相比通過大規(guī)模的輸電設(shè)施建設(shè)來分配可再生能源電力，將可再生能源電力就地 制氫，再通過管道和公路等方式儲(chǔ)存和運(yùn)輸，就近消納，應(yīng)該是更貼近市場(chǎng)需求和解 決可再生能源消納的措施。
3.2 儲(chǔ)運(yùn)氫：氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸效率亟待提高
氫氣的可大規(guī)模存儲(chǔ)和運(yùn)輸是其區(qū)別于化學(xué)電池儲(chǔ)能的重要特性，在資源總量不 受約束，制備成本中遠(yuǎn)期可控的前提下，氫氣的儲(chǔ)存性能和運(yùn)輸效率是氫能網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 的瓶頸問題。
儲(chǔ)氫技術(shù)
目前，氫氣的儲(chǔ)存主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固體儲(chǔ)氫三種方式、高壓氣態(tài)儲(chǔ) 氫已得到廣泛應(yīng)用，低溫液態(tài)儲(chǔ)氫在航天等領(lǐng)域得到應(yīng)用，有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫 尚處于示范階段。
氣態(tài)儲(chǔ)氫。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫具有充放氫氣速度快、容器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)階段 主要的儲(chǔ)氫方式，氛圍高壓氫瓶和高壓容器兩大類。其中鋼制氫瓶和鋼制壓力容器技 術(shù)最為成熟，成本較低。20MPa 鋼制氫瓶已得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用，并于 45MPa 鋼制 氫瓶、98MPa 鋼帶纏繞式壓力容器組合應(yīng)用于加氫站中。碳纖維纏繞高壓氫瓶的開 發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫瓶由固定式應(yīng)用向車載儲(chǔ)氫應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。70MPa 碳纖 維纏繞 4 型瓶已經(jīng)是國(guó)外燃料電池乘用車車載儲(chǔ)氫的主流技術(shù)，35MPa 碳纖維纏繞 3 型瓶目前仍是我國(guó)燃料電池商用車的車載儲(chǔ)氫方式，70MPa 碳纖維纏繞 3 型瓶已 少量用于我國(guó)燃料電池乘用車中。
液態(tài)儲(chǔ)氫。液態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度高等優(yōu)勢(shì)，可分為低溫液態(tài)儲(chǔ)氫和有機(jī)液體儲(chǔ) 氫。低溫液態(tài)儲(chǔ)氫將氫氣冷卻至-253℃，液化儲(chǔ)存于低溫絕熱液氫罐中，儲(chǔ)氫密度可 達(dá) 70.6kg/m3，但裝置一次性投資較大，液化過程中能耗較高，儲(chǔ)存過程中有一 定 的蒸發(fā)損失，其蒸發(fā)率與處請(qǐng)關(guān)注容積有關(guān)，大儲(chǔ)罐的蒸發(fā)率遠(yuǎn)低于小儲(chǔ)罐。國(guó)內(nèi)產(chǎn) 能液氫已在航天工程中成功使用，民用缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
有機(jī)液體儲(chǔ)氫利用某些不飽和有機(jī)物（如烯烴、炔烴或芳香烴）與氫氣進(jìn)行可逆 加氫和脫氫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)氫的儲(chǔ)存，加氫后形成的液體有機(jī)氫化物性能穩(wěn)定，安全性高， 儲(chǔ)存方式與石油產(chǎn)品相似。但存在著反應(yīng)溫度較高、脫氫效率較低、催 化劑易被中 間產(chǎn)物毒化等問題。國(guó)內(nèi)已有燃料電池客車車載儲(chǔ)氫示范應(yīng)用案例。
固體儲(chǔ)氫。固態(tài)儲(chǔ)氫是以金屬氫化物、化學(xué)氫化物或納米材料等作為儲(chǔ)氫載體， 通過化學(xué)吸附和物理吸附的方式實(shí)現(xiàn)氫的存儲(chǔ)。固態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度高、儲(chǔ)氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)勢(shì)，其體積儲(chǔ)氫密度高于液氫。但主流金屬儲(chǔ)氫材料 質(zhì)量?jī)?chǔ)氫率仍低于 3.8wt%，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫率大于 7wt%的輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料還需解決吸放氫 溫度偏高、循環(huán)性能較差的問題、國(guó)外固態(tài)儲(chǔ)氫已在燃料電池潛艇中商業(yè)應(yīng)用，在分 布式發(fā)電和風(fēng)電制氫規(guī)模儲(chǔ)氫中得到示范應(yīng)用：國(guó)內(nèi)固態(tài)儲(chǔ)氫已在分布式發(fā)電中得到 示范應(yīng)用。
氫輸運(yùn)技術(shù)
氫氣在常溫常壓下為氣態(tài)，密度僅為 0.0899 千克/立方米。作為易燃?xì)怏w，它屬 于 ? 類危險(xiǎn)品（非燃料），與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱即發(fā)生爆炸，因此 對(duì)運(yùn)輸安全要求較高。目前氫氣的輸運(yùn)方式主要有氣態(tài)運(yùn)輸、液態(tài)輸運(yùn)和固體輸運(yùn)三 種方式。
氣態(tài)輸氫。高壓氣態(tài)輸運(yùn)可分為長(zhǎng)管拖車和管道輸運(yùn) 2 種方式。高壓長(zhǎng)管拖車是 氫氣近距離輸運(yùn)的重要方式，技術(shù)較為成熟，國(guó)內(nèi)常以 20MPa 長(zhǎng)管拖車運(yùn)氫，單車 運(yùn)氫約 300 公斤，國(guó)外則采用 45MPa 纖維纏繞高壓氫瓶長(zhǎng)管拖車運(yùn)氫，單車運(yùn)氫可 提至 700 公斤。
管道運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹匾绞剑艿肋\(yùn)行壓力一般為 1.0~4.0MPa，具有輸氫量大、能耗小和成本低等優(yōu)勢(shì)，但建造管道一次性投資較大。 美國(guó)已有 2500 公里的輸氫管道，歐洲已有 1598 公里的輸氫管道，我國(guó)則僅有 100 公里的輸氫管道（法規(guī)限制）。
液態(tài)輸氫。液態(tài)輸氫通常適用于距離較遠(yuǎn)、運(yùn)輸量較大的場(chǎng)合。其中，液氫罐車 可運(yùn) 7 噸氫，鐵路液氫罐車可運(yùn) 8.4-14 噸氫，專用液氫駁船的運(yùn)量可達(dá) 70 噸。采用 液氫儲(chǔ)運(yùn)能夠減少車輛運(yùn)輸頻次，提高加氫站單站供應(yīng)能力。日本、美國(guó)已將液氫罐 車作為加氫站運(yùn)氫的重要方式之一。我國(guó)僅在航空航天有運(yùn)用液氫技術(shù)。
固態(tài)輸氫。輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料（如鎂基儲(chǔ)氫材料）兼具高的梯級(jí)儲(chǔ)氫密度和質(zhì)量?jī)?chǔ)氫 率，作為運(yùn)氫裝置具有較大潛力。將低壓高密度固態(tài)儲(chǔ)罐僅作為隨車輸氫容器使用， 加熱介質(zhì)和裝置固定放置于充氫和用氫現(xiàn)場(chǎng)，可以同步實(shí)現(xiàn)氫的快速充裝及其高密度 高安全輸運(yùn)，提高單車運(yùn)氫量和輸氫安全性。
目前，我國(guó)氫能示范應(yīng)用主要圍繞工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫地附近（小于 200 公里）布局，氫能儲(chǔ)運(yùn)以高壓氣態(tài)方式為主。氫能市場(chǎng)滲入前期，車載儲(chǔ)氫將以 70MPa 氣態(tài)方式為主，輔以低溫液氫和固態(tài)儲(chǔ)氫，氫的運(yùn)輸將以 45MPa 長(zhǎng)管拖車、 低溫液氫、管道（示范）輸運(yùn)等方式，因地制宜，協(xié)同發(fā)展。中期（2030 年），車載 儲(chǔ)氫將以氣態(tài)、低溫液態(tài)為主，多種儲(chǔ)氫技術(shù)相互協(xié)同，氫的輸運(yùn)將以高壓、液態(tài)氫 罐和管道輸運(yùn)相結(jié)合，針對(duì)不同細(xì)分市場(chǎng)和區(qū)域同步發(fā)展。遠(yuǎn)期（2050 年）氫氣管 網(wǎng)將密布于城市、鄉(xiāng)村，車載儲(chǔ)氫將采用更高儲(chǔ)氫密度、更高安全性的儲(chǔ)氫技術(shù)。
3.3 加氫站：核心設(shè)備依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)化逐步開啟
加氫站是氫能源產(chǎn)業(yè)上游制氫和下游用戶的聯(lián)系樞紐，是產(chǎn)業(yè)鏈的核心。加氫站 的建設(shè)數(shù)量和普及程度，在很大程度上決定了氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
中國(guó)加氫站氫源絕大部分來自于外供高壓氫氣
加氫站的技術(shù)路線主要站內(nèi)制氫技術(shù)和外供氫技術(shù)。站內(nèi)制氫技術(shù)又包括天然氣 重整制氫和電解水制氫。其中，電解水制氫已經(jīng)應(yīng)用廣泛且技術(shù)已十分成熟，歐洲大 多數(shù)加氫站都采用這種技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)正在運(yùn)營(yíng)的加氫站中，僅大連 新源加氫站、北京永豐加氫站具備站內(nèi)制氫能力，其余加氫站的氫氣主要來源于外部 供氫，使用氫氣長(zhǎng)管拖車（運(yùn)輸高壓氣態(tài)氫）、液氫槽車（運(yùn)輸?shù)蜏匾簯B(tài)氫）往返加 氫站與氫源之間。由于燃料電池汽車還沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)營(yíng)，目前加氫站建設(shè)成本和 運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)加油站、加氣站。從全球范圍內(nèi)來看，政府和整車企業(yè)是加氫 站建設(shè)的主體，政府補(bǔ)貼的幅度均超過 50%。
中國(guó)加氫站目前都尚未盈利，能否盈利取決于運(yùn)營(yíng)成本、投資額、運(yùn)行負(fù)荷
截至 2019 年底，全國(guó)累計(jì)已建成的加氫站共有 61 座，已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的有 52 座， 在建/擬建加氫站數(shù)量為 72 座。按照《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》規(guī)劃，到今年 底，我國(guó)計(jì)劃燃料電池汽車規(guī)模達(dá)到 5000 輛，建成加氫站至少 100 座；到 2025 年， 建成加氫站至少 300 座。但是中國(guó)加氫站目前都尚未盈利，從加氫站的營(yíng)運(yùn)模式來 看，能否盈利主要取決于運(yùn)營(yíng)成本（氫氣的價(jià)格）、投資額（設(shè)備）、加氫站運(yùn)行負(fù)荷 （燃料電池汽車保有量）。
氫氣的大規(guī)模、低成本、高效的制備和運(yùn)輸是降低氫氣價(jià)格的首要解決難題
當(dāng)前氫氣交貨成本遠(yuǎn)大于同等能量水平下的汽柴油成本。我們對(duì)氫氣與汽柴油 做簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，汽車行駛每 100 公里，需要消耗 1kg 氫氣或 6-7 升汽油，每升 汽油價(jià)格為 6.5~7 元左右（對(duì)應(yīng)布倫特油價(jià) 55 美元/桶），因此每百公里的汽油成本 為 39-49 元，即只要?dú)錃獾某杀窘抵?40 元/kg 以下，氫氣能源較之傳統(tǒng)汽油就有成 本優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)氫站氫氣零售價(jià)格普遍為 60-70 元/kg，明顯高于傳統(tǒng)汽柴油 的交貨成本，如果氫燃料電池公交車運(yùn)行成本要達(dá)到和柴油車同等水平，加氫站氫氣售價(jià)需要大幅降低。
從氫氣售價(jià)結(jié)構(gòu)來看，主要由氫氣原材料、氫氣的生產(chǎn)運(yùn)輸成本、加氫站的固定 和可變成本以及加氫站運(yùn)營(yíng)維護(hù)幾個(gè)部分組成。其中涉及到氫氣的制備和儲(chǔ)運(yùn)的成本 占到 70%。而對(duì)比看來，汽油售價(jià)的重要組成部分則是汽油的消費(fèi)稅。因此從降低 氫氣售價(jià)角度，氫氣的大規(guī)模、低成本、高效的制備和運(yùn)輸是首先要解決的關(guān)鍵性 難題。
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