国外加氢站出现“关停潮”的3大原因!全球氢产业链存在瓶颈-加氢站面临多重难题

科技   2024-12-03 23:52   天津  

当前全球氢能产业正处于发展初期,但近期国外加氢站的连续关闭引发人们对产业未来的担忧。文章分析表明,国外加氢站关闭的主要原因包括氢燃料电池汽车竞争力不足、产业链瓶颈以及技术迭代缓慢三大方面,对中国氢能产业发展具有一定启示作用。

近日,中国石化经研院发布《国外加氢站“关停潮”分析及 对我国氢能产业发展建议》专题文章。

文章指出,目前,全球氢能产业总体处于发展初期,在终端能源消费量中占比仍较低。近期国外加氢站连续出现“关停潮”,给氢能产业发展蒙上一层阴影。
文章分析表明,国外加氢站关闭的主要原因包括氢燃料电池汽车竞争力不足、产业链瓶颈以及技术迭代缓慢三大方面,对中国氢能产业发展具有一定启示作用。

首先,中国应坚定氢能产业发展信心,把握趋势,加强系统规划和顶层设计。其次,需要加强政策创新,降低供给成本,扩大需求场景,并在全球范围内占据有利位置。最后,建议国家制定清晰的发展指南和安全标准,完善政策支持体系,确保氢能产业高质量发展。同时,应全力保障低成本氢源供应,拓宽新兴领域应用场景,以实现氢能产业可持续发展。

目前,全球氢能产业总体处于发展初期,在终端能源消费量中占比仍较低。近期国外加氢站连续出现“关停潮”,给氢能产业发展蒙上一层阴影。


 “关停潮”总体情况和原因分析
2022年5月,MotiveFuels(英国电解槽制造商ITMPower和能源大宗商品公司Vitol的合资企业)关闭其位于伦敦的两座加氢站,并表示将把核心业务重新聚焦于商用车加油。2022年10月,壳牌关停其在英国的3座轻型汽车加氢站。2023年9月,丹麦Everfuel关闭境内所有的3座加氢站;壳牌取消在美国加州建设48座轻型汽车加氢站的计划。2023年10月,加州最大的氢气燃料零售商TrueZero关闭10座加氢站,并将终端销售氢气价格上调约20%。加州是美国主要氢能汽车市场,目前多数加氢站均显示已关闭或缩短营运时间。2023年11月,韩国四分之三的加氢站因氢气供应中断而关闭,少数仍开放站点需等待数小时且限量供应。2024年2月,壳牌宣布永久关停其在美国加州的7座轻型汽车加氢站,仅保留3座为重型氢能车服务的加氢站。
氢燃料电池汽车竞争优势小,加氢市场需求不足
据全球知名的技术和市场研究公司IDTechEx对2023年美国加州柴油、电力和氢气大致成本的估计,特斯拉Model3、汽油车、氢燃料电池汽车丰田Mirai的运行成本分别约为0.04、0.15、0.21美元/英里,氢燃料电池汽车的运行成本远高于电车和油车。尽管欧美等发达国家已建成较发达的氢能网络,加氢基础设施相对完善且加氢较便利,但氢燃料电池汽车高昂的购买价格、运行成本以及较少的选择性导致民众消费热情不高。
据瑞士咨询公司EVvolumes发布的数据,2023年全球电动汽车销量为1 420万辆,同比增长了35%,氢燃料电池汽车销量为14 451辆,同比下降30.2%,仅占全球新能源汽车销量的0.1%。
巅峰氢储资讯,2024年氢能及燃料电池行业将进入放量提速期,燃料电池汽车及绿氢项目落地均将大幅加速。10月,FCV单月装机量114.9MW,2024年1-10月累计装机达745.8MW,上险量为560辆,1-10月累计上险量达5705辆。其中,亿华通单月装机量和前10月累计装机双登顶,陕汽集团月度上险量位居榜首北京城市群累计整车落地量最多,氢能和燃料电池制造是目前的两条主线。
巅峰氢储主要观点如下:
FCV单月装机量114.9MW,2024年1-10月累计装机达745.8MW。
10月,燃料电池系统装机量114.9MW,同比增长195.6%,主要为商用车,其中包含6辆乘用车。本月装机多为重型货车和轻型货车。燃料电池汽车上险量持续增长,2024年1-10月燃料电池系统累计装机量745.8MW,同比增长66%,全年放量确定性较强。
FCV10月上险量为560辆,1-10月累计上险量达5705辆。
2024年10月上险量为560辆,主要为商用车,同比增长48.9%,其中包含6辆乘用车。由于统计口径差异,中汽协公布的10月FCV产销分别为491/563辆,同比增长19.46/19.79%。2024年1-10月上险量为5705辆,同比增长35.4%。
亿华通单月装机量和前10月累计装机双登顶。
10月,亿华通装机量第一,为65MW,占比57%;戈尔(香港)第二,装机16.5MW,占比14%;第三是云韬氢能,装机8.35MW,占比7%。2024年1-10月,亿华通累计装机量第一,为182MW,占比29%;重塑能源累计装机量第二,为103.6MW,占比17%;国鸿氢能累计装机量第三,为79.5MW,占比13%,系统商头部格局基本企稳,同时市场多个新玩家也不断入局。
陕汽集团月度上险量位居榜首。
10月商用车上险量陕汽集团第一,为200辆,占比达35.7%;郑州宇通第二,为77辆,占比达13.8%;成都大运第三,为50辆,占比达8.9%。2024年1-10月,郑州宇通累计上险量第一,为549辆,占比9%;陕汽集团累计上险量第二,为484辆,占比9%;北汽福田累计上险量第三,为484辆,占比8%。
示范城市群产销:北京城市群累计整车落地量最多。
按照五大城市群统计口径,2024年10月,河北城市群整车落地量最多,为165辆,主要包括唐山和郑州,分别贡献100辆和61辆,其次为北京城市群130辆,主要来自唐山和天津,分别贡献100辆和30辆;河南城市群落地81辆,主要来自郑州和张家口,分别贡献61辆和4辆;广东城市群落地68辆,主要来自广州和佛山,贡献20辆和16辆;上海城市群落地20辆,来自苏州贡献。2024年1-10月北京示范城市群整车落地量最多,为1961辆,其次为河北示范城市群,为1517辆,河南城市群排名第三,共1371辆,上海和广东城市群分别为842辆和694辆。
全球整车产销:
1)日本:2024年5月,日本丰田FCV全球销量109辆,同比下降80.5%(2024年6-10月数据未披露);
2)韩国:2024年10月,韩国现代FCV全球销量为184辆,同比下滑2.6%;
3)美国:2024年10月,美国国内FCV销量为62辆,同比减少23.5%,2024年10月日本丰田的FCV在美国销量占比达47%。 
绿氢项目电解槽招标:2024年1-11月,已公开招标电解槽的绿氢项目共17个,合计电解槽招标量达1.2GW。
从绿氢项目开工及EPC招标情况看,目前共有69.4万吨绿氢项目已开工,182.6万m3/h、约1500套电解槽将陆续迎来招标。从公开中标份额的项目看,电解槽企业的第一候选人中,派瑞氢能位列第一,30241万元,占比25%;阳光电源第二,23320.96万元,占比19.3%;中车株洲电力机车研究所第三,17577.97万元,占比14.5%。
(因中标企业份额未披露完全,未包含中能建松原氢能产业园项目64套和中国能建2024年度制氢设备集中采购项目125台套;新疆俊瑞温宿规模化制绿氢项目,价格包含电解槽、分离、纯化、电源、储氢瓶等多种设施,份额和电解槽价格不具备可比性)。
2024年氢能及燃料电池行业将进入放量提速期,燃料电池汽车及绿氢项目落地均将大幅加速。
产业链存在瓶颈,加氢站面临多重难题
氢能产业整体处于起步期,氢能产运储用诸环节尚存瓶颈。氢气制备方面,“灰氢”成本最低,但高能耗、高排放,并非最终解决方案;“蓝氢”、“绿氢”成本高,制氢成本约占全链条成本的五成,受副产品价格和电价等因素影响仍处于降本探索期。在氢气储存和运输方面,目前有气态和液态两种能够实现产业化的储运方式,其中气态储氢投资成本小、能耗低,但规模有限,适用于短距离或少量运输;液态储氢虽能实现更大规模、更远距离的运输,但前期投资成本高,目前主要应用于航空领域;能兼顾远距离、大规模运输、低成本的管道运氢还处在前期建设和安全测试阶段,形成网络尚需时日。

加氢环节目前面临高建设成本和低负荷率的困难。加氢站建设和运营成本过高是全球氢能汽车产业链面临的相同困境,若不含土地费用,加氢站建设成本通常为1 500~2 000万元,其中设备成本约占80%。运营环节则由于氢气前端成本高导致到站价格也高,氢燃料电池汽车数量少导致加氢站普遍负荷率低,进一步增加加氢站收回成本难度。

技术迭代缓慢,加氢难与充电抗衡

由于长期亏损和运行负荷过低,相关企业在加氢站建成后持续投入逐渐减少,更新设备和技术意愿不断降低,部分企业甚至把加氢站设备开发业务外包,导致加氢站技术迭代缓慢。此外,虽然汽车补氢只需几分钟即可完成,但设备在完成一次加氢后需要更长时间的压力恢复时间,实际补氢需要面临提前预约排队问题。相比之下,电动汽车已经进入技术迭代“快车道”。

马斯克曾公开表示,当前生产1公斤氢气需要50度电,可以让电动汽车行驶约400公里;但1公斤氢气却只能让氢燃料电池汽车行驶约80公里,氢燃料电池汽车效率远低于电动汽车。此外,随着高压充电技术发展,电动汽车完成一次满充时间已经缩短至40分钟左右,与加氢相差无几。日益增大的技术和购车、用车成本差距使得消费者更倾向选择电动汽车,进一步制约轻型氢燃料电池汽车及加氢站发展。
对我国氢能产业发展的启示
必须把握长期趋势,保持定力
在新能源快速发展的背景下,能源系统面临革命性重塑。不仅带来机遇,也伴随风险,极易引发新能源供给不稳而化石能源过快退出带来的能源安全问题,能源系统柔性、韧性亟待增强。氢能依托源头减碳和终端替代,可为交通和工业等难脱碳领域碳中和行动提供解决方案。长远看,氢能将成为仅次于绿色电力的零碳二次能源,二者共同构建起绿色高效的低碳氢能产业体系。尽管当前氢能产业发展过程中存在诸多困难,但氢能产业是保障国家能源安全和有序推进能源低碳转型的重要手段和载体,需坚持推动氢能产业发展的方向不动摇。
必须加强系统谋划,统筹布局
加氢站作为氢能产业链承上启下的重要一环,其建设和运营状况直接关系氢能产业在交通运输领域的发展前景和市场需求。发展氢能产业必须加强顶层设计,探索更加优化合理、符合氢能产业发展规律的现实路径。
应结合我国国情和氢能产业发展现状,合理制定氢能产业中长期发展规划,明确氢能产业发展目标、重点领域和保障措施。在乘用和商用两个领域同时发展,重点发展偏向中远途、中重型交通以及北方冬季寒冷地区等难电动化的应用场景,以推动氢能产业在交通运输领域的长期稳定发展。在不同区域氢能产业发展的先后顺序、系统布局、设施配套建设等方面需因地制宜,优先发展交通运输需求旺盛的东部沿海省份和“三北”等氢能制取成本较低地区。根据各地的资源禀赋和产业基础,优化氢能产业区域布局,形成各有侧重、优势互补的发展格局,推动各地区之间氢能产业协同发展。
需统筹规划电解槽生产能力。据预测,到2024年底,我国将拥有超过40 GW的电解槽生产能力,这一数字远远超过了2025年大约10 GW的可预见全球需求,2年内产能将从“供应不足”转向“严重过剩”。为我国氢能产业在全球竞争中占据有利位置,氢产业链每个环节都需适当提前布局,但也要避免盲目扎堆、一哄而上,更要防止投资“撒胡椒面”、重点失焦,造成资源投入浪费,折损产业发展信心。
必须加强政策创新,扶持供给
氢能产业作为战略性新兴产业,发展初期面临投资大、成本高、市场小、接受度低等问题,政府需要加强阶段性指导,通过政策支持和补贴不断推动产业发展。我国当前对氢能产业出台了一些支持政策,但政策体系还不够完善,缺乏系统性和连贯性。当前,我国尚未制定全国统一的绿氢生产、储运、加用补贴方案,在制氢、储氢环节的优惠政策主要是将相关领域列入鼓励类产业。
在工业、建筑等应用端,出台了部分鼓励政策,但缺乏可落地执行的细则;国家“3+2”燃料电池城市示范群亦对氢全产业链贯通力度有限。尽管政府为氢能产业提供了一定的财政和税收支持,但相对于氢能产业规模,投入仍然有限。在快节奏的市场变化中,相关企业对政策引领的需求更加多元,对政策精准协同的期望不断提升,需要针对企业“急难愁盼”问题,统筹优化政策供给。
必须降低供给成本、扩大需求场景
当前,我国可再生能源制氢和大规模储运技术还处于起步阶段,氢气产用空间分布不匹配。我国可再生能源集中在西北、东北等地区,工业和交通用氢场景大多集中在东部经济发达地区;氢气主要以长管拖车等公路运输方式为主,多种零部件和材料尚未实现完全自主可控,致使氢气运输高成本低效率。
另一方面,氢气消费集中在传统工业部门,氢能交通工具使用成本高,致使应用场景难以大范围推广。当下,应坚持以市场应用为牵引,推动各地创新发展模式,积极推进氢能产业发展。点线结合、以点带面,引导各地有序推进氢能在制备和应用领域的示范应用,因地制宜发展氢能制备,拓展氢能在储能、交通运输、分布式发电、工业、建筑等领域的应用场景,推动规模化发展,加快探索形成有效的氢能产业发展商业化路径,充分发掘氢能清洁低碳属性和多元应用潜力。

近日,国内媒体报道以北京为例,显示北京规划在2023年建设37座加氢站,2025年建设74座加氢站。目前,投运的加氢站只有13座,仅有7座正常运营,部分加氢站已荒废或停运。

加氢站关停潮不是个别地区的个别事件。此时,对加氢站关停潮的分析和研究具有特别的意义,供大家参考。

国外加氢站关停情况

2023年,壳牌取消在美国加州新建48个加氢站的计划;2024年2月8日,壳牌宣布永久关闭其在加州的7个乘用车加氢站。目前,加州地区多数加氢站均显示已离线,或者缩短其营运时间。加州是美国唯一可以在中长距离行驶范围内使用氢燃料的州,即美国唯一的氢能源汽车市场。加州作为美国乃至全球氢能汽车发展的前沿阵地,一直被视为氢能技术的摇篮,壳牌加氢站的关闭在行业内造成了一定的影响。



加氢站关停原因分析

运营公司调整短期发展目标

虽然壳牌关停了部分加氢站,但其氢能战略一直没有改变。壳牌发展目标是成为全球氢经济的领先者,将氢能在交通领域的重心定位于为中、重型商用车等场景供氢。历史上,壳牌的氢能产业发展也经历过反复。壳牌自1992年开始发展氢能业务,1999年成立氢能事业部,2001—2006年投资10亿美元用于氢能源技术研发,但2005年前后因全球氢能发展整体受挫及公司内部原因,氢能业务暂停,后于2007年重新启动。截至目前,壳牌在氢能等新能源领域投资已达23亿美元,已在美国、英国、加拿大、德国、荷兰、日本布局加氢站项目共计66个。

2022年7月,壳牌在中国成立上海申能壳牌新能源合资公司,计划在上海及长江三角地区建成6~10座加氢站;到2030年,扩展至30座加氢站,可为约3000辆燃料电池卡车或公交车供氢。尽管壳牌的氢能投资有起伏,但从公司氢能业务发展的时间表、涉及的业务范围以及市场规模来看,壳牌布局了涵盖绿氢生产、运输及加氢站供应的全球氢能战略。因此,短期的调整不会影响壳牌氢能业务的总体发展方向。

氢源不足导致加氢难、用氢贵

美国加州氢燃料电池用氢的供氢体系发展不足,导致氢气价格高企,氢燃料汽车使用经济性不足。从壳牌关停的7座加州加氢站来看,其中5座因没有氢源已经处于停业状态,2座因氢源不足处于有限供氢状态。主要原因是美国炼化企业较少布局在加州,加州工业副产氢严重不足,导致氢源紧张,氢气价格走高。氢源短缺也是韩国加氢站运营困难的主要原因,韩国氢气主要来自现代钢铁公司的天然气制氢项目,由于制氢设备出现故障且炼钢用氢增加,导致韩国用于交通领域的氢源减少。

加州加氢站多为乘用车设计,难以满足商用车场景

美国商用车占比很少,加氢站主要为乘用车加氢。但是从目前氢能交通产业发展来看,氢能乘用车与电动车相比,竞争力较弱,只能在长途、重载和商用领域错位发展,因此目前大功率、低氢耗的燃料电池系统成为研发主流,氢能重载车和冷链车成为最可能大规模投运的车型。包括壳牌在内的加氢服务商更看好重卡等商用车的发展,企业相应调整了加氢配套设施的发展策略。为了适应未来氢能商用车的需求,美国汽车联盟宣布,加州计划到2026年将加氢站数量提高至176座,主要新建1吨/日以上的大型站,为本土氢能卡车加注。

氢燃料汽车销量下滑,影响加氢站发展预期

2023年对于全球氢燃料汽车市场来说是艰难的1年,全球氢燃料汽车销量下降30%以上,成为自2017年以来降幅最大的1年。其中,韩国和日本氢燃料汽车销量的降幅最大,达50%。氢燃料汽车销量的下滑使得加氢站运营商的加氢负荷需求达不到市场预期。从加州的氢气使用量来看,自2022年第二季度以来加氢量开始下降,同期氢气加注价格为36美元/千克,远高于2021年4月的13美元/千克,氢气价格过高导致车主用车意愿降低。

加氢站关停潮对氢能交通产业发展的影响

从直接影响看,国外加氢站大规模关停,直接导致当地已构建的氢能交通产业链关键环节缺失,已购氢燃料汽车加氢难、加氢贵,极大降低了氢燃料汽车便利度和体验感,向市场传递了负面消极信号,降低消费者购买氢能乘用车的积极性。

从间接影响看,一是加氢站关停证明当前氢能交通产业发展过热,但整体产业仍为市场导入期,还需要相关政策的扶持及技术迭代。当前,氢燃料汽车在没有补贴的情况下,使用成本高企,美国、欧洲等国家和地区均出台了针对绿氢的相关扶持政策,如美国的免税政策、欧洲的绿氢银行政策,但在交通领域尚缺乏有力政策,导致氢燃料汽车竞争力不足。二是关停乘用车加氢站转而发展商用车加氢站,进一步明确氢燃料汽车未来在商用车领域的发展方向。未来,适用于重卡更大功率的电堆及系统研发、更高储氢密度的液氢技术等将成为产业发展方向和关注焦点。

对我国氢能产业发展的建议

在新能源快速发展的背景下,能源系统面临革命性重塑,极易引发新能源供给不稳而化石能源过快退出带来的能源安全问题,能源系统柔性、韧性亟待增强。氢能依托源头减碳和终端替代,可在关键减碳路径中发挥重要作用。远期来看,氢能将与电力并列成为在我国终端用能结构中占据重要地位的零碳二次能源,构建起绿色高效的低碳氢能产业体系。巅峰建议通过绿氢产业示范、氢能基础设施建设、联合研发和战略投资等多种形式深化全产业链合作,率先推动氢能应用示范引领,助力全产业链稳健发展。

系统性规划、重点地区布局,集中力量打造氢能交通应用场景。在政策扶持下,我国氢能产业正在迅速发展。建立成熟的示范场景,不仅需要国家清晰的产业发展战略的支持,更需要地方产业基础、政策保障和应用场景的配套。根据目前氢能交通以经济发达地区城郊、城际货运物流最具潜力的判断,建议以城际间物流为基础,以建设国家氢能交通大动脉为依托,贯通氢能制备、储运、综合加注、科技研发、系统性服务等产业环节,联通氢燃料电池汽车示范应用城市群等重点区域,着力打造氢能产业走廊,促进氢能产业健康发展。

中短期内,优先打造贯穿京津冀蒙氢走廊、大湾区氢走廊、长江中上游氢走廊、长三角氢走廊等典型走廊,建议国家从建站政策、补贴政策、储运政策等多维度重点支持,力争打造产业高地和应用典范,带动全国氢能产业发展。

交通领域氢燃料电池汽车将与电动汽车实现多元补位发展,优先在东北、西北等风光资源丰富地区、经济发达地区布局氢走廊,打造场景示范。氢燃料电池车因其耐低温、续航远、载重大、补能快等特性,更适应我国东北和西北地区风光资源丰富、冬季气候寒冷、产业结构偏重的特点。

巅峰建议坚持以市场需求为导向,以财政扶持为前提,以交通走廊为牵引,抓紧未来电动重卡技术攻关和模式探索的窗口期,探索在我国东北和西北地区开拓氢能交通应用场景、配套布局分布式风光制氢加氢一体站,打开北方绿色氢能交通市场。适度在“3+2”城市群等发达城市布局加氢业务,重点关注干线物流、城际客运、城市公用设施、重载装载设施等电动汽车渗透率相对较低的中、重型商用车细分市场。


《国外加氢站“关停潮”分析及 对我国氢能产业发展建议》全文如下:


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