫氣運輸?shù)闹饕绞街唬壳半x實現(xiàn)商用規(guī)?；杂幸欢ň嚯x，預計在2025-2027年間有望實現(xiàn)商用化。

由于中國目前氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，氫能市場規(guī)模較小，且氫能示范應用主要圍繞工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫地附近，因此多采用長管拖車運輸，這也是當前較為成熟的運輸方式。

數(shù)據(jù)來源：《2022年中國氫能行業(yè)技術(shù)發(fā)展洞察報告》，公開資料，畢馬威分析

從整體發(fā)展趨勢來看，根據(jù)中國氫能聯(lián)盟報告預測，氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的技術(shù)發(fā)展方向，逐步提升氫氣的儲存和運輸能力?！稓淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》指出，我國將穩(wěn)步構(gòu)建氫能儲運體系，以安全可控為前提，推動氫儲運技術(shù)研發(fā)，提高高壓氣態(tài)儲運效率，加快降低儲運成本，有效提升高壓氣態(tài)儲運商業(yè)化水平，體現(xiàn)了“低壓到高壓”的前進方向。同時，為滿足氫能發(fā)展后期長距離、大規(guī)模運輸需求，提高氫儲運的安全性能，我國將持續(xù)推動低溫液氫儲運產(chǎn)業(yè)化應用，探索有機液體、固態(tài)等儲運方式應用，整體發(fā)展將呈現(xiàn)“氣態(tài)到多相態(tài)”的發(fā)展趨勢。

加氫站：中國加氫站數(shù)量居全球首位，具有區(qū)域集中性特點

加氫站是為燃料電池汽車充裝氫氣燃料的專門場所，作為服務氫能交通商業(yè)化應用的中樞環(huán)節(jié)，是氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎設施。

我國高度重視加氫站的建設，并積極發(fā)布相關(guān)政策規(guī)劃助推加氫站的建設與布局（表3）。2014年國家首次發(fā)布針對加氫站的補貼政策。2019年推動加氫設施建設正式寫入政府工作報告。2020年財政部出臺有關(guān)開展燃料電池汽車示范應用的政策，“運營至少2座加氫站且單站日加氫能力不低于500公斤”成為示范城市群申報的基礎條件，預計未來加氫站至少會從500公斤/天的加注量起步，這對于后期氫能的產(chǎn)業(yè)化將起到良好的帶動作用。

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理，畢馬威分析

從規(guī)模來看，目前中國加氫站的數(shù)量正逐年增加（圖1），2021年中國新建100座加氫站，累計建成數(shù)量達218座，位居世界首位。2022上半年國家進一步統(tǒng)籌推進加氫網(wǎng)絡建設，全國已建成加氫站超270座。

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理，畢馬威分析

從加氫站的區(qū)域分布來看，當前我國加氫站可實現(xiàn)除西藏、青海、甘肅外的省份全覆蓋，覆蓋范圍較廣，同時又具有一定的區(qū)域集中性特征。從目前各省、直轄市、自治區(qū)建站數(shù)量來看，位列前4的省份依次為廣東?。ǔ?0座）、山東?。ń咏?0座）、江蘇省（超20座）、浙江?。ǔ?0座）。此外，上海由于在氫能源領(lǐng)域起步較早及地方政策優(yōu)勢，是建設加氫站數(shù)量最多的直轄市。

根據(jù)氫氣的儲存狀態(tài)，加氫站可分為高壓氫氣加氫站和液氫加氫站?？傮w而言，中國加氫站的技術(shù)尚未成熟，關(guān)鍵設備依賴進口。高壓氫氣加氫站主要由壓縮系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和加注系統(tǒng)組成，由于國內(nèi)缺乏成熟量產(chǎn)的加氫站設備廠商，當前設備費用占比較高。目前我國常建的高壓氫氣加氫站的造價約為1500萬元，據(jù)專家推測，未來加氫站仍有30%-40%的降本空間。當前國內(nèi)氫能應用規(guī)模有限，但隨著未來需求的增加和加氫站的推廣，加氫環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設備亟需國產(chǎn)化。國家或?qū)⑦M一步出臺支持政策，加快加氫站核心設備自主研發(fā)進程，實現(xiàn)關(guān)鍵設備國產(chǎn)化，提高氫能商業(yè)化的經(jīng)濟性。

由于液氫密度較高，在相同的加氫量下，液氫加氫站的單位投資低于高壓氣氫加氫站，具有一定的成本優(yōu)勢。從數(shù)量來看，2020年全球液氫加氫站約占加氫站總量的33%。相較之下，中國在液氫加氫站的建設上起步較晚，2021年底全國首座液氫油電綜合功能服務站正式啟用。從技術(shù)維度來看，液氫裝備制造核心技術(shù)基本被德國、法國壟斷，中國在液氫站方面的技術(shù)研發(fā)與攻關(guān)還有待加強。

在確保安全的前提下，站內(nèi)制氫、儲氫和加氫一體化的加氫站等新模式也正在積極探索中，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》中鼓勵充分利用站內(nèi)制氫生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢，推動氫能分布式生產(chǎn)和就近利用。此外，中石化等企業(yè)也在探索充分利用固定資產(chǎn)，依法依規(guī)利用現(xiàn)有加油加氣站的場地設施改擴建加氫站。