加氫站建設方案探究

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引言

隨著世界氫能行業日新月異的發展,我國從國家到地方均對氫能產業發展給予了高度重視,提出了一系列切實可行的支持性政策措施。特別是近幾年,我國邁出了追趕國際氫能發展潮流的堅定步伐,不斷加大制氫、加氫、儲氫等氫能技術的開發和應用支持力度,氫能產業發展迅猛,后發優勢明顯,已成為國際重要的氫能市場。

一、建設必要性

全球能源行業正經歷著以低碳化、無碳化、低污染為導向的第三次能源變革。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的二次能源,是未來構建以清潔能源為主的多元能源供給系統的重要載體,氫能的開發、利用技術已成為新一輪世界能源技術變革的重要方向,也是交通業未來發展的戰略制高點,對新時代能源轉型發展具有重大意義。2017年以來,我國氫能產業加速發展,多地紛紛出臺支持政策,實現了小規模全產業鏈應用示范,但隨著產業規模與應用場景的增加,氫能基礎設施(主要為加氫站)建設和供氫保障問題已成為制約整個產業持續發展的重要因素,也是搶占未來氫能市場的關鍵環節。在加氫站建設利用方面謀篇布局,眼光超前,搶占先機,能夠起到示范引領、模式探索、積累經驗、儲備人才等作用,將為能源企業后續氫能市場的開拓、開發奠定堅實的基礎。

二、方案設想

以加氫站為核心,結合多種能源利用方式,堅持清潔定位和創新引領,綜合考慮市場發展,分階段實施。

起步階段(2020-2022年)。該階段重點解決“能否”的問題。由于氫能應用市場剛剛起步,尚在培育階段,沒有盈利空間,應著眼長遠、搶占先發優勢,積累市場開發和運營管理經驗,贏得政府支持,掌握氫能利用項目開發主動權。

此階段應積極與交通管理部門、省會及區域中心城市等具有廣泛社會影響的地區、部門溝通對接,根據市場情況,靈活選擇與“三大油”、燃氣公司等擁有站址資源的企業合作,優先考慮合建。

培育階段(2022-2025年)。該階段重點解決“有無”的問題。此時有政策明確扶持,有社會關注,公眾認可度逐步提高,市場前景逐漸明朗,盈利空間逐步擴大,資金逐漸匯集。應在先期實驗示范取得經驗的基礎上,利用資金、技術、經驗優勢,在空白區域謀局布點,填補空白,為搶占市場資源奠定基礎,此時優先考慮自建。

成長階段(2025-2035年)。該階段重點解決“多少”的問題。由于政策、技術、市場和建設條件基本具備,用戶市場快速增長,項目效益逐步釋放,此時市場競爭激烈,應加大市場開發力度,增加投資,大力謀劃布點,盡快增加站址數量,擴大市場規模和占有率。

成熟階段(2035-2050年)。該階段重點解決“優劣”的問題。市場成熟,管理規范,市場競爭主要依靠市場主體的經營管理優劣取勝。

三、方案構成

當前氫的來源主要有化石能源制氫、化工副產氫和可再生能源制氫。因此,方案構成可分為2種模式:一是購氫+加氫;二是制氫+加氫。

(一)制氫。分散式風電場、光伏電站等可再生能源制氫系統。

(二)加氫。加氫站的四大核心裝備是氫氣壓縮機、高壓儲氫罐、加氫機和加氫站控制系統。

四、站址選擇

(一)選擇原則。一是側重優先考慮良好的示范效應。由于當前氫能交通應用市場還處在培育期,氫燃料汽車還未普及,如果優先考慮示范效應,暫時不考慮收益情況,則應優先選址重點新區、區域中心城市、重點高速公路等能充分發揮宣傳、示范、引領作用的地區。

二是示范效應和收益率要求相結合?？梢越梃b當前城市電動公交系統成功運營的經驗,在省會、重點新區、區域中心城市等影響力較大的地區,利用公共交通利用率高,能夠均攤成本,且社會推廣效果好,以及商用車行駛線路固定、車輛集中,建設配套加氫站比較容易的特點,與公交公司合作,謀劃合建加氫站。兼顧示范效應和經濟效益。

(二)等級選擇。氫氣加氫站的站址選擇,應在符合城市規劃和消防、節能、環保要求的前提下,優先布置在交通便利的地方。具體到加氫站等級,一級加氫站、一級加氫加(氣、油)合建站應在城市建成區以外選址建設。另外,加氫加油合建站在按照GB50516加氫設計時,加油站標準要遵循GB50156汽車加油加氣站設計與施工規范。選擇思路:現有(或擬建)二級、三級加油站中來選址考慮合建加氫站。

五、合作方選擇

按照加氫站特點,應優先考慮與負責高速規劃建設的業主單位,如省級交通投資部門、省級高速管理部門等單位合作,爭取站址資源。如與加油加氣站合建,在爭取站址資源的基礎上,還應積極與“三大油”、燃氣公司、公交公司、個體加油加氣站等單位洽談對接,尋求合作。

六、收益分析

由于當前氫能交通應用市場正在培育,氫燃料汽車還未普及,如果采取外購氫氣建設加氫站,缺少協同制氫、儲運氫、加氫等基礎設施網絡資源的優化配置,不易控制供氫成本,在沒有補貼的情況下,很難實現盈利。如果借鑒當前城市電動公交系統成功運營的經驗,在經濟基礎和建設條件較好的地區,與公交公司合作,謀劃合建綜合能源加氫站,實現示范效應和經濟效益相結合,待市場成熟,技術瓶頸消除后,結合項目綜合效益,在未來的氫能應用市場將會有不錯的經濟表現。

七、風險分析

(一)經營風險。經營風險因素:一是氫能應用市場成長緩慢,設備利用率低。二是制氫+加氫建設模式不能落地,氫源市場不能掌控,成本高企。三是場站合作方管理不規范,造成運營成本不可控。

(二)安全風險。當前國家仍將氫氣劃歸?；饭芾?相關設備的檢測、監管的標準規范、法規和程序不健全,有待完善。管理、檢測標準的不完善,審批、監管程序的不順暢,以及與加油加氣規范、標準的不統一,都是后續運營管理的不安全因素。

八、方案建議

根據氫氣來源,加氫站建設模式可分為以下幾種:

1.外購氫氣,自主建設。

2.外購氫氣,與加油、加氣站合建。

3.自主制氫,自主建設。

4.自主制氫,與加油、加氣站合建。

在當前氫能行業發展形勢下,建議按照2-4-1-3的優先順序對上述4種建設模式進行選擇決策。