加氢站建设和运营是氢能产业链条中的重头戏,也是各地氢能奖补政策中的重头戏,但是看似高昂的建设和运营成本仍然阻挡了很多投资者的步伐。那么加氢站的建设成本和运营成本到底怎样?氢能汇(微信公众号:h2-2005)对多方数据进行了汇集整理。
从整体来看,虽然目前加氢站的高昂建设成本是持续推进建设的拦路虎,但是成本降低的曙光已现,推广和建设的障碍正在逐步消减。
各类加氢站的优势与劣势
按照不同的维度,加氢站分为不同种类的加氢站。这些加氢站的建设和运营各有其特点,同时也各有其优势和劣势:
不同规格加氢站投资及运营成本构成
目前我国加氢站建设以气态加氢站为主,其中又以外供氢加氢站为主。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。据长江证券的报告显示,整体来看,加氢站的投资造价在 1000-1850 万元之间,而单位加氢运营成本为 5-12 元/kg。报告为各个不同气态加氢站投资及运营成本进行了测算:
以上运营成本不含氢气加注,这一类加氢站年加注氢气量约 182.5 吨,单位氢气加注成本约 8.68 元/kg。
这一类加氢站年加注氢气量约 182.5 吨,单位氢气加注成本约 11.58 元/kg。
这一类加氢站年加注氢气量约 365 吨,单位氢气加注成本约 5.05 元/kg。
这一类加氢站年加注氢气量约 365 吨,单位氢气加注成本约 7.26 元/kg。
外供氢和制氢加氢一体站成本比较
目前,我国更多的是35MPa外供氢加氢站,随着制氢加氢一体站的建设实践增多,已经有越来越多的企业将这一类加氢站的建设列上日程。在天然气中证制氢、甲醇重整制氢、电解水制氢相对比之下,电解水制氢方案的一体站成本远高于甲醇制氢和天然气制氢。另外甲醇制氢方式的一体站建设成本略低于天然气制氢一体站。
数据来源:《外供氢与现场制氢加氢站的氢气成本分析》
通过比较可以知晓,从建设成本来看,日加注1000kg、35Mpa外供氢加氢站的建造成本仍然要比甲醇制氢一体站的建造成本更高一些。
数据来源:《外供氢与现场制氢加氢站的氢气成本分析》
制氢加氢一体站已现盈利曙光
虽然制氢加氢一体站在成本核算中要高于外供氢加氢站,但一个加氢站的实证数据显示,一体站的盈利前景已现。今年3月中旬,三一绿电制氢加氢一体站在长沙投入运营,这是国内最大绿电制氢加氢一体站,由三一氢能投资建设并进行运营,为毗邻的三一智联重卡产业园供氢。
具体来看,制氢加氢一体站主要涉及三大块成本:电力成本、设备折旧、日常运营费用。其中电力成本占到制氢加氢环节60%以上成本。由于这座制氢站实现了制氢成本在15-20元/公斤区间,使得盈利具有了可行性。
据加氢站工作人员透露的数据显示:
绿氢制取成本及产能情况
·光伏:20MW屋顶光伏绿电项目
·绿电度电成本:0.3元/度电
·制氢能耗:制备1公斤氢气大约消耗55度电
·制氢成本:16.5元/公斤
·制氢能力:每小时2000标方,如24小时满负荷运行时,整站最大制氢能力可以提升到4吨以上
加氢站建造成本及加氢情况
· 一体站总投资:3700万元
·加氢能力:每天2吨,可以满足100辆以上氢能车辆加注需求。最高可达4吨
·氢气售价:35元/公斤(3月数据)
成本及盈利情况
三一氢能加氢装备所所长王志民对媒体说:一体站氢气售价35元/公斤,当整站达到65%(1.3吨/天)运营负荷后,氢气成本可以降至30元/公斤以下,将在无补贴情况下实现盈利。且在这一价格下,氢能重卡与燃油重卡的使用成本持平。
目前一体站加氢能力为每天2吨,单日最大制氢和加氢能力可达4吨,也就是说,若规模效应进一步提升,一体站盈利能力将更为可观。
这一加氢站比较特殊的情况是,制氢区中的单体2000标方碱性电解槽和分离纯化装置等核心设备均由三一氢能自主研发制造,压缩机和加氢机等核心部件也实现三一氢能自主设计制造,进一步降低了投资和设备成本。
加氢站降低成本未来方向
成本是加氢站推进建设的拦路虎,解决这一障碍,有三个方向将共同推动成本的降低。
一是设备国产化。建设一座加氢站投资1200-1800万元,目前投资中位数为1500万元。其中,设备采购成本占总投资的60-80%。降低成本的一大路径是核心零部件的国产化。加氢站建设成本分为三大部分:土建施工费用、设备费用和其他系统费用。核心设备有压缩机、储氢瓶组和加氢机,三者加起来的成本占设备总成本的8成左右。目前建站成本居高不下的原因主要是核心零部件依赖进口。随着工业化进程的快速推进,核心零部件有望在未来三年实现国产化,设备采购成本有望降低30%,投资中位数将达到1000万元每座。
二是氢气成本降低。单座加氢站年运营成本为200万元,目前大部分处于亏损状态。主要原因是制氢成本高。以1000Nm/h规模的PEM电解槽制氢为例,制氢成本近40元/公斤。
制氢成本方面,不同的制氢技术有不同的成本。例如,使用天然气、甲醇、氨分解和碱性水电解制氢技术的成本分别为34.3~42.7元/公斤、33.2~44.1元/公斤、46.5~52.5元/公斤和40.7~57.5元/公斤。其中,天然气和甲醇重整制氢技术的成本优势显著,是现阶段加氢站发展的重要方向。
天然气和甲醇重整制氢属于蓝氢,电解水制氢则属于绿氢。随着绿氢制取成本的逐步降低,也将产生一定的经济效益空间给加氢站投建和运营者。中国工程院院士衣宝廉于今年7月在公开演讲中提出了一个观点:只有当氢源成本降至每公斤30元以下,燃料电池汽车才可能与传统燃油车在市场上真正一决高下。
第三是采取合建站形式。单建站的投建和运营的成本压力一时之间难以突破障碍,但是合建站已经可以见到盈利曙光。长江证券曾经根据建设的模型来推演合建站的成本和盈利情况:假设该项目的加氢能力为 35MPa&1000kg/d 气 态外供氢加氢;加油能力上配备 30m³埋地卧式 FF 汽油储罐 4 个,30m³埋地卧式 FF 柴油储罐 1 个,可实现汽油年销量 2115 吨、柴油年销量 1400 吨;项目总投资约 2177 万元,运营期 20 年;氢气采购价格 35 元/kg、售价 50 元/kg,汽油采购价格 7.78 元 /kg、售价 9.72 元/kg,柴油采购价格 7.14 元/kg、售价 8.93 元/kg。我们测算,在加油业务负荷率 90%、加氢业务负荷率 40%的情况下,年营收 3706 万元 (售氢营收 730 万+售油营收 2976 万元),净利润 251 万元,净利率 6.8%,IRR 为 19.6%。
数据来源:《加氢站建设方案与运营成本》
在上述汽油/柴油、氢气采购和销售价格假设条件下,合建站的净利润远高于单站。在加氢负荷率40%时,加氢单站为亏损状态,而合建站净利润可达到 251 万元。
内容资料来源:李妍《外供氢与现场制氢加氢站的氢气成本分析》、长江证券《加氢站建设方案与运营成本》等