引言氢气是一种原料广泛、清洁高效、应用丰富的二次能源[1-3]，大规模推动氢能发展将有助于我国深度脱碳、全面减排和加快净零，是应对全球气候变暖、推动传统化石能源清洁高效利用和实现可持续发展的重要选择[4-9]。以燃料电池车为代表的交通领域是氢能应用初级阶段的重要突破口和主要市场，加氢站是氢燃料电池车实现商业化应用的关键基础设施[1, 5, 10-11]。截至2019年底，全球已建成493座加氢站，主要分布在日本、欧洲、美国、韩国和中国等国家和地区，其中我国已建成加氢站61座。2016年中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》，提出氢能应用的基础建设设施发展路线和规划目标，我国加氢站建设预计在2020年、2025年和2030年分别达到100座、350座和1 000座，但目前国内尚无商业化盈利的加氢站。各地方政府根据氢能产业总体目标对加氢站的建设相应制定了5~10 a的政策布局，主要为氢燃料电池商用车的示范推广提供燃料。为加速国内加氢站的应用推广，需要进一步了解加氢站的建设目标和商业前景，通过对国内各地区加氢站建设规划的总结，提出我国加氢站商业化进程的展望。1加氢站概述1.1氢气的来源我国主要的氢气制取方式有3种[1]：传统化石能源重整制氢；工业副产氢气纯化；电解水制氢。根据目前制氢方式的研究进展，总结3种方式的平均成本范围，如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T001表1氢气来源及制氢成本主要方式主要类型制氢平均成本/（元/kg）重整制氢煤制氢6天然气制氢13工业副产氢氯碱工业—甲醇裂解—电解水制氢工业商用电30~40可再生能源发电—（1）重整制氢。化石能源重整制氢主要包括煤气化制氢和天然气蒸汽重整制氢。煤气化制氢技术路线成熟高效、产量高，可大规模稳定制备，但制备工艺复杂，工艺投资成本高，制氢成本37%左右取决于煤的价格。天然气蒸汽重整制氢是当前应用最广泛的天然气制氢方式，技术相对成熟，工艺单元投资低，适合小规模制氢，制氢成本70%以上取决于天然气价格。如果以煤均价600元/t，煤制氢的成本为6.09元/kg，具备明显的经济优势；以天然气价格2.5元/m3计算，天然气重整制氢的成本约为1.14元/m3，折合大约是12.7元/kg。（2）工业副产氢。工业副产氢气主要是钢铁、石油化工等工业在生产过程中副产氢气，将其提纯可作为氢能源使用。一般副产氢气出现在氯碱工业、甲醇裂解等生产中，制氢成本取决于氢气所产生的工业类型和工业生产时所需的原料与设备。综合考虑工业副产和提纯过程，工业副产氢气的成本跨度较大。如果是甲醇裂解制取氢气，氢气成本约为16~24元/kg。（3）电解水制氢。电解水制氢的电力来源包括商业市电和可再生能源发电，制氢成本主要取决于电力价格。研究表明，随着市电价格波动，市电制氢成本约为30~40元/kg。如果采用工业谷电电解水，电价低于0.3元/kWh，则制氢成本与化石能源制氢相当。可再生能源发电制氢是未来潜力巨大的制氢方式，制氢成本主要取决于可再生能源分布式发电的技术成熟性。1.2氢气的运输目前氢气的运输方式主要有3种：气氢运输、液氢运输和固体氢气运输。其中气氢运输指氢气加压后通过长管拖车运输或气氢管道运输；液氢运输指氢气加压液化通过槽车运输；固体氢气运输指通过金属氢化物或吸附材料储氢运输。由于固体氢气运输目前以研发为主，主要应用于航空航天领域的一次性应用场所，本研究主要考虑气氢和液氢运输。氢气的整体运送成本主要和加氢站的数量及需求、氢气储存工具、储氢密度和能耗、固氢材料、氢气运输范围等有关。如果只考虑氢气的运输距离，气氢运输和液氢运输的成本比较如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T002表2氢气运输方式及运输成本运输方式平均成本/（元/kg）经济距离/km长管拖车2.02≤150液氢槽车12.25≥200管道0.30≥5001.3加氢站的类型加氢站建设方式分为固定式加氢站、撬装式加氢站和移动式加氢站。固定式加氢站一般指具备固定安装的高压、中压氢气储气压力容器的固定设备加氢站。撬装式加氢站一般指设置可移动或搬运的底座（盘）的氢气压缩机及其辅助设备加氢站。移动式加氢站一般指可移动的、直接对氢能汽车或氢内燃机汽车或氢气天然气混合燃料汽车等的储氢瓶充装氢燃料的专门设施加氢站。按照加氢站的供氢方式可分为外供氢加氢站和内制氢加氢站。外供氢加氢站的氢气来源主要通过长管拖车、液氢槽车、管道等方式运输氢气。内制氢加氢站的氢气来源主要通过站内电解水制氢、天然气重整制氢等方式制取氢气。按照加氢站加注压力可分为35 MPa和70 MPa工作压力加氢站。当充氢压力为35~70 MPa时，加氢站氢气储存系统的工作压力宜为35~100 MPa。目前国内主要存在加氢单站（仅提供加氢设施）、加氢加气合建站（提供天然气和氢气加注设施）和油氢合建站（提供加油加氢设施）。不同分类方式的加氢站类型，如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T003表3不同分类方式的加氢站类型分类方式加氢站类型建设方式固定式加氢站撬装式加氢站移动式加氢站供氢方式外供氢加氢站内制氢加氢站加注压力35 MPa工作压力加氢站70 MPa工作压力加氢站综合加氢站的维护、运营、人工等费用，加氢站加注成本约为11~18元/kg。没有政府补贴的情况下，加氢站的氢气售价平均为70~80元/kg，包括制氢和储运在内的氢气成本占65%左右。整体来看，国内加氢站建设成本较高，主要成本受限于设备进口和加氢站综合运营效率较低。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》估计，国内建设一座日加氢能力500 kg的35 MPa压力加氢站需要约1 500万元[5, 9]。2国内外加氢站现状截止至2019年底，全球已建成加氢站493座，主要分布在日本、欧洲、美国、韩国和中国等国家和地区[11]。国内外加氢站现状，如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T004表4国内外加氢站现状国家或地区截至2019年/座2030年预计/座平均建设速度/（座/a）韩国3452049日本11490079中国611 00094欧洲1521 500135美国485 600556截至2019年底，我国累计建设加氢站61座，主要分布在广东、上海、山东、江苏和湖北等地。我国各主要氢能发展地区加氢站建设和政策规划如图1所示。由各地区加氢站分布图可知，目前我国加氢站主要分布集中在以北京为中心的北部地区、以上海为中心的东部沿海地区、以武汉为中心的中部地区、以四川为中心的西部地区和以广州为中心的南部地区。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.F001图1我国加氢站分布现状和未来5~10 a建设规划3国内各主要氢能发展地区政策概览氢能产业已成为我国战略新兴产业，国家各项政策鼓励引导氢能的产业发展，各地方政府也逐步推出适合于当地产业条件和应用发展的氢能管理规划，包括对加氢站建设的政策布局。（1）以上海为代表的东部地区，加氢站规划政策如表5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T005表5我国东部各地区加氢站规划政策地区政策发布时间总体目标上海《上海市燃料电池汽车产业创新发展实施计划》2020-11-13以技术为核心的“一环”全产业链布局基本形成，以创新为核心的四位一体创新体系高质量发展，“六带”发展规模持续扩大。山东《山东省氢能产业中长期发展规划》（2020—2030）2020-06-17打造“中国氢谷”“东方氢岛”两大品牌，培育壮大“鲁氢经济带”。江苏《江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划》2019-08-27基本形成布局合理的加氢网络，产业整体技术水平与国际同步，成为我国氢燃料电池汽车发展的重要创新策源地。浙江《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》2019-08-28基本形成完备的氢能装备和核心零部件产业体系；氢能燃料电池等核心技术接近国际先进水平；加氢设施网络较为完善，成为国内氢能产业高地。（2）以北京为代表的北部地区，加氢站规划政策，如表6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T006表6我国北部各地区加氢站规划政策地区政策发布时间总体目标北京《北京市氢燃料汽车产业发展规划》（2020—2025）2020-09-08着力打造“全球领先、国内、尖端、区域协同、辐射发展”的氢燃料电池汽车产业创新高地。河北《河北省推进氢能产业发展实施意见》2019-08-12基本形成完备的氢能装备和核心零部件产业体系；氢能燃料电池等核心技术接近国际先进水平；加氢设施网络较为完善，成为国内氢能产业高地。天津《天津市氢能产业发展行动方案》（2020—2022）2020-01-17聚焦核心技术研发和先进装备制造，打造资源生产供给基地、装备研发制造集群、技术协同创新平台、氢能应用示范中心，构建技术、产业、应用融合发展的氢能产业生态圈。山西《山西省新能源汽车产业2019年行动计划》2019-04-15以电动汽车、燃料电池汽车、甲醇汽车、燃气汽车为产业重点，初步构建创新能力强、产业化水平高、市场应用规模大的新能源汽车产业发展格局。（3）以佛山为代表的南部地区，加氢站规划政策如表7所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T007表7我国南部各地区加氢站规划政策地区政策发布时间总体目标广州《广州市氢能产业发展规划》（2019—2030）2020-07-03广州市将建成集制取、储运、交易、应用一体化的氢能产业体系，氢能与电力、热力等共同支撑二次能源供给。佛山《佛山市南海区氢能产业发展规划》（2020—2035）2020-02-24以仙湖氢谷为核心，推进“一湖一城三园区”建设，致力打造国际知名的自主氢能技术先行地、高端氢能产业集聚区和先进氢能社会示范区，带动南海区氢能产业商业化发展进程。（4）以武汉为代表的中部地区，加氢站规划政策如表8所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T008表8我国中部各地区加氢站规划政策地区政策发布时间总体目标武汉《武汉市氢能产业突破发展行动方案》2020-09-14形成氢能产业集中集聚区，力争通过3年时间打造国内氢能产业创新研发、生产制造、示范应用引领区，为把武汉建设成为世界一流的氢能产业基地打下坚实基础。河南《河南省氢燃料电池汽车产业发展行动方案》2020-04-29基本形成以客车为主，环卫、物流等氢燃料电池汽车全面发展的产业格局。安徽六安《六安市氢能产业发展规划》（2020—2025）2020-09-23逐步把氢能产业培育成特色优势产业，成为氢能和燃料电池产业核心发展区，力争建成国家氢能和燃料电池关键核心技术自主创新示范区。（5）以四川为代表的西部地区，加氢站规划政策如表9所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.11.021.T009表9我国西部各地区加氢站规划政策地区政策发布时间总体目标四川《四川省氢能产业发展规划》（2021—2025）2020-09-21形成一批具有自主知识产权和较强市场竞争力的氢能核心产品。氢能产业链进一步优化，应用场景进一步拓展，燃料电池汽车实现规模化商业应用，将四川打造成为国内国际知名的氢能产业基地、示范应用特色区域和绿氢输出基地。重庆《重庆市氢燃料电池汽车产业发展指导意见》2020-03-20基本形成氢燃料电池汽车全产业链竞争优势，成为具有全国影响力的氢燃料电池汽车产业基地。4结语我国加氢站已建设数量和未来规划的数量基本达到其他主要氢能应用国家和地区同等水平，但是各地区数量分布不均，主要集中在京津冀、珠三角和长三角等经济发达地区，这与当地产业链优势和经济实力密切相关。我国加氢站建设成本较高，不包括土地成本在内，一座日加氢能力500 kg的35 MPa加氢站需要花费1 500万元左右，其中设备成本约占70%。除此之外，还面临设备维护与替换、人工、保险、运营等费用。随着加氢站的规模化建设，建设成本有一定下降，但设备攻坚能力仍亟须加强。核心材料和设备部件的国产化替代是降低加氢站建设成本的关键，如氢气储存运输相关的高压钢瓶材料、压缩机等，氢气加注相关的加氢及冷却系统，还有其他电机、控制单元、管路系统等辅助设备。国家制定一系列规范政策等，使加氢站的质量标准有了参考依据。各地方政府和企业均出台加氢站建设行动方案，加氢站的数量需求有明确的发展目标。各地方还根据自身产业条件和经济实力，对加氢站的建设投资提供当地政府补贴。在国内政策红利背景支撑下，加氢站建设仍持续维持高热状态，但未来的建设需以理性为主，科学布局，技术引领，成本先行。