開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇加氫站商業(yè)模式及經(jīng)濟性比較，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

氫能作為一種來源多樣、清潔低碳、靈活高效且安全性高的二次能源，具有熱值高、零污染、可儲存、可再生等多種優(yōu)勢［1］。氫能的廣泛應(yīng)用是推動能源結(jié)構(gòu)清潔高效化轉(zhuǎn)型的重要途徑之一，是高碳行業(yè)實現(xiàn)脫碳的有效方式［2-3］。在全球各國均減少碳排放量、保障能源安全的大環(huán)境下，歐洲、美國、日本、韓國、中國等國家和地區(qū)高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并將其作為新能源技術(shù)創(chuàng)新的重要方向展開相關(guān)的研究和應(yīng)用［4］。氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用已成為全球新能源發(fā)展的重點，全球加氫站和氫燃料電池汽車數(shù)量持續(xù)增長。同時，氫能還可以廣泛用于發(fā)電、商業(yè)建筑、工業(yè)等領(lǐng)域，如利用燃?xì)廨啓C技術(shù)、燃料電池技術(shù)應(yīng)用于分布式發(fā)電，為家庭住宅、商業(yè)建筑等供暖供電［5］。目前，中國氫能產(chǎn)業(yè)正處于培育期和增長期，氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展已進入商業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展階段［6］，預(yù)計未來中國交通用氫在氫能應(yīng)用中能夠占到30%左右。已有學(xué)者研究指出氫能作為交通能源有比其他燃料更高的經(jīng)濟性［7］。而加氫站是氫能交通產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文基于加氫站不同商業(yè)模式，從經(jīng)濟角度對其進行分析研究得到加氫站可行的發(fā)展模式，以推動氫能在交通領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

1加氫站視角的氫交通產(chǎn)業(yè)鏈及成本分析

從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用由上游氫源供應(yīng)、中游加氫站運行以及下游氫燃料電池在汽車市場的普及3個主要環(huán)節(jié)構(gòu)成［8］（見圖1）。分析加氫站商業(yè)模式，即以加氫站為核心，分別分析氫源供應(yīng)、加氫方式、燃料電池汽車需求三個主要環(huán)節(jié)的成本構(gòu)成、成本影響因素、工藝技術(shù)等主要問題。從加氫站供應(yīng)鏈和加氫站類型角度入手，形成“橫”“縱”雙向分析框架，探討加氫站的不同運營模式。加氫站根據(jù)氫源供應(yīng)方式的不同，分為外供氫源的獨立加氫站和制氫加氫一體站，根據(jù)加氫站功能分為純加氫站和油氫（或油氣氫）合建站。通過不同組合，可形成4種類型加氫站，下面將主要圍繞這4種加氫站進行運營模式和成本構(gòu)成分析，并圍繞其經(jīng)濟性進行詳細(xì)比對分析。

1.1氫源供應(yīng)分析

根據(jù)目前中國現(xiàn)階段制氫能力水平，煤制氫成本最低，其次是工業(yè)副產(chǎn)氫（見圖2）。天然氣制氫和可再生能源制氫受氣價和電價影響較大，同時受氫資源限制，在天然氣和可再生能源豐富的地區(qū)制氫成本較低［9］。從發(fā)展趨勢上來看，由于煤炭價格下降空間有限，煤化工制氫企業(yè)已形成較大規(guī)模，未來煤制氫成本下降空間較小；工業(yè)副產(chǎn)氫是中短期內(nèi)有效氫源供應(yīng)主體，但會受制于主產(chǎn)物的產(chǎn)能，限制氫產(chǎn)能上限；天然氣制氫相對電解水制氫具有明顯的成本優(yōu)勢。遠(yuǎn)期來看伴隨政策扶持、技術(shù)發(fā)展、規(guī)模化效應(yīng)，可再生能源電價成本仍有下降空間，因此利用可再生電力獲得的綠氫有望成為未來供氫的主力［10］。從氫儲運來看，目前中國氫能儲運以高壓氣態(tài)方式為主，外供氫氣均采用長管拖車進行運輸，適用于運輸距離較短、輸送量較低、氫氣日用量為噸級的用戶［11-12］。雖然每百千米的氫源供應(yīng)成本是隨著運輸距離增大而減少（見圖3），但總供應(yīng)成本是隨著運輸距離增大而相應(yīng)增加。加氫站選擇外供氫源還是制氫加氫一體化運營需綜合考慮氫源獲取條件和供應(yīng)成本。由于不同地區(qū)能源結(jié)構(gòu)存在很大差異，應(yīng)結(jié)合區(qū)域市場條件和需求情況選擇合理的制氫加氫方式。例如：長三角地區(qū)工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富，因地制宜選擇工業(yè)副產(chǎn)氫具有明顯優(yōu)勢；粵港澳大灣區(qū)有便捷條件獲取LNG資源，可以依托豐富的天然氣資源就近建設(shè)天然氣制氫加氫站；北方地區(qū)可結(jié)合周邊可再生資源情況，發(fā)展綠氫資源［13］。

1.2加氫站運營成本分析

1.2.1以外供氫源加氫站為例

若以純加氫站模式運營，以某外供氫源加氫站項目建設(shè)實際數(shù)據(jù)為例，該加氫站加注能力為500kg/d，項目建設(shè)總投資約1000×104元（不含土地費），其中員工薪酬及福利、設(shè)備折舊在加氫站的運營成本構(gòu)成中占比較大，分別占37%和31%。

1.2.2以站內(nèi)撬裝制氫加氫一體站為例

以某天然氣撬裝制氫純加氫站項目建設(shè)實際數(shù)據(jù)為依據(jù)，該加氫站加注能力為500kg/d，項目建設(shè)總投資約2500×104元（不含土地費用），其中燃料及動力費占年運營成本的62%，是影響加氫站運營成本的最主要因素，天然氣價格（原料成本）是直接影響因素。若以合建站模式運營，在同樣假設(shè)條件下，隨著運營負(fù)荷上升，加氫站加注成本同樣呈下降趨勢，。可以看出，對于站內(nèi)制氫加氫站，獨立運營和合建運營的加注成本差別不明顯。根據(jù)市場情況可選擇合適的運營模式，其運營成本大小主要取決于天然氣（原料）價格。

1.3氫燃料電池汽車市場需求分析

目前市場上氫燃料電池汽車類型主要有公交客車、物流車、重卡和乘用車四種，根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不同車型的百千米氫能耗差別明顯。根據(jù)車輛的運行情況來看，氫燃料電池公交車單車日行駛里程主要集中于200km以下，以市內(nèi)公交運營為主。氫燃料電池物流車單車日行駛里程分布則相對分散，相較于氫燃料電池公交車，氫燃料電池物流車在200km以上高行駛里程段的車輛份額明顯較高；氫燃料電池物流車在跨城運輸方面的作用逐步顯現(xiàn)。整體上，氫燃料電池汽車日行駛里程分布集中在200km左右。

2不同加氫站商業(yè)模式經(jīng)濟性分析

2.1加氫站加注氫氣價格模型

不同商業(yè)模式下的加氫站盈利能力取決于制氫成本、儲運成本、運營成本、加氫站運行負(fù)荷。“產(chǎn)業(yè)鏈組合效益”是選擇加氫站商業(yè)模式的重要考量因素，應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈成本加成法，計算加氫站達到盈虧平衡點的氫氣價格P模型如下：ijP?X?Y（1）式中：iX—氫氣供應(yīng)成本，元/kg，為加氫站不同氫源制氫成本及其運輸成本，包括煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)提純制氫及電解水制氫等；jY—加氫站加注成本，為加氫站不同運營類型及效率下的運營成本，元/kg，包括外供氫源純加氫站、外供氫源合建站、站內(nèi)制氫純加氫站、站內(nèi)制氫合建站等。分別以氫源供應(yīng)類型、加氫站類型和運營效率為變量計算分析加氫站盈虧平衡點的氫氣價格。其中，氫源供應(yīng)的氫氣成本選取上文分析的各制氫成本的中間值，即天然氣制氫成本為16元/kg，工業(yè)副產(chǎn)氫成本為13元/kg。運輸成本以運距為200km的成本為基準(zhǔn)，氫氣運輸成本為7.3元/kg。加氫站規(guī)模均以加氫500kg/d為準(zhǔn)。

2.2外供氫源純加氫站運營模式

因外供氫源的不同，加氫站氫氣價格主要取決于氫源成本。以天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫為例，按若加氫站運行負(fù)荷保持在75%左右，由于工業(yè)副產(chǎn)氫氣成本相對較低，加氫站實現(xiàn)盈虧平衡的氫氣價格為36.76元/kg，以天然氣制氫為氫源的加氫站對應(yīng)氫氣價格為39.76元/kg（詳見表4）。同樣，若要達到和工業(yè)副產(chǎn)氫源相同的氫氣加注價格，后者加氫站運營負(fù)荷要保持在約90%，這對下游市場需求提出更高要求。因此，對純加氫站運營模式，重點是采取優(yōu)質(zhì)的氫源供應(yīng)，以保證在一定市場需求下加氫站的經(jīng)濟效益。以行業(yè)目前氫氣平均銷售價格40元/kg測算，當(dāng)加氫站運行負(fù)荷保持在約75%，加氫站才可以實現(xiàn)盈利。

2.3外供氫源合建站運營模式

以天然氣制氫為氫源的合建站為例，當(dāng)加氫站運營效率保持在75%，實現(xiàn)盈虧平衡的氫氣價格為37.47元/kg（見表5），對比之下，純加氫站則要達到39.76元/kg，合建站運營成本低于純加氫站。因此同等條件下合建站的氫氣價格要明顯低于純加氫站的價格。若考慮兩種類型加氫站的外供氫源成本區(qū)別，工業(yè)副產(chǎn)氫為氫源的合建站在氫氣加注價格和盈利能力上則更有優(yōu)勢。

2.4站內(nèi)制氫加氫站運營模式

站內(nèi)制氫增加了制氫投資，減少了氫氣運輸成本，整體來看氫氣加注價格有一定優(yōu)勢［14］。以站內(nèi)撬裝式天然氣制氫純加氫站為例，在加氫站加注能力相同的情況下，當(dāng)加氫站運營負(fù)荷為100%時，撬裝制氫加氫站實現(xiàn)盈虧平衡的氫氣價格為33.89元/kg，而外供氫源加氫站氫氣價格為35.64元/kg，因此撬裝制氫加氫站盈利能力較優(yōu)。當(dāng)加氫站運營負(fù)荷低于100%，外供氫源加氫站氫氣價格更具競爭力，且運行負(fù)荷越低其競爭力會越顯著（見表6）。即使采取合建站方式，撬裝制氫加氫站的加注成本變化不明顯，對的氫氣價格影響不大。因此，現(xiàn)階段滿負(fù)荷運營是撬裝制氫加氫站的理想狀態(tài)。隨著撬裝制氫設(shè)備成本下降、天然氣原料成本優(yōu)化，該類加氫站具有明顯的差異化發(fā)展優(yōu)勢。

3不同商業(yè)模式加氫站的優(yōu)勢

整個加氫站運營過程中，氫源供應(yīng)成本占加氫站氫氣價格的60%以上，是氫氣價格構(gòu)成的最主要部分，氫源的供應(yīng)能力和經(jīng)濟性影響加氫站商業(yè)模式的選擇［15］。站內(nèi)撬裝制氫加氫站目前已進入市場推廣階段，其特點和優(yōu)勢還有待市場發(fā)現(xiàn)，外供氫源加氫站是目前主要的模式，且由純加氫站逐步向油氫或油氣氫共建站轉(zhuǎn)變，既有利于土地資源集約化利用，也有利于降低合建站的運營成本。中國目前加氫站以純加氫站居多，該運營模式并不利于提高加氫站盈利水平，油氣氫合建站可利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施資源。在同等條件下，該運營模式能獲得更大經(jīng)濟效益，氫氣價格也更具競爭力；同時，撬裝制氫加氫站具有獨特的優(yōu)勢，隨著氫燃料電池汽車消費市場規(guī)模擴大，有助于滿足不同類型市場的需求。

4結(jié)論及建議

交通用氫是中國氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展的重點，也是遠(yuǎn)期氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破口。加氫站供應(yīng)鏈發(fā)展涉及氫氣制、儲、運等多個環(huán)節(jié)，同時推動著燃料電池技術(shù)的發(fā)展。綜上所述，可以得出以下結(jié)論。“產(chǎn)業(yè)鏈組合效益”是加氫站商業(yè)模式選擇的重要考量。氫源供應(yīng)方式、加氫站功能類型的不同選擇，形成不同的加氫站運營模式。研究特定市場環(huán)境下氫能產(chǎn)業(yè)鏈組合效益最大，即是最優(yōu)的氫能商業(yè)模式。根據(jù)4種加氫站模式的經(jīng)濟性分析結(jié)果，外供氫源的合建站是加氫站優(yōu)選的運營模式。在獲得低成本優(yōu)勢的同時，最大化利用已有的基礎(chǔ)設(shè)施資源，從而實現(xiàn)最大的收益。站內(nèi)撬裝式天然制氫加氫站具有獨特的優(yōu)勢，在氫源供應(yīng)受限的市場，其一體化模式有利于提高加氫站的整體經(jīng)濟效益。根據(jù)以上結(jié)論，提出兩點建議：一是交通用氫市場處于政策支持下的快速發(fā)展階段，加氫站的布局和發(fā)展影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度和規(guī)模，區(qū)域市場需做好加氫站的整體發(fā)展規(guī)劃，可通過適當(dāng)補貼政策進行提前布局，同時適應(yīng)長期市場需求保證加氫站盈利。二是氫能產(chǎn)業(yè)鏈長，且環(huán)節(jié)復(fù)雜，加氫站商業(yè)模式選擇要求參與企業(yè)具備較強的資源整合能力，一方面著眼產(chǎn)業(yè)鏈整體，向產(chǎn)業(yè)上下游延伸形成一體化的發(fā)展優(yōu)勢優(yōu)化加氫站成本，另一方面加強橫向整合，開發(fā)油氫或油氣氫等合建站。

參考文獻：

[1]張全斌,周瓊芳.基于“碳中和”的氫能應(yīng)用場景與發(fā)展趨勢展望[J].中國能源,2021,43(7):81-88.

[2]國際可再生能源署（IRENA）.2021年世界能源轉(zhuǎn)型展望報告[R/OL].(2021-10-13)[2022-06-13].

[3]黃宣旭,練繼建,沈威.“碳中和”背景下中國“氫礦”資源分析[J].油氣與新能源,2021,33(2):71-77.

[4]蔣東方,賈躍龍,魯強,等.氫能在綜合能源系統(tǒng)中的應(yīng)用前景[J].中國電力,2020,53(5):135-142.

[5]隋朝霞.碳中和目標(biāo)下我國LNG產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示[J].天然氣化工(C1化學(xué)與化工),2021,46(4):9-13.

[6]毛保華,盧霞,黃俊生,等.碳中和目標(biāo)下氫能源在我國運輸業(yè)中的發(fā)展路徑[J].交通運輸系統(tǒng)工程與信息,2021,21(6):234-243.

[7]徐東,劉巖,李志勇,等.氫能開發(fā)利用經(jīng)濟性研究綜述[J].油氣與新能源,2021,33(1):50-56.

[8]中國氫能聯(lián)盟.中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)手冊（2020）[R/OL].(2021-05-06)[2022-06-13].

[9]韓紅梅,楊錚,王敏,等.我國氫氣生產(chǎn)和利用現(xiàn)狀及展望[J].中國煤炭,2021,47(5):59-63.

[10]張軒,樊昕曄,吳振宇,等.氫能供應(yīng)鏈成本分析及建議[J].化工進展,2021,40(6),1-10.

[11]單彤文,宋鵬飛,李又武,等.制氫、儲運和加注全產(chǎn)業(yè)鏈氫氣成本分析[J].天然氣化工(C1化學(xué)與化工),2020,45(1):85-90+96.

作者: 付亞軒 張丹 隋朝霞 單位:中海石油氣電集團技術(shù)研發(fā)中心