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歐美日燃料電池汽車進入商業化示範階段，加氫站建設提速

截止2016年年1月全球正在運營的加氫站超過214座（數據來自《全球加氫站統計報告》）。95座位於歐洲（德國為主），50座位於北美，1座在南美，1座位於澳大利亞，其他67座在亞洲（日本為主），其中121座對公眾開放。中國目前擁有4座加氫站，都處於示範狀態，尚未進行商業化運營。2015年全球加氫站建設開始提速，增加了54座加氫站，其中，日本新增28座，在所有國家中居於首；歐洲新增19座，其中4座位於德國；北美新增7座。

未來5年，全球主要國家將加快加氫站建設，到到2020年，全球加氫站保有量將超過435座，2025年有望超過1000座，，日本、德國和美國分別有320、400和100座。中國計劃到2020年達到20座。挪威、意大利和加拿大等國均有5-7座加氫站處於規劃之中。

加氫站主流技術路線

城市加氫站的技術路線可分為三類：電解水制氫、天然氣重整制氫和外供氫技術。

電解水制氫：已十分成熟

電解水制氫的技術目前已經十分成熟，歐洲大多數加氫站都采用這種技術。電解水制氫裝置利用電力將水分解成氫氣和氧氣後，利用壓縮機將氫氣以高壓形式儲存在儲罐中，通過加註機完成向燃料電池大客車的氫氣加註。由於回收成本的問題，制氫過程中所生成的氧氣一般都直接排放到大氣中。

電解水制氫技術已經發展得相當成熟，各個站均采用了高度集成的整體殼裝式設備，十分便於安裝，大大提高了自動化程度，同時減少了設備所占用空間。

同樣是為了滿足3輛Citaro燃料電池大客車的用氫需要，所以各個加氫站電解水制氫裝置的設計能力相當。

天然氣重整制氫：廣泛應用於化工行業中，制氫成本低、初始投資大

天然氣重整制氫具有制氫成本低的優點，並能充分依托現有的天然氣基礎設施經驗來發展氫能基礎設施，但其設備初始投資較大、制備的氫氣需要經過純化工藝方能滿足燃料電池的要求。大規模的天然氣重整制氫（>1000Nm3/h）已廣泛應用於化工行業，加氫站站用規模（50-200Nm3/h）的天然氣重整制氫技術目前正在開發之中。與水電解制氫裝置類似，整套裝置集成在一個框架之內，便於運輸和現場安裝。

制氫能力為100Nm3/h。重整制氫過程所使用的天然氣來自天然氣公司，天然氣公司將未加硫的天然氣用於重整制氫，由於天然氣中不含硫，通過反應器設計和燃燒控制，能夠有效地降低氮氧化物的生成，因此，重整器的燃燒煙氣中幾乎沒有SOx、NOx等汙染物，煙氣直接排放到大氣中。

外部供氫技術：初始成本低，氫氣來源是關鍵

使用外供氫氣對燃料電池大客車進行加註，其氫氣來自於鋼鐵企業的副產氫氣，使用高壓氫氣瓶集束拖車運輸。

加氫站租借運輸氫氣的高壓氫氣瓶集束拖車，每輛拖車裝有18個高壓氫氣瓶，每次可以以20MPa的壓力運送4000Nm3的氫氣。平時站區里停泊2輛拖車，另有1輛拖車往返加氫站和氫源之間，運送氫氣，替換站內的空車。拖車上裝有壓力傳感器，可以遠程監測拖車里的氫氣量。由於運送來的氫氣已經有20MPa的壓力，其壓力完全可以滿足給車輛添加燃料時中、低壓加註的需要，運送來的一部分氫氣可以在加註機內壓力邏輯控制盤的調節下直接向車輛加註，不需要通過高壓氫氣壓縮機。當燃料電池客車車載氣瓶的壓力與拖車上氣瓶的壓力趨於平衡後，再啟用站上壓力為43.8MPa的高壓氫氣儲罐中的氫氣繼續加註。這種加註方式可以大大降低氫氣壓縮機的功耗，同時減少站上所需高壓氫氣儲罐的容積。

更多新技術的探索

加油站改建技術可實現低成本加氫功能。引入。改造加油站主要通過在原有加油站引入高壓儲氫罐和壓縮機等設備的方式完成加油站的升級，根據加州燃料電池聯盟數據顯示，由於節約了施工成本和通用性設備的采購成本，該方法將使加氫站建設成本降低200萬美元以上，並且形成油氣聯供的綜合性汽油氫氣補給站，但同時油氣系統的協調合作也對控制系統提出了更高的要求。

移動加氫站建設技術以較低的成本實現更大區域覆蓋。。移動式氫氣站的建設成本僅為普通直接建設固定站點的50%，對於擴大加氫站的覆蓋面積和增加燃料電池汽車使用者的便利性具有十分重要的意義。2015年12月，豐田公司與AirProducts公司合作，在加州新建設的加氫站建成前，為消費者提供氫氣燃料。AirProducts公司的移動加氫車使用蓄電池以及太陽能發電制氫，每車可以滿足30多輛車的加氫需求，每次可以為豐田Mirai加註半罐氫氣。此外，移動加氫站還可以與母站共同構成小型高壓氫氣加註網絡，顯著加大了固定式加氫站的輻射半徑和機動性，是解決現有加氫站數量不足和節約建設成本的有效途徑。

加氫站三大核心設備技術成熟

加氫站系統依據不同的功能，可分為制氫系統（自制氫)或輸送系統（外供氫）、調壓幹燥系統、氫氣壓縮系統、儲氣系統、售氣加註系統和控制系統六個主要子系統。氫氣壓縮機、高壓儲氫罐、氫氣加註機是加氫站系統的三大核心裝備。加氫站通過外部供氫和站內制氫獲得氫氣後，經過調壓幹燥系統處理後轉化為壓力穩定的幹燥氣體，隨後在氫氣壓縮機的輸送下進入高壓儲氫罐儲存，最後通過氫氣加註機為燃料電池汽車進行加註。

1）氫氣壓縮機

將氫源加壓註入儲氣系統的核心裝置，輸出壓力和氣體封閉性能是其最重要的性能指標。全球範圍內來看，各種類型的壓縮機都有使用。隔膜式壓縮機輸出壓力極限可超過100MPa，密封性能非常好，因此是加氫站氫氣壓縮系統的最佳選擇，但隔膜式氫氣壓縮機需采用極薄的金屬液壓驅動膜片將壓縮氣體與液油完全分離，液油壓縮結構和冷卻系統也較為複雜，技術難度遠高於常規壓縮機。

2）高壓儲氫罐

加氫站儲氣系統的儲氫容器，儲氣壓力是其主要技術指標。氫氣與傳統工業氣瓶的鋼質內膽易發生氫脆反應，誘發容器壁裂紋生長，所以目前加氫站高壓儲氫罐主要采用碳纖維複合材料或纖維全纏繞鋁合金制成的新型輕質耐壓內膽,外加可吸收沖擊的堅固殼體，容器壁複合材料複雜的制備和成型工藝是儲氫罐制造的主要技術壁壘。

3）氫氣加註機

為燃料電池汽車加註氫燃料的核心設備，加註壓力是其主要參數。氫氣加註機的加註壓力高於20MPa標準的天然氣加註設備，但其主要結構和工作原理與天然氣加註機並無較大區別，相較於氫氣壓縮機和高壓儲氫罐而言技術難度較小，未來的發展方向在於加註系統智能化和安全性的提高。

投資成本高，政府主導加氫站投資及運營

加氫站投資及運營成本遠高於傳統加油站

加氫站建設的初始投資因所采取技術路線的不同而有所差異。如：盧森堡站將外供氫作為氫源，其站上設備僅花費了約55萬歐元（不含運輸車輛）；斯圖加特站采用站上天然氣重整制氫，共計投入了188萬歐元的經費用於加氫站建設；其它采用站內電解水制氫的加氫站，使用的經費通常在100-150萬歐元之間。

1）從初始投資來看，采取租借氫氣運輸車輛的外供氫方式投資最小，如果購買氫氣運輸車輛，考慮車輛運行的人員費用，投資會有所提高；天然氣重整制氫初投資最高，但是隨著技術的進步成本有下降的空間。

2）從運行成本來看，天然氣重整制氫有絕對的優勢。在不考慮設備維護和折舊的條件下，加氫站的運行費用就是水、電、氣等原材料的消耗，並直接體現在氫氣的價格上。外供氫的成本取決於氫氣的制成成本和運輸成本，若加氫站距離氫源較遠，運輸成本將大幅上升，導致外供氫的經濟性大大下降。采用電解水制氫，綜合考慮各個生產環節的電耗，生產1Nm3的氫氣一般需要5kWh的電力，氫氣的價格主要取決於當地的電價。

日本建設一座加氫站的投資成本約4.5億日元（約合3000萬元人民幣），是日本加油站建設成本的5倍。另外，加氫站每年還要承擔4000~5000萬日元（約合300萬元人民幣）運營成本。高額的建設投入和運營成本使加氫站在沒有政策扶持的情況下很難實現盈利。

設備采購成本占建設投資的70%

加氫站建設成本主要由核心設備采購費用、設備安裝費用、土木工程費用組成，由於設備安裝、土木工程費用相對固定，降低設備成本將是加氫站推廣的工作重點。

政府和車企是加氫站建設的主體，政府補貼占比50%

由於高額的建設和運營成本，目前從國外的經驗來看，加氫站建設與運營主體由政府機構、能源公司、大型車企共同構成。

歐洲各國加氫站建設主體及資金來源

基本都是由包括化學氣體公司（NorskHydro、AirLiquide、MahlerIGS等）、能源公司（Shell、BP等）和當地的公交公司等在內的數家企業聯合承建，一般說來，各合作方在項目中的主要分工如下：

化學氣體公司：負責站內制氫設備的設計、安裝和調試，或外供氫氣的制備、運輸和儲存，以交鑰匙工程的方式向承擔加氫站建設的能源公司提供穩定、可靠的氫源，並保證氫氣的品質能夠滿足車載燃料電池的要求；

能源公司：對加氫站的各個子系統進行系統集成，負責加氫站的安全保護，以交鑰匙工程的方式向業主提供建成的加氫站，並保證加氫站的正常運轉；

公交公司：作為加氫站和燃料電池大客車的業主，負責站和車的日常運營以及面向公眾的宣傳教育工作，並將積累的數據和發現的問題及時反饋給有關各方。

的歐洲政府補貼達到建設成本的50%。歐洲加氫站的建設投資主要來自歐盟CUTE項目經費和企業自籌經費，各國政府也提供一定的經濟支持用於加氫站和燃料電池大客車的示範運行。

日本加氫站建設主體及資金來源

日本政府給予加氫站建設高額補助。2014年日本官方新能源及產業技術綜合開發機構發布了《氫能源白皮書》，為緩解建設加氫站所需的巨額建設成本，日本政府專門制定了“氫氣供給設備整備事業費輔助金”制度，自2013年起對加氫站建設項目補貼其導入成本的一半，上限為2.5億日元，2014年又增加了定額性補貼政策，上限達到2.8億日元。日本政府在過去三年中對加氫站的建設與運營累計撥款17.8億美元，全球居首。

車企參與加氫站建設。豐田、本田、日產三大車企也響應政府號召，聯手投資4892萬美元(約合3億元人民幣)用於扶持加氫站項目，該計劃中每個加氫站的建設成本約500萬美元（約合3000萬元人民幣），其中50%的建設費用將由政府予以補貼，30%由三家車企承擔，其余20%的建設費用由日本其他企業贊助。

美國加氫站建設主體及資金來源

款加州眾議院通過了第八號法案，加州政府將一共撥款2億美元於2024年之前建設不少於100。個的公共加氫站。美國加利福尼亞州宣布將於2030年實現上路新車全部為零排放汽車，意味著未來加州人民可選擇的車輛類型只有氫燃料車、電動車或者混動車幾種。因此，加州需要建設更多的充電樁和加氫站以滿足需求。

Black&Veatch以及FirstElementFuel兩家公司正合作建設美國首個加氫站網絡，加氫站數目達19座。項目由加州能源委員會提供資金支持，豐田、本田公司提供貸款支持。

中國加氫站核心裝備亟待國產化

中國現有加氫站建設運營模式

中國加氫站有4座，預計2016~2017年國內將新建4~5座加氫站，2020年增加到20座。四座加氫站分別位於北京、上海、鄭州、深圳四地，主要為燃料電池實驗車輛、城市燃料電池公共示範汽車提供加註服務，尚未實現商業化運營。運營時間相對長的是北京和上海安亭加氫站。

我國加氫站的典型代表北京加氫站和上海安亭加氫站均從國外引進了核心設備和技術咨詢服務：

·北京加氫站（站內制氫、外部供氫））：2006年11月8日，標誌著中國第一座以新能源交通為主題的示範園－北京新能源交通示範園一期暨中國首座固定車用加氫示範站正式投入使用。承擔全球環境基金、聯合國開發計劃署和中國政府共同支持的“中國燃料電池公共汽車商業化示範”項目中3輛戴克燃料電池公交車的氫氣加註任務，同時還承擔國家863“燃料電池客車”項目自主開發的燃料電池城市客車的氫氣加註任務。北京加氫站與英國BP公司和美國AP公司進行了技術合作，加氫站三大核心設備均由美國公司供應。

·上海安亭加氫站（外部供氫））：由同濟大學、上海舜華新能源系統有限公司及上海航天能源有限公司共同研發並建設。現由同濟大學、上海舜華新能源系統有限公司負責安亭加氫站的發展和運營，殼牌提供技術咨詢和部分資金。安亭加氫站是由中國科技部主持的國家“863計劃”的一部分。目前儲氫量最大可達800公斤，一次能連續為6輛大巴、20輛小汽車加註氫氣。

·深圳大運臨時加氫站（移動加氫站）：2011深圳大運會燃料電池汽車示範運行的加氫基礎設施，由深圳五洲龍汽車有限公司在上海舜華新能源系統有限公司的技術支持下建設和運營。設備包含一輛移動加氫車、一座固定加氫站，作為移動加氫車的母站，該站主要為移動加氫車充裝43MPa的氫氣，然後由後者運行到大運村為燃料電池場地車提供氫氣加註服務，此外該站也可為燃料電池公交車或小車加註35MPa的氫氣。大運會期間，深圳五洲龍汽車有限公司和上海燃料電池動力系統有限公司提供的60輛燃料電池場地車和2輛燃料電池大巴在大運村提供服務。

·鄭州宇通加氫站（外部供氫）：由宇通公司投資建設，北京派瑞華氫能源公司中標並負責鄭州宇通客車公司加氫站項目，2015年3月份完成調試、試運行並通過驗收。加氫站占地約3000平方米，采用外供氫模式及先進加註工藝流程，可快速、安全地為示範運行的燃料電池客車提供35MPa的高壓氫氣加註服務。通過加氫站內45MPa的高壓儲氫管束，實現一輛客車加滿氫氣的時間小於15分鐘，加氫站可以滿足10輛燃料電池客車的加氫需求，日加氫能力達到210公斤，滿足示範運行的需求。宇通加氫站目前主要為宇通自己研發示範的燃料電池客車提供加註服務之外，計劃為今後我國開展的聯合國UNDP/GEF第三期燃料電池公共汽車商業化示範項目提供氫氣加註服務。

中國加氫站核心設備依賴進口，亟需實現國產化

歐美日加氫站普遍采用與汽車配套的70MPa壓力標準，並實現設備量產。日本從制度上鼓勵車載氫瓶單次充氣壓力的安全上限值從70MPa提高到88MPa，進一步實現技術升級。從具體設備來看，氫氣壓縮機：美國PDC等公司已掌握具有三層金屬隔膜結構的氫氣壓縮機制造技術，輸出壓力上限超過85MPa；高壓儲氫罐：美國、加拿大、日本等國均可自主生產耐壓超過70MPa的碳纖維複合材料和鋁合金內膽等材料制成的高壓儲氫容器；氫氣加註機：德國林德、美國空氣化工等企業生產70MPa氫氣加註機安全性與智能化較高，並實現量產。

我國示範性加氫站及於燃料電池客車車載供氫系統尚處於35MPa壓力的技術水平，核心設備主要依賴進口。為與客車配套，現有加氫站采用了45MPa隔膜式壓縮機、45MPa儲氫罐和35MPa氫氣加註機等設備，壓力標準提升還有待未來70MPa燃料電池汽車的普及。

加氫站核心設備研制處於起步階段。氫氣壓縮機方面，我國現有壓縮機制造商僅能生產用於石油、化工領域的工業氫氣壓縮機，輸出壓力均在30MPa以下，無法滿足加氫站技術要求，中船重工718所通過與美國PDC公司技術合作可組裝配套加氫站的高壓氫氣壓縮機，但核心部件均需美方提供，距離國產化還有較遠距離；高壓儲氫罐方面，我國浙江大學攻克了輕質鋁內膽纖維全纏繞高壓儲氫氣容器制造技術，解決了超薄鋁內膽成型、高抗疲勞性能的纏繞線形匹配等技術難題，但尚未實現成品量產；氫氣加註機方面，天然氣設備制造商厚普股份已成功研發氫氣加註裝置，並已進入產品測試階段，氫氣加註設備是目前最有可能實現國產化的核心設備。

政府補貼加氫站建設，強化加氫站核心技術研發扶持力度

出臺補貼政策扶持加氫站建設。2014年11月財政部、科技部、工業和信息化部、發展改革委公布了《關於新能源汽車充電設施建設獎勵的通知》，指出對符合國家技術標準且日加氫於能力不少於200kg的新建燃料電池汽車加氫站每個站獎勵400萬元。與此同時國內部分城市也推出了加氫站項目的扶持政策，國家與地方政策的配合或將成為中國加氫站建設推廣的催化劑。

在“863計劃”（國家高技術研究發展計劃）的支持下，中國陸續開展“基於可再生能源制/儲氫的70MPa加氫站研發及示範”等科研項目。在同濟大學等科研機構的參與下，我國一方面研發利用風光電解水制氫技術，另一方面重點攻關加氫站核心設備技術難題，探索87.5MPa儲氫罐、90MPa氫壓縮機及70MPa加氫機核心技術，力爭縮小中外技術水平差距。

與此同時國家科技部正在大力支持於大連建設我國第一個完全自主研發的70MPa加氫站，該項目一旦順利落成，將標誌著我國加氫站建設水平登上了新臺階。

加氫站技術規範提供技術標準化依據。2005年信息產業部在《氫氧站設計規範》GB50177-93版的基礎上，結合我國供氫站設計、建造及運行的實際情況，組織修訂完成了《氫氣站設計規範》GB50177-2005。2010年住房和城鄉建設部與國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布了《加氫站技術規範》GB50516-2010。該規範經過整理國外加氫站的標準規範，為加氫站的安全保障技術、總平面布置、加氫工藝流程及設施技術要求提夠了規範性標準。

產業鏈梳理及投資標的

目前市場上從事加氫站建設和運營商及核心零部件供應商主要有：舜華新能源（非上市）、派瑞華氫能源（非上市）、富瑞特裝、煙臺冰輪（氦氣壓縮機）、雪人股份（氦氣壓縮機）。

富瑞特裝——全面進軍氫能產業的LNG裝備龍頭

裝備制造傳統業務平穩增長，努力開拓新興業務市場。富瑞特裝是我國清潔能源裝備的龍頭企業，現已實現了包括LNG液化、運輸、儲存、LNG汽車加氣站、LNG車船及工業用供氣系統整個產業鏈的設備制造能力。近年來，富瑞特裝通過實施物聯網戰略、海外戰略和並購戰略，逐步實現裝備制造業務向智能化和信息化的轉型升級，形成了“傳統+新興+培育”三大業務層次。其中公司傳統業務市場規模增速約20%，LNG經濟性見底回升，傳統業務拐點將現。由於公司傳統業務具備技術、客戶等多重優勢，未來預計保持平穩增長。同時公司三大新興業務船用LNG裝備、再制造發動機油改氣、“速必達”系統有望取得突破，合計市場空間約為120億元/年。

有機液態儲氫材料研發進展順利，即將邁入產業化進程。富瑞特裝氫能源項目重點研發的常溫常壓液態有機儲運氫技術已完成專家論證階段，並取得中試成功，該新型有機液體儲運氫技術在各項主要技術指標上領先美、德、日等國,儲氫重量密度高達6.0wt%，遠遠優於液化(多級壓縮且冷卻能耗高)、高壓(安全性無法保證)和其他儲氫材料(德國技術方案最高4.7wt%，日本技術方案最高5wt%)。同時富瑞特裝的控股子公司江蘇氫陽能源（持股比例為51%）擬出資1.8億建設年產3萬噸常溫常壓液態氫源材料和2萬套氫能專用設備的產業化項目，公司預計項目達產後可實現收入2.2億，凈利潤2605萬，每年可提供高純氫氣1500噸，該項目的落地表明公司儲氫材料已從研發邁向產業化階段。

借助傳統LNG裝備技術與氫氣儲運技術優勢，順勢進軍加氫站與新能源汽車領域。富瑞特裝已與如臯經開區簽訂《氫能源汽車產業戰略合作意向書》，雙方將在包括發展加氫站、氫能源汽車、研發檢測平臺、燃料電池等各個領域方面開展合作，富瑞特裝將負責如臯經開區的聯合國氫能經濟示範城市項目和氫能源汽車示範運行項目的加氫站投資建設、示範車輛加氫和氫能保障供應工作。為了加快燃料電池汽車產業化推廣，富瑞特裝還參股了如臯經開區氫能源汽車關鍵零部件制造商，承接如臯經開區企業南通澤禾新能源科技有限公司51%的股權。作為國內領先的LNG領域特種裝備制造商，富瑞特裝依托LNG裝備與氫氣儲存裝備的相通性積極探索氫能源設備技術，有力保障了公司在新能源時代的發展潛力。

風險提示

政府政策推廣力度不及預期。

（完）