2018年我国燃料电池汽车飞跃式增长,将推进加氢站行业的发展「图」

  一、加氢站行业概述
  加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站,最早的氢气加注站也许可以追溯到1980年代位于美国LosAlamos的加氢站。
  作为给燃料电池汽车提供氢气的基础设施,加氢站的数量也在不断增长,各种示范活动在全世界各地火热展开,这些加氢站的建设及示范运行活动为今后积累了大量的数据和经验。
  目前国内外已建成的氢气加氢站的氢气来源有:长管拖车运输供应高压气态氢,一辆拖车运输25~35MPa的高压氢气约5000Nm3;加氢站内自备水电解解氢装置或天然气转化制氢装置,制取氢气经加压、储存供应氢气;氢气管道输送氢气只是个别的;液态氢槽车供应液态氢,在加氢站内设液态氢储罐,以液态氢直接对氢能汽车上的液氢贮罐加氢。
  加氢站的上游主要包括氢气制备、氢气储运,下游应用领域主要是燃料电池、汽车制造。
加氢站行业产业链示意图
资料来源:华经产业研究院整理
 
  二、加氢站行业上下游市场分析
  由于高额的投资成本,政府主导加氢站投资及运营,并给予高额补贴。由于没有实现规模化生产,目前加氢站建设和运营成本还大大高于传统加油站。加氢站建设成本主要由核心设备采购费用、设备安装费用、土木工程费用组成,由于设备安装、土木工程费用相对固定,降低设备成本将是加氢站推广的工作重点。
  由于高额的投资成本,目前全球范围内来看,政府和车企是加氢站建设的主体,部分地区政府补贴的幅度均超过50%。
加氢站建设成本构成
资料来源:华经产业研究院整理
  从全球加氢站建设来看,国外加氢站设施建设更为完善,发展较为迅速。目前大力发展燃料电池汽车加氢站的国家主要有美国、德国、日本,并制定了长期的发展规划,其中日本成为世界上加氢站最多的国家。相比国外,我国加氢站发展较为滞后,国内加氢站数量稀少,运营数量仅占全球的1%左右,与公共充电桩约全球50%的占比有很大的差距,且国内加氢站多为大型赛事或示范项目而建,一些在赛事结束后即被拆除。
  国内加氢站数量较少的主要原因是我国以发展纯电动汽车为主,燃料电池汽车发展相对缓慢,技术尚不成熟;另一方面,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,加氢站建设成本较高;此外,加氢站运行维护成本较高,加氢站的基础设施需要依靠加氢规模效应平衡收支来盈利,而目前我国燃料电池汽车尚属起步阶段,运营车辆较少,盈利较为困难。截至2017年,国内建成可运行加氢站仅有7个,新建2个。
2012-2017年我国加氢站数量变化
资料来源:华经产业研究院整理
  2017年中国氢气产量是1895万吨,同比增长2.43%。其中煤制氢占到60%,副产氢占到近20%,其实这些副产氢可以满足40万辆燃料电池公交车的需要。氢气的来源是非常多样的,可以因地制宜选择合适的氢气来源,也可以根据运输量选择管道运输和高压运输等不同的运输方式。
2011-2017年我国氢气产量走势图
资料来源:华经产业研究院整理
  气体压缩机械制造指对气体进行压缩,使其压力提高到350kPa以上的压缩机械的制造,其大部分产品均为空气压缩机。空气压缩机(AirCompressor)是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。
  随着中国逐渐成为全球制造业中心,全球压缩机制造重心也逐渐向中国大陆转移,国际主要的压缩机生产企业纷纷进入中国市场。上世纪八十年代开始,阿特拉斯、英格索兰和寿力先后进入中国市场,英格索兰于1997年第一个在中国大陆设立生产基地,随后,阿特拉斯等公司也纷纷在国内投资建厂,目前,全球主要的压缩机生产企业在中国均有生产基地。国际主要的压缩机生产企业均十分重视在中国的发展,中国已经成为阿特拉斯全球第二大市场(按销售收入贡献统计)。国际主要压缩机生产企业进入中国加剧了我国压缩机行业的市场竞争。
  2016年我国空气压缩机行业销售收入为1945.17亿元,进口总额为25.37亿元,出口总额为81.73亿元,行业市场规模为1888.81亿元。2017年我国空气压缩机销售收入达到2046.3亿元。
2011-2017年我国空气压缩机行业销售收入
资料来源:华经产业研究院整理
  2017年燃料电池车总产量为1272辆,2016年燃料电池车总产量为629辆,同比增长102%,倍增凸显了燃料电池车飞快的发展速度!
2015-2017年我国燃料电池车产量走势
资料来源:华经产业研究院整理
  三、我国加氢行业市场发展预测
  根据中国制造2025对燃料电池汽车产业发展的规划,2025年的目标是实现加氢站等配套基础设施的完善。
  预计2025年后国内燃料电池汽车产业将进入快速发展阶段,到2030年国内燃料电池汽车年销量规模可达百万以上,配套加氢站数量将在4500座以上,对应加氢站投资规模800亿元,相关设备投资规模达到500亿元。
2018-2030年我国加氢行业供给趋势
资料来源:华经产业研究院整理
  中国当前化工工业基础具有强大和广泛的制氢基础,在中国氢能经济发展的初期阶段,中国工业制氢基础有能力提供充足且廉价氢气资源。
2018-2024年我国氢气产量预测
资料来源:华经产业研究院整理
  未来空气压缩机呈现出新的发展态势。行业集中度会有所提高,企业规模逐渐扩大,研发技术不断提升,气体压缩机产业开始逐步向布局合理的新局面发展。在竞争中,一些小企业将被淘汰,优秀企业会不断做大做强。我国是世界上主要的空气压缩机生产基地,近年来,受益于国民经济的快速发展,我国的空气压缩机行业也取得了较大发展。行业产能、产销规模呈现波动上升态势;行业利润较高。近年,全球能源紧张,导致能源、原材料等价格不断上涨,成本上升给制造企业运营带来了压力,造成利润空间萎缩,市场对空气压缩机的需求缩减。随着我国化工、冶金、石油、清洁能源等行业的进一步发展,空气压缩机市场需求潜力巨大。
2018-2024年我国空气压缩机销售收入预测
资料来源:华经产业研究院整理
  四、我国加氢行业发展趋势
  1、技术发展趋势
  (一)加油站改建技术可实现低成本加氢功能引入。改造加油站主要通过在原有加油站引入高压储氢罐和压缩机等设备的方式完成加油站的升级,根据加州燃料电池联盟数据显示,由于节约了施工成本和通用性设备的采购成本,该方法将使加氢站建设成本降低200万美元以上,并且形成油气联供的综合性汽油氢气补给站,但同时油气系统的协调合作也对控制系统提出了更高的要求。
  (二)移动加氢站建设技术以较低的成本实现更大区域覆盖。移动式氢气站的建设成本仅为普通直接建设固定站点的50%,对于扩大加氢站的覆盖面积和增加燃料电池汽车使用者的便利性具有十分重要的意义。2015年12月,丰田公司与Air Products公司合作,在加州新建设的加氢站建成前,为消费者提供氢气燃料。Air Products公司的移动加氢车使用蓄电池以及太阳能发电制氢,每车可以满足30多辆车的加氢需求,每次可以为丰田Mirai加注半罐氢气。此外,移动加氢站还可以与母站共同构成小型高压氢气加注网络,显著加大了固定式加氢站的辐射半径和机动性,是解决现有加氢站数量不足和节约建设成本的有效途径。
  2、应用趋势
  目前,加氢站主要有两类,一种是外供式加氢站;另一种是现制式加氢站。外供式加氢站主要是购买外来氢气(来源包括工业提纯废氢或制氢企业等),运用拖车将氢气储罐运输并连接至加氢站;现制式加氢站包含制氢设备(水电解制氢、重整法制氢等),氢气现场制备通过氢气压缩机储存之储罐中。随着在未来几年氢燃料电池汽车的普及和推广,外供式加氢站成本会急剧提高,其原因众所周知,氢气运输的高成本和高危险性。而针对现制式加氢站,若采用重整法制氢则有些得不偿失。推行氢能源,是因为氢是高能量、纯绿色的能源,其与氧气燃烧或反应后仅生成水。若采用重整法则必然无法实现节能减排的目的;水电解制氢消耗水和电能,生成氢气和氧气,但是电网的电力大部分来自于传统火电厂,还是未能从根源上面达到绿色生产。如果采用可再生能源(风电/光伏发电)及水电解技术制备氢气,则可以做到加氢站零碳排放。
  我国针对燃料电池汽车发展的规划现阶段主要集中在公共交通、政府用车上,该策略是十分具有远见的。氢燃料电池汽车发展的首要前提是具有相对完整的加氢站网络,而加氢站网络的建设需要大量的资金和时间。公共交通大巴车路线相对比较统一,便于集中管理。在配备了燃料电池汽车后,各个城市可以统一建设加氢站,完全避免了“有站无车”和“有车无站”的场景。同时民众则可以亲身体验燃料电池汽车。这样可以更好的让大众了解氢燃料电池汽车,对推行燃料电池汽车更大范围的应用和完善加氢站网络必将起到积极的作用。
  3、市场发展趋势
  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。
  (1)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。
  (2)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。
  (3)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。
  相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国加氢站市场运营趋势分析及投资潜力研究报告
本文采编:CY340

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