氢能源加氢站行业研究：燃料电池车先锋军.docx

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1、加氢站：适度超前建设，氢车产业链基础设施类别划分：外供氧为主，合建站比例预计将提升 加氢站是燃料电池车氢能源供应的保障。1995年5月世界第一座加氢站在德国慕尼黑机场建成， 此后世界各国相继开始推动加氢站建设；我国第一座燃料电池加氢站于2006年6月在北京中关 村落成。1、加氢站按照氢气来源可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站两类。外供氢加氢站(Off-Site ):加氢站内无制氢装置，通过高压长管拖车、管道、液氢槽罐车等方式 将氢气输送至加氢站后进行压缩、储存、加注；外供氢加氢站需要承 担较高的氢气输送成本.站内制氢加氢站(On-Site ):站内配备有电解水制氢、工业副产制氢、化石燃料重 整

2、制氢等制氢 装置，氢气经过纯化和压缩后进行储存、加注；站内制氢可以节省运输成本，但配置制氢装置也 进一步提高了内部设备设计和建造的复杂程度。图2:加氢站工作流程图外供五加拿站 站内利哀加氯站管束车附近的制氯J氧气管道管束 压缩机储罐加氢机压缩机储罐 加氢机2、根据建站方式的不同，加氢站可以分为加氢单站和加氢合建站。加氢单站：指独立的加氢站，站内只具备加氢功能，加氢单站的建设需要遵守加氢站技术规范(GB 50516-2010 ),需要新选址，审批难度大、时间长，投入成本 高。加氢合建站：指在原有的加油站、加气站、充电站基础上新增加氢工程设施，使其具有加油/加气 /充电+加氢的多种功能，该模式无需

3、重新选址，不占用新的土地资 源，审批时间缩短。3、根据供氧压力等级不同，加氢站目前主要有35MPa和70MPa压力供氢两种。用35MPa压力供氢时，氢气压缩机和高压储氢瓶的工作压力均为45MPa ,一般供乘用车使用； 用70MPa压力供氢时，氢气压缩机和高压储氢瓶的工作压力分别为98MPa和87.5MPa0目前 国外加氢站加注压力以70MPa为主，技术相对成熟；而国内已建成的 加氢站加注压力以35MPa 为主，但国内企业也在加大70MPa加氢站的技术布局.2020年国内该规格的加氢站已建成和在 建数量超过10座.4、根据储氢容器容量的不同，加氢站可以分为一级、二级、三级加氢站。核心设备：压缩机

4、、储氢系统、加氢系统 气态加氢站的三大核心设备包括压缩机、储氢设施、加氢机，这三大设备的性能参数决 定了加氢 站的整体加注能力和储氢能力。1、压缩机：氢气具有密度低、体积能量密度小的特点，因而氢气压缩机需要具备密封性好、承压 大、流量大的特质，在防止氢脆现象的同时尽可能减少能量损耗.目前常见的 氢气压缩机包括隔 膜式压缩机、液驱式压缩机、离子液压缩机三种。隔膜式压缩机具有 密封性好、氢气纯度高、单 级压缩比较大、散热良好的优势，劣势为在加氢站内频繁启 停时容易降低寿命、单机排气量小； 液驱式压缩机设计简单、易于维修和保养，单机排 气量大，同等功率下体积更小、效率更高，且 可以带压频繁启停，但劣

5、势在于氢气受污 染可能性较大；离子液压缩机制造标准与国内不同，基 本在海外应用，国内主要是林德在部分项目中示范应用。根据TrendBank调研结果，国内加氢 站主要采用隔膜压缩机和液驱式压缩机，其中前者占比约70% ,后者占比约30%。由于我国隔 膜压缩机技术成熟度高，甚至处于国际领先水平，加氢站审慎起见更加青睐于隔膜式压缩机，目 前国内主要的加氢站集成商，如上海舜华、上海氢枫、国富氢能、液空厚普基本都使用隔膜式压 缩机。隔膜式和液驱式压缩机各有应用场景，未来有望并驾齐驱.图3:隔膜式压缩机结构图膜片加油母和环槽油孔2、储氢设施：加氢站储氢设施可以分为移动式和固定式两种，其中移动式为长管拖车（

6、常规储氢 压力为20MPa ）,固定式为储氢瓶组（或储氢罐）加氢站主要利用储氢容器和车载供氢系统 间的压力差进行加氢，加氢站的最高设计压力也要和车载储氢瓶的压力 等级相匹配，国际上应用 比较广泛的车载储氢瓶分为35MPa和70MPa两个等级，根 据加氢站技术规范，当充氢压 力为35MPa时，加氢站氢气储存系统的工作压力不宜 大于45MPa ;当充氢压力为70MPa时， 加氢站氢气储存系统的工作压力不宜大于90MPao加氢站内氢气储存压力容器的压力宜按照2 级3级分级设置，例如：南庄制氢加气一体化站中的储氢系统为多级压力体系，包括：1 ）20MPa 长管拖车：1辆24m3氢气长管拖车，工作压力2

7、0MPa ,工作温度4（C ,氢气储量约为345kg ;2 ） 20MPa氢气储气 瓶：7支2rP氢气储气瓶，工作压力2OMPa ,工作温度40 ,氢气储量 约为201kg ; 3 ）45MPa氢气储气瓶9支ISrrP氢气储气瓶,工作压力45MPa工作温度40 f 氧气储量约为392kg ;综上,项目氢气储存规模总计约938kg3、加氢机：加氢站的加氢系统包括高压储氢瓶、顺序控制盘和加氢机，通过顺序控制盘控制氢气 的储存和加注；按高、中、低压瓶顺序向各储氢瓶充气，通过顺序控制盘控制，按照低、中、高 顺序，经加氢机对燃料电池车辆进行加注.加氢机的主要功能为给燃料电池车的车载储氢瓶充装 氢气，加氢

8、机的硬件包括单向阀、过滤器、截止阀、调压阀、流量计和加氢枪等。由于在冲装氢 气时会产生十分显著的温升，而车载储氢瓶采用碳纤维树脂复合材料缠绕的结构，其树脂在85 以上会出现性能的劣化；同时，温升会使得气瓶需要在更高的压力下才能达到额定的储氢密度和 储气量，增加了对加氢站设备的要求.因此，加氢站技术规范规定氢气充装过程中气瓶的温 度不得超过85。（：，一股采取加氢前预冷或设置通讯接口自动调节加氢升压速率的方式来控制温度。市场：2025年投运数预计超干座，行业加速释放预计2025年底我国投运加氢站超干座全球加氢站数量快速增长.全球加氢站数量的统计是一项复杂的工作，全球多家机构致力于该项 工作，但统

9、计结果不尽相同，全球的加氢站数量仍处于“不完全统计的状况中。例如：国际能源署（IEA ）发布报告，2020年底全球合计建成540座加氢站（公共加氢 站+私人加氢 站），其中日本、德国、中国大陆、美国、韩国加氢站数量位居全球前 五，分别为137座、90座、 85座、63座、52座。H2stations拥有全球加氢站数量的历史数据，其统计到2020年底全球累计建成加氢站560 座，2021年底累计建成685座,较2015年增长2.2倍,其中日本159座、中国大陆105座、 德国101座、北美86座、韩国95座。需要注意的是，由于语言不通、信息不完全公开等原 因，H2stations与其他网站公开的

10、数据统计数据有一定偏差，且国内在加氢站信息公开方面较为 欠缺，H2stations对于国内的数据统计并不全面。图6:国际能源署统计2020年底全球加氢站数量（座）瑞士,6二!拿大，5荷兰,5瑞典,5西班牙52022年底我国已建成加氢站超300座。2006年我国第一座加氢站建成，其后由科技部和北京、 上海等地的科技部门陆续支持建设了几座示范加氢站，至2016年期间行业发展持续处于低谷期； 2016年开始受各地燃料电池车产业热度兴起和节能与新能源汽车技术路线图明确氢能基础 设施建设规划，我国加氢站数量加快建设。2016年以来我国加氢站建设速度明显加快，根据高 工产研氢电研究院（GGII厢势银能链数

11、据，202O- 2022年我国新建成加氢站数量分别为55座、 101座、94座，其中2021年建成数量为历年最高，主要受到中石化发布加氢站“百站计划、 示范城市群政策即将落地、北京冬奥会氢能应用等利好因素影响，2022年疫情扩散对加氢的建 设进度产生一定影响.从区域分布来看，2022年诸多省份实现加氢站零的突破，目前已覆盖出 青海和西藏外的所有大陆省（市），由以长三角、珠三角、京津冀地区发展最快.氢能源发展较 快、政府支持力度较大的广东省已建成加氢站数量达到54座，遥遥领先其他地区，山东、江苏、 浙江加氢站数量均超20座。近年来我国加氢站的建设呈现出以下发展趋势：1 ）合建站比重提高：考虑到单

12、独运营的加氢站可 能面临的亏损压力，多地选择合建站而非单独作为加氢站使用，加油、加气、充电、加氢、换电 等模式混合发展；2021年全 年新建成的101座加氢站中，合建站占比上升至近50%;2022年 比重约六成。2 ）日加氢能力向大规模发展：根据势银能链统计，截至2021年底已建成的加氢 站中，加注能力在1000公斤及以上的占比3成以上，500到1000公斤的占比最多，达到54%. 平均加注能力从2017年以前的425kgd增长到2022年800kgd ,总体向加注能力1000 公斤及以上发展趋势。3 ）70MPa加氢站数量增加：我国加氢站目前仍然以35MPa为主、70MPa 为辅，70MPa

13、加氢站的建设主要受燃料电池车型及车载储氢瓶发展驱动，势银能链统计2016年 以来我国累计建成70MPa加氢站16座，主要为2022年北京冬奥会配套站及国内汽车主机 厂测试自用站 4）首座液氢油电综合供能服务站投运：浙江嘉兴平湖市钟城街道浙江石油虹光（樱 花）综合供能服务站设有一座14立方的液氢储罐、两台90MPa的高压储氢瓶，并配套建设一 台120kW充电桩整流柜及两个充电车位.5 ）多地加氢站实现零的突破：宁夏、海南、湖北、 贵州等地建成省内首座加氢站.图10：历年70MPa加氢站建成数量（座）发展规划：根据北京、广东、上海等15省/市规划数据，到2025年加氢站数量将达到约1021 座，其

14、中广东省规划建成200座，远超其他地区；而中石化目标“十四五期间建成IOoo座加 氢站，因此预计到2025年全国加氢站数量将远超IOOO座。全球来看，到2025年美国和欧 洲规划加氢站数量分别为IoOO座（汽车）、约1500座，日本到2030年约900座，韩国 到2040年约1200座。我国加氢站建设规划在全球来看依旧处于领先地位.十四五加氢站累计投资空间约115亿元市场空间：我们预计到2025年加氢站数量达到950-1050座，2030年达到3800-5000座, 对应新建加氢站数量在2023-2025年复合增速45.5%-54.1%x 2026-2030年为26.0%-31.3% 2021

15、年单站建设成本预估1500万元，此后每年假设成本降低5%,对应“十四五”期间加氢站 的累计投资空间109-121亿元，十五五达到291-402亿元。图13: 20212030年新建加氢站数量（座）资料来源：GGII,势银能链，长江证券研究所（注：复合增为槌,曾藏城我们对加氢站的核心设备对应的年投资规模做测算。以上述气态加氢站的4类设备投资比例平均 值来看，冷却设备占比16.6%、压缩机占比18.6%、加注机占比11.6%、储氢 系统占比25.7%, 不考虑更换需求，据此估计冷却设备“十四五和十五五”期间的 累计投资规模分别为19亿元和 59亿元，压缩机为21亿元和66亿元、加注机为13亿元和4

16、1亿元、储氢系统为30亿 元和92亿元。经济性：单位加氢运营成本为5-12元kg不同规格加氢站投资及运营成本构成气态加氢站的工作流程为：氢气长管拖车一卸气柱T压缩机一储氢罐T加注机.运载20MPa压 缩氢气的长管拖车停靠在加氢站内的卸气柱，通过压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐中，车辆 加氢时，长管拖车或储氢罐中输出的氢气通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。我们对气态和液态加氢站、500kgd和IoOOkg/d加氢站、35MPa和70MPa加氢站的投资 及运营成本做了详细测算。同等加注能力的气态加氢站，压强越大，投资成本和单位运营成本越 高；同等压强，加注能力越大，投资成本越高而单位运营成本越低。整体来看，加氢站的投资造 价在IOoCM 850万元之间，而单位加氢运营成本为5-12元kg