燃料电池产业链

1、加氢站建设运营：绑定下游需求、降低氢气成本从而增厚利润

中国目前正在加快布局加氢站建设。现今，国内加氢站只有4个，且主要是为研发型及共示范性汽车提供加注服务，暂未实现全商业化运营。国内加氢气站稀缺的主要原因是建设加氢站所需的关键部件没有量产的成熟产品，大多依靠进口，因此，加氢站设备的自主研发必不可少。此外，国内建设加氢站成本回收周期较长，加氢站的基础设施需要依靠车辆充电、加氢规模效应平衡收支来盈利。目前国内氢燃料电池乘用车保有量依旧远远低于日本、美国、欧盟等地区。

目前我国加氢站建设主要由对于建造加氢站的补贴（国补400万/站，地补不低于300万/站）和下游燃料电池车需求拉动。分析目前国内的加氢站建设和运营成本可知，由于我国对于建造加氢站的补贴政策较为优惠、且土建成本、固定设备投资及运维成本较低，因此占加氢站所供应的氢气售价70%以上是氢气的成本价（包括制氢+储运费用）。

通过假设一般物流车百公里油耗为10L，燃料电池物流车百公里耗氢量为1.48kg（通过统计现有FCV物流车指标测算而得），我们统计出了采用氯碱副产氢和气氢拖车这两种成本最低的制氢和运氢模式的加氢站，其利润空间的范围（见图表2）。

我们认为，在补贴政策较为优惠的现阶段，选择合适的制氢和储运方式，并适当压缩该过程的成本，将有助于降低加氢站终端的氢气售价；长期来看，在补贴逐渐下降的情况下，加速加氢站关键设备的国产化进程才是终极降本之路。此外，建设移动式加氢站和太阳能加氢站是降低加氢站建设成本的新思路。

从现阶段加氢站对运输距离（＜500km,200km为宜）和运输规模（10t/d）的需求来看，氢气最佳的运输方式仍是气氢拖车，其成本可以达到2.02元/kg，而在同等条件下的液氢运输成本可以达到12.25元/kg。未来在液化氢技术达到标准且氢气需求量规模上升（100t/d）的情况下，将考虑采用液氢运输的方式运送氢气。

现阶段最佳的制氢和运氢方式搭配为：氯碱工业副产氢+气氢拖车运输，其氢气成本范围在17.9~19.2元/kg。该氢源路线的选择主要是基于成本和环保的角度考虑的。

世界各国都在加紧加氢站的建设，各种政府及车企补贴不停歇。虽然我国的加氢站建设起步较晚，但是近5年来发展迅速，政府补贴力度巨大，规模化建设可预见。特别是在长三角地区，燃料电池汽车需求量较大，下设很多新能源汽车示范点，且具备加氢站建设的关键性设备生产的条件。

2、增强加氢站长期规划，加速关键设备国产化进程

一发达国家大规模建站，国内发展缺少长期规划

截止到2016年1月，全球正在运营的加氢站达到214座。全球加氢站统计报告称，2015年全球新增54座加氢站，且欧美国家已形成初具规模的加氢站供应链。许多国家正在计划加强对加氢站的支持，逐步推进加氢站的建设。

目前全球214座加氢站中，95座位于欧洲，50座位于北美，1座在南美，1座位于澳大利亚，其他67座在亚洲，其中121座对公众开放。

随着氢燃料车需求的增长，世界各国都开始加快加氢站建设的步伐。日本调查公司富士经济预测，2030年度燃料电池汽车全球市场规模将超过198万-199万辆，总金额将达4.75万亿日元，潜力增长空间巨大。氢燃料车需求的全球化增长，决定了加速加氢站建设的必要性。

到2023年，德国要达到400个加氢站的目标。它将分布在德国整个高速公路的网络中，至少每隔90公里有一个加氢站；从人口密度来看，至少在每个大都市区内有10个加氢站。

正如上文所提及的，在美国，加州已经拨款两亿美元，用于今后十年的加氢站网络扩张。丰田预计，到2020年，加州加氢站数目会增加到75个。

日本此前计划于2016年3月底之前在国内建成100家加氢站，专门满足氢燃料电池车能量补充需求，促进新能源车型的发展，减少环境污染。虽然截至3月补助申请日期，仅有76家氢气站获批，但政府及车企的补贴力度仍不容小觑。

韩国贸易、工业和能源部表示，2016年至2020年计划将会推动新能源车的增长，预计2020年新能源车保有量将超过100万辆，以降低温室气体排放。政府计划到2020年全国建设1400个基础充电站，并建设80座用于燃料电池车的加氢站。

中国目前加氢站数量稀少，针对性的长期规划较少。现今，国内加氢站仅有4个，分别位于北京、上海、郑州、深圳。主要是为研发的燃料电池实验车辆、城市燃料电池公共示范汽车提供加注服务，用户种类及数量较少，暂未实现全商业化运营。上海在世博会期间曾经建设了一个世博加氢站，是当时世界上规模最大的加氢站之一。世博加氢站曾服务170余辆汽车，但由于规划原因，该站已于2011年被拆除。同样为了服务大型赛事而临时建设的还有广州加氢站，建设广州加氢站是为供给亚运会观光车的氢能，目前该站也已被拆除。

中国制造2025对于燃料电池汽车产业发展路径进行了规划，即通过公共用车带动加氢站配套设施加速，最后拓展到私人乘用车领域。

国内加氢气站稀缺的主要原因是建设加氢站所需的关键部件没有量产的成熟产品，大多依靠进口，这直接导致建站成本居高不下，因此，加氢站设备的自主研发必不可少。

此外，国内建设加氢站成本回收周期较长，加氢站的基础设施需要依靠车辆充电、加氢规模效应平衡收支来盈利。2015年，国内仅有氢燃料电池乘用车10辆、公交大巴共3辆。到2020年，国内氢燃料电池乘用车有望达到3000辆，公交车大约为8000辆，保有量依旧远远低于日本、美国、欧盟等地区。

二加氢站的工作原理和建设模式

现有加氢站技术来源于天然气加气站，有两种建设方式：1）站内制氢供氢加氢站技术；2）外供氢加氢站技术。

1）站内制氢加氢站技术：来源于天然气管网标准加气站原理，即加氢站内有制氢设备（如天然气重整制氢）产生氢气（相当于天然气管道输送来的气源）和加气站设备的组合。

2）外供氢加氢站技术：来源于天然气母站和子站原理，即从外面工厂(相当于母站提供气源)经加氢站(子站)二次加压完成对外加气。

加氢站的工作原理（以外供氢加氢站为例）：氢气通过管束槽车运输至加氢站，经由氢气压缩机增压后储存至站内的高压储罐中，再通过氢气加气机为燃料电池汽车加注氢气。当管束槽车的压力足够高时，可从槽车中直接给车辆加氢；压力不够部分从氢气高压储罐中给汽车进行补充氢气。

实际操作中，氢气储罐可由多个压力级别不同的储罐并联而成，先将低压储罐中的氢气用于加注，直到低压储罐与车载容器达到压力平衡，再换为高压储罐进行加注。

北京奥运会的加氢站，属于站内制氢供氢加氢站类型，制氢原料是管网中的天然气，站内制氢技术要求比较高，制氢和加氢两种设备组合占地面积大，站内制氢规模不会很大，导致制氢成本会很高。

上海安亭加氢站，属于外供氢加氢站，运来的氢气在加氢站需要二次加压，压缩设备和站内储气瓶组占地面积较大，运行成本高。

三加氢站的主要设备及其发展方向：提高技术标准，逐步实现压缩机国产化

加氢站的主要设备：包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等，其中压缩机占总成本较高（约30%）。目前设备制造的发展方向主要是加速氢气压缩机的国产化进程，从而降低加氢站的建设成本，促进氢能产业链的发展。

高压储氢装置：一般有两种方式，一种是用具有较大容积的气瓶，该类气瓶的单个水容积在600L～1500L之间，为无缝锻造压力容器；另一种是采用小容积的气瓶，单个气瓶的水容积在45L～80L。从成本角度看，大型储氢瓶的前期投资成本较高，但后期维护费用低，且安全性和可靠性较高。

氢气压缩设备：常用的氢气压缩设备为隔膜式压缩机，该型压缩机靠金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送气体。氢气压缩机在加氢站中占据重要地位，目前我国加氢站所采用的氢气压缩机仍需外购。未来国内加氢站与生产压缩机的外资企业加强合作以及加快国产化速度的情况下，有望将压缩机的成本减少50%以上。

氢气加注设备：氢气加注设备与天然气加注设备原理相似，由于氢气的加注压力达到35Mpa，远高于天然气25Mpa的压力，因此对于加氢机的承压能力和安全性要求更高。根据加注对象的不同，加氢机设置不同规格的加氢枪。如安亭加氢站设置TK16和TK25两种规格的加氢枪，最大加注流量分别为2kg/min和5kg/min。加注一辆轿车约用3-5分钟，加注一辆公交车约需要10-15分钟。

站控系统：作为加氢站的神经中枢，站控系统控制着整个加氢站的所有工艺流程有条不紊的进行，站控系统功能是否完善对于保证加氢站的正常运行有着至关重要的作用。

对比发达国家，中国所生产的加氢站设备各项技术指标仍有欠缺，关键性设备依靠进口。

储氢装置：2014年，京城股份实现了70MPa高压储氢瓶的开发，国内储氢装置终于跳出了35MPa的瓶颈。目前我国拥有300公斤高压氢气瓶的生产资质，但700公斤高压氢气瓶的生产标准还不健全。如若使用液化氢气运输，储运能力是气氢运输的10倍以上，但是存在两大技术难题：氢液化能耗大以及液氢储存容器绝热难做到。国内只有少数几家厂商正在研发常温常压有机液态储氢，如富瑞特装。其子公司江苏氢阳能源有限公司的产品中试已经取得阶段性成果并通过专家论证，正在筹建日产100公斤氢源材料生产装置并准备三季度的大试。如果大试效果令人满意，公司可能将投产年产能3万吨的氢储能材料生产线。

氢气压缩设备：由于国内产品关键设备的使用寿命较短，压缩机主要靠国外进口。例如北京加氢站的产品氢气压缩机由美国PDC公司提供，额定流量为55，最高压力可达400bar。

氢气加注设备：国内有富瑞特装、厚普股份等都在做加氢机，技术相对较为成熟。

中国企业通过学习日本设备的各项标准以及优化流程，正在大踏步地行走在设备国产化的道路上。

高压储氢装置：在日本，含新能源汽车业务的上市公司主要以70MPa的高压储氢技术为主。该类型的公司有：本田，丰田，日产等。在制作储氢罐的过程中，日本公司现高效安全的方法是碳系储氢法制造：高压储氢罐采用三层结构，最里层是树脂用来密封氢气，中层是碳纤维强化树脂（CFRP）层，提高耐压强度，最外层是保护表面的玻璃纤维强化树脂层。日本丰田公司在今年的高压储氢容器安全检查中，表现出安全性出众，一般子弹无法打穿储氢罐。碳系储氢法将成为高压储氢中一种占比很高的技术。

液氢储运设备：日本川崎重工在远程液氢运输方面取得了很大的成就，采用了液氢运输船的方式运输在澳大利亚开采褐煤生产的氢气，使泄漏量控制在0.09%左右。

氢气压缩设备：日本通过合金金属材料来制造氢气压缩器，并实现了优化传导热和氢容量匹配技术，形成高压氢气压缩技术。同时，氢气纯度也提高了。

氢气加注设备：在日本，有两种氢气加注方式：35Mpa和70Mpa。35Mpa用于氢气叉车，而普通燃料电池汽车加注氢气为70Mpa。加注时间平均为3分钟左右。站台加注量均超过300Nm3/h。

相对于高压储氢装置而言，氢气压缩机更有望实现国产化。中国拥有丰富的稀土金属资源，而且氢气压缩器的制造中，合金金属材料是重中之重。中国可以利用稀土金属资源来开发稳定高效的氢气压缩器，并降低耗能。利用稀土金属资源也可以减少压缩器的重量，减少运输成本。现在国内碳系材料资源和利用技术不足，在高压储氢方面得一直依靠进口解决。因此除非国家能研制出以金属为主导的储氢装置以及保证稳定高效的使用，高压储氢在近期几年仍然处于外购占优的状态。

3、加氢站供应能力及单车投资测算

通过统计加氢站平均日供应氢气量及加氢站的总投资，我们可以推算出单车加氢站投资额。目前典型的加氢站的加氢能力在800-1200kg/天，按照乘用车单车储氢量4.5~5.5kg、物流车6~8kg、客车80~90kg计算，每天可加氢130~150辆。对应单车基础投资约为10~20万元/车（不考虑补贴）。

如果按照目前已有的燃料电池车的数据计算，假设：

（1）加氢站日供应氢气量为1000kg/天；（2）加氢站总投资额为1500万元；（3）投入运营的乘用车、物流车和客车的数量之比为5:4:1；（4）燃料电池乘用车以丰田Mirai作为数据样本（储氢量5kg，续驶里程482km）；（5）燃料电池物流车以E-truck作为数据样本（储氢量7.5kg，续驶里程400km，载重量4-8吨）；（6）燃料电池客车以宇通客车燃料电池车为数据样本（储氢量63kg，续驶里程超过400km）。

结论：在不考虑补贴的情况下，测算出的单车加氢站投资额约为10.83万元/车；如果考虑加氢站的补贴，则测算出的单车加氢站投资额为5.06万元/车。

按照不同车型分别计算单车加氢站投资（如图表15），测算得出：在不考虑补贴的情况下，乘用车、物流车和客车的单车加氢站投资分别为1.28、9.25、64.94万元/辆。

4、加氢站的降本之路：努力压缩制氢和运输成本

一制氢和运输成本是构成氢气价格的决定性因素

和国外相比，在国内建立一座加氢站具有成本方面的优势。目前在国内建设一座加氢站（35Mpa）的投资在200~250万美元之间，日本建设一座中型加氢站（300Nm3/h）投资在500~550万美元；在美国，约需要280~350万美元。从政策力度方面来看，中国建设加氢站的补贴额度较美国和日本更高，降低了国内加氢站建设中的固定成本投资部分。

这主要是由于，在日本、美国等地，加氢站的建造和维护标准比较严苛，导致这部分成本远超中国。此外，中国为建造加氢站提供的补贴政策也优于日本和美国。

影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分。比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现，影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本（约占38%）和加氢站固定成本（约占26%），而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本（约占65%）。

这说明，要降低我国加氢站整体的成本，在补贴力度较强的现阶段来看，选择合适的氢源，并降低氢气运输与储藏的成本，是最适当的选择；长远来看，随着行业的发展和补贴额度的下降，通过提高关键设备的国产化率水平来降低加氢站的建设成本则是未来加氢站降本的明智之选。

二现阶段国内最宜选取的制氢运氢方式讨论

目前，制备氢气主要方式有以下几种：氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢（甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等）、石化资源制氢（石油裂解、水煤气法等）和新型制氢方法（生物质、光化学等）。

通过比较分析各种制氢方式的成本和优劣势我们认为：在现阶段，选择成本较低、氢气产物纯度较高的氯碱工业副产氢的路线，已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求；在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下，利用可再生能源电解水制氢将成为终极能源解决方案。

运氢的方式包括三种：气氢拖车运输（tubetrailer）、气氢管道运输（pipeline）和液氢罐车运输（liquidtruck）。氢能供应链中运氢环节定义为包括集中制氢厂的运输准备环节（氢气压缩/液化、存储及加注）和车辆/管道运输过程所涉及所有设备。

成本分析主要结论：

1）对于气氢拖车运输方式，运氢成本受规模影响不大，主要受距离因素影响；

2）对于管道输氢方式，管道投资成本在运氢成本中占最大份额，适用于运氢规模大，距离近的情况；

3）对于液氢罐车运输方式，运氢成本随着运输规模的增大大幅降低，随运输距离的增大而上升，但上升幅度远小于气氢拖车的运输方式。

在能耗方面的分析发现，三种运氢方式的单位能耗与运氢规模基本无关，仅与运输距离有关。管道输氢方式的能耗最低，而对于液氢罐车运输方式，在氢气液化之后，由于其高能量密度，需要很少的柴油消耗来满足车辆运行，因此运输距离对液氢罐车运输方式能耗的影响幅度很小。

结合成本和能耗两方面因素综合考虑，我们认为气氢拖车运输适合小规模、短距离运输情景；气氢管道运输适合大规模、短距离运输情景；液氢罐车运输适合长距离运输。

现阶段降本方式：选择合适的制氢和运氢方式。假设运输规模为10t/d，运输距离小于200km，在假设条件（规模较小，距离较近）的情况下，倾向于采用氯碱制氢、天然气或石油蒸汽重整以及可再生能源制氢的方式制取氢气，并采取气氢拖车或管道运输的运输方式。

三未来降本方式：提高关键设备的国产化水平

氢气压缩机价格占据氢站整体成本的30%，若能实现国产化，能够有力地降低成本。氢气压缩机还没有实现国产化，主要是因为许多技术环节和精细加工方面和国外的工艺无法匹敌，零配件（如阀门等）也达不到相应的技术标准。目前，国内做加氢设备的公司已经开始开发与外资企业的合作方式，未来可能通过技术授权、技术买断或者建设合资公司来提高关键设备的国产化率和国产化水平。通过这样的降本方式，能够逐步将建设加氢站的投资从1500万左右降至1200万，从而带动燃料电池行业的上下游发展，提升行业竞争力。

四加氢站降本新思路：以日本岩谷产业为例，坚持自主创新与企业合作

加强合作，平摊成本。本田、日产和岩谷产业等能源公司将在2017年成立加氢站合资公司。对于新的合资公司的运营，日本政府将提供设备和运营补贴。据分析，成立新的合资公司相较于能源公司单独设置加氢站，能够获得更丰厚的政府补贴。

建设移动式加氢站，成本减半。2015年2月，岩谷产业与丰田通用及大阳日酸合作，共同成立了日本移动式加氢站服务公司。该公司的箱式移动加氢站的建设成本大约为2~3亿日元，为固定式加氢站的一半。移动式加氢站的加氢设备由卡车搭载运输，不需要专门建设配套管线，使得建设工期大大缩短，只需固定式加氢站建设工期的六成左右。此外，这种移动式加氢站占地面积仅为固定式加氢站的30%，在距住宅区及道路8米以上的平地上均可设置。

本田与日本岩谷产业公司共同开发了“智能加氢站”。该智能加氢站搭载高压水电解系统，使用来自太阳能、风能、水力或生物燃料的清洁电力，在高压水电解箱内电解水制氢，然后将制得的氢储存在高压储氢罐内。其成本仅为正规加氢站的1/10，为加氢站的普及做出了贡献。

5、补贴作为后盾，企业担当先锋

一政府对加氢站建设的政策支持不停歇

在补贴方面，目前中国对于加氢站建设的国家补贴相较于日本及欧美国家的补贴而言还是比较优惠的：2015年，中国财政部发布了《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》，提出对符合国家技术标准且日加氢能力不少于200公斤的新建燃料电池汽车加氢站，每站奖励400万元。对应到地方的补贴政策还没有正式出台，但我们预计对于加氢站的补贴不会低于对于充电站的补贴额度，即300万元/站以上。此外，国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《中国制造2025》中提出，要持续加强充电站、加氢站等基础设施建设。

日本建设一家加氢站，其成本约为520万美元左右，对于中型加氢站（300Nm3/h）的加氢站，最高补贴是260万美元；对于小型加氢站（100Nm3/h）的加氢站，最高补贴为170万美元。补贴对于加氢站的建设依然是杯水车薪，据测算，日本建一座新的加氢站，前10年的运营都是亏损状态。除了政府补贴，车企也加入到建设加氢站的阵营中来，2015年7月，日本三大汽车制造商丰田、日产和本田宣布，计划联合投资60亿日元支持本土加氢站的建设和运营。

美国加利福尼亚州是全球氢能源产业发展最好的区域之一，其能源署投资4660万美元支持28座加氢站的建设，计划于2016年建成。该计划有利推动了在加州建成100座加氢站的目标，2015年加州承诺每年提供至少2000万美元资金，直至100座加氢站建成为止。

在德国，2013年有六个工业伙伴加入“氢气移动倡议”，同意在国内投资共3.5亿欧元建造全国的网络。

二企业加速加氢站建设，早日实现氢能社会

虽然我国的加氢站建设起步较晚，但是近5年来发展迅速，有望实现规模化建设。特别是在长三角地区，燃料电池汽车需求量较大，下设很多新能源汽车示范点，且具备加氢站建设的关键性设备生产的条件。目前我国燃料电池关键材料的研发已经达到了国际水平，加氢站关键设备的性能也较之起步时有明显提高。此外，国内政府对氢能源开发的补贴力度巨大，因此未来规模化的加氢站建设是可预见的。

富瑞特装携手如皋经济开发区，共同签订了《氢能源汽车产业战略合作意向书》。如皋经济技术开发区是国内最早涉足氢能源汽车产业的开发区之一，拥有南通泽禾新能源科技有限公司等一批氢能源汽车及其关键零部件制造商，同时也是中国首个联合国氢能经济示范城市项目的承担单位。富瑞特装将负责为如皋经开区的联合国氢能经济示范城市项目提供加氢站的投资建设工作。双方依托各自优势，加快推进氢能源战略。

富瑞特装在今年5月刚成立氢能装备子公司，计划2017年实现销售15套加氢站设备的目标，订单主要分布在长三角地区。正在建设的加氢站有5个，分别位于上海、盐城、中山、如皋、十堰。计划2017年第一季度将五个加氢站全部建好。

今年6月，上海国际汽车城、上海舜华新能源系统有限公司、林德集团以及上海鉴鑫投资有限公司在安亭汽车创新港签订加氢站投资运营合作协议。本次四家单位在车辆运营、加氢站建设运营、氢气供应、资本四个环节进行优势合作，同步推进，通过持续的加氢站运营及车辆运行，尽早发现并解决产业化过程中的问题，逐步建立起良好的车-站联运商业模式，实质性推动产业的发展。四家公司将成立加氢站投资运营公司，初步计划至2020年在上海建成运营五座加氢站，形成环上海的一个小型加氢网络，为约400辆燃料电池客车提供加氢服务。

今年3月，上海建成全国首座加氢充电合建站，即原先的安亭加氢站。该改造项目的完成既为上海国际电动汽车示范区内运行的燃料电池汽车提供加氢保障，也为电动汽车提供充电服务。为将来新能源汽车多能源补给站的推广建设起到了良好的示范作用。