燃料电池产业链报告：基础设施加氢站和氢气产业链率先受益-第5页-北极星储能网

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>>石化资源制氢：天然气裂解制氢为主，水煤气法对脱硫技术要求高

石化资源制氢：主要是天然气裂解制氢路线，燃料电池所用氢气一般不使用煤制氢的技术路线，主要是因为煤制氢存在投资成本高、污染严重和碳排放量大等问题。天然气制氢技术主要包括水蒸气重整、部分氢化、自热重整、绝热催化裂解等。

水煤气法制氢含硫偏高，不适用于燃料电池。水煤气法制氢是传统的煤化工工艺路径。通过无烟煤或者焦炭与水蒸气在高温下反应得到水煤气（C+H2O→CO+H2—热），净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体。最后除去CO2以及CO得到较为纯净的氢气。这种方式制氢量大，成本低。但如果用于燃料电池，则其中含硫量偏高，易使得燃料电池的铂催化剂中毒，损坏染料电池电堆。因此目前尚无法实现大规模生产使用。未来如果脱硫技术提升，则有颠覆氢气来源的可能。

成本方面，天然气裂解制氢的成本约为9~16.85元/kg（即0.8~1.5元/Nm3之间）。我们根据中石化集团经济技术研究院所提供的一些数据测算如图表34。天然气制氢虽然成本方面有优势，但需要针对性地制氢，对于前期投资要求较高，且制氢过程会产生一定的污染。

天然气重整制氢的成本相对石油售价和天然气售价而言具有竞争力。我们通过将不同能源折算为热量单位（Btu）进行对比（图表35），根据我们的分析和预测，可发现目前同等热值的可再生能源电解水成本已经低于交通用以及工业用的石油售价，而天然气重整制氢的成本已经低于上述石油售价及天然气工业用售价。

从能量转换效率的角度来看，天然气重整制氢的方法能量转换效率最高，而乙醇裂解和电解水制氢的方法次之。各种制氢方式的能量转换效率比较如下：

>>化工原料制氢：甲醇制氢技术应用于众多特定场所，但成本较高

甲醇裂解制氢：由于甲醇具有易于运输、易于获得等特点，甲醇制氢技术备受关注，并应用于众多特定的场所。利用甲醇制氢有3种途径：甲醇裂解、甲醇-蒸汽重整和甲醇部分氧化。在这三种方法中，甲醇裂解由于应用范围更广和原料单一的特点具有更强的竞争力。

甲醇制氢与大规模的天然气、重油转化制氢或者水煤气制氢相比，投资省，能耗低；与水电解制氢相比，单位氢气成本低。

化石燃料制氢工艺一般需要在800℃以上的高温下进行。所以转化炉等设备需要特殊材质。同时需要综合考虑能量平衡和利用，不适合小规模制氢。而甲醇转化制氢反应温度低（260~280℃），工艺条件缓和，燃料消耗低。与同等规模的化石燃料制氢装置相比，甲醇-蒸汽转化制氢的能耗是前者的50%。

水电解制氢的成本一般在3~5元/m3，而一套规模为1000m3/h的甲醇-蒸汽制氢转化装置的氢气成本一般不高于2元/m3。

液氨制氢方法由英国化学家亚瑟汀斯利在1894年提出，主要原理是利用液氨和钠单质反应生成氨基化钠，然后氨基化钠将分解成为氮气、氢气以及钠单质。液氨是世界上产量最大的无机化合物之一，通常与丙烷一样被加压储存在液氨罐之内（300psi，约20千帕），液氮虽然可获得性高，但是液氨制氢需要依赖于钌作为催化剂，而钌是一种稀有金属，且在该过程中，分离氢气需要极高的温度。

2015年，英国科学家提出液氨制氢的新方法，将分离氢气的温度降低到了400℃的温度。一个典型的汽车电池都可以提供足够的能量来加热一个小型（1.5立方英寸）钠/氨反应器到达该温度。其设备的输出不能满足一个大型商业设施所需的氢气，但可以扩大到满足一辆氢能燃料电池汽车所需的氢气。

目前丰田、本田和现代所使用的氢气，绝大多数都来自天然气重整制氢，但天然气重整制氢对环境的影响较大，因此如果上述液氨制氢的方法能够推行，可以降低制氢过程对环境的影响。此外，该制氢方式的另一个优势是其使用的罐体与现有的其他气体储存罐类似，这也将降低氢能基础设施建设的成本。

成本方面，液氨制氢目前的成本约为2~2.5元/Nm3，仍比电解水制氢的成本低，如未来有进一步的技术突破，液氨制氢的技术可以拓展到直接用于车载供氢。

氢气储运：气氢拖车满足现阶段要求，液化氢技术是发展方向

运氢的方式主要分为：气氢拖车运输（tube trailer）、气氢管道运输（pipeline）和液氢罐车运输（liquid truck）。氢能供应链中运氢环节定义为包括集中制氢厂的运输准备环节（氢气压缩/液化、存储及加注）和车辆/管道运输过程所涉及所有设备。

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。

气氢拖车运输适合小规模、短距离运输情景；气氢管道运输适合大规模、短距离运输情景；液氢罐车运输适合长距离运输。

运输规模和运输距离是对氢气运输影响最大的两个因素，对三种氢气运输方式的成本变化造成不同的影响。根据不同氢气运输方式的变化规律，在运输规模和运输距离确定的情况下，可以选出成本最低的运氢方式。

主要的三种氢气运输方式（气氢拖车、管道输氢和液氢罐车运输）的成本组成可以划分为：设备投资（存储、压缩、液化和加注设备）、电力成本、管道投资成本、运输车辆投资成本（包括车载储氢容器）、车辆燃料成本、人力成本和其他运行维护费用。通过研究我们可以得出结论：

1）对于气氢拖车运输方式，主要受距离因素影响，规模对运氢成本影响比例较小；

2）对于管道输氢方式，管道投资成本在运氢成本中占最大比例，适用于运氢规模大，距离近的情况；

3）对于液氢罐车运输方式，非常适用于大规模氢气长距离运输，运氢成本与运输规模成负相关，规模越大运氢成本越低，与运输距离成正相关，距离越远运氢成本越加上升，但上升幅度远小于气氢拖车。

重点企业

加氢站和氢气作为燃料电池产业的关键基础设施，具备长期投资价值，我们认为加氢站及关键设备、加氢站运营、氢气都将成为巨大的市场，短期设备机会更大，长期看氢气市场规模惊人。相关公司方面，推荐年产5亿方焦化副产氢气的美锦能源、加氢站供应商厚普股份、国内加氢站主要供应商富瑞氢能（未上市），建议关注京城股份、滨化股份。

美锦能源：副产氢5亿立方米；加氢站，控股锦鸿氢源科技有限公司60%股权，锦鸿氢源从事加氢站建设运营；整车，控股佛山飞驰51.2%股权（飞驰是2018年燃料电池汽车销量第二企业）；膜电极，公司持股45%的投资公司鸿锦投资控股广州鸿基51%股权（鸿基是膜电极明星企业）。

厚普股份：加氢站设备，生产的加氢设备分别包括日加氢量50公斤、200公斤、500公斤、1000公斤等产品，自主研发的加氢枪进入样机试用阶段，高压氢气质量流量计已经具备量产能力。

富瑞氢能：未上市企业，储氢瓶产能1万套/年，2018年加氢站设备和车载储氢系统市占率第一。

京城股份：子公司北京天海从事储氢瓶业务；北京天海投资伯肯节能10.91%股权，伯肯节能从事加氢站设备和空压机业务。

滨化股份：公司与北京亿华通科技股份有限公司共同出资设立了山东滨华氢能源有限公司，主要业务方向是为氢燃料电池汽车加氢站提供合格的氢气，目前处于正式投产前的前期准备阶段。

原标题：燃料电池产业链系列报告之八：基础设施先行，加氢站和氢气产业链率先受益

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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