作者簡介：徐東，男，正高級經濟師、注冊造價工程師、注冊咨詢師。2017年畢業(yè)于天津大學管理科學與工程專業(yè)，獲博士學位。現(xiàn)在中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院，從事經濟研究、經濟評價和管理咨詢工作。
E-mail：xudong@petrochina.com.cn
徐 東*1 劉 巖1 李志勇2，
丁世強3 陳樹宏4
1.中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院；2.中國石油國際勘探開發(fā)有限公司；3.中國石油天然氣集團有限公司規(guī)劃計劃部；4.中石油煤層氣有限責任公司
【摘要】發(fā)展氫能已經提升到國家能源戰(zhàn)略，研究氫能的開發(fā)利用經濟性是當前我國優(yōu)化能源消費結構和能源轉型的迫切需要之一。在總結國內外氫能發(fā)展戰(zhàn)略、相關支持政策和氫能生產、消費狀況的基礎上，通過對國內氫能生產、儲存、銷售經濟性的研究和文獻進行歸納梳理，對使用不同原料、采取各種技術工藝、在不同生產規(guī)模下生產氫能的投資和制氫成本、氫能儲運成本、加氫站投資和運營成本、氫燃料汽車與其他運輸工具單位耗能、單位燃料成本等數(shù)據(jù)開展了總結、對比和分析。結果表明，持續(xù)探索氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)投資的經濟評價和經濟分析的方法論，對優(yōu)化氫能的投資決策和投資管理具有現(xiàn)實意義，也是下一階段需要予以深入研究的方向。
本文轉自“油氣與新能源”公眾號，原題為《徐東，等：氫能開發(fā)利用經濟性研究綜述》，僅代表作者觀點，供諸讀者思考。
0 引言
氫能是指氫氣和氧氣發(fā)生化學反應，氫氧原子生成水分子過程中，釋放的化學能。氫能產生的過程中，不會產生二氧化碳、二氧化硫、煙塵等污染物，是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉春投文茉?。一段時間以來，世界各國對于發(fā)展氫能都十分重視，但氫能發(fā)展戰(zhàn)略、生產技術狀況、消費狀況及其相關支持政策不盡相同，相應的投資和運營成本等數(shù)據(jù)也有所差異，我國如果加大開展氫能產業(yè)的開發(fā)利用，必須深入總結、梳理和研究現(xiàn)有國內外研究文獻的既有成果，針對氫能投入產出的經濟性分析等投資決策和投資管理的核心問題提出方法和策略。
1 國內外氫能發(fā)展戰(zhàn)略、支持政策和綜合現(xiàn)狀研究進展
經過數(shù)十年持之以恒的嘗試，自2019年起，氫能作為能量載體的發(fā)展定位終于被世界大多數(shù)國家及能源、油氣公司所接受。國內研究學者在氫能發(fā)展戰(zhàn)略、支持政策以及生產技術、利用和消費現(xiàn)狀方面開展了卓有成效的研究。
1.1 氫能發(fā)展戰(zhàn)略
符冠云等［1］88-89在開展日本、德國、美國氫能發(fā)展模式研究時，得出：日本發(fā)展氫能的戰(zhàn)略基點是提升能源安全，鞏固產業(yè)優(yōu)勢，聚焦于氫能在交通和建筑領域的應用；德國的戰(zhàn)略出發(fā)點是促進能源轉型，開展深度減排，將落腳點置于常規(guī)技術不能解決的碳減排領域；美國發(fā)展氫能是為了儲備戰(zhàn)略技術。
吳善略等［2］在開展世界主要國家氫能發(fā)展規(guī)劃研究過程中發(fā)現(xiàn)，2019年1月，韓國政府發(fā)布了《氫能經濟發(fā)展路線圖》，謀劃以氫燃料汽車和燃料電池為核心，成為世界最高水平的氫能經濟利用國家；2019年2月，歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織發(fā)布了《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉型的可持續(xù)發(fā)展路徑》，指出氫能是歐洲國家在工業(yè)、建筑、交通與運輸?shù)刃袠I(yè)大規(guī)模實施減碳、低碳和脫碳的最佳選擇；繼2017年出臺《氫能基本戰(zhàn)略》后，日本在2019年3月又公布《氫能利用進度表》，明確了至2030年的應用氫能關鍵發(fā)展目標，包括有效降低氫燃料汽車價格、增加加氫站數(shù)量，以及持續(xù)降低氫氣供應成本等。
張震等［3］58認為，日本氫能產業(yè)在全球產業(yè)發(fā)展中居于領先，明確的國家政策導向和初具體系的產業(yè)發(fā)展是最為重要的驅動因素。
符冠云等［4］在總結全球主要國家氫能發(fā)展實踐時，總結出了四種典型發(fā)展模式，即：視氫能為實現(xiàn)深度減排的重要工具的德國模式；將氫能作為戰(zhàn)略新型產業(yè)落腳點的日本模式；將氫能作為中長期技術儲備的美國模式；將氫能作為出口創(chuàng)匯來源的澳洲模式。
2020年11月，智利宣布了醞釀已久的國家綠氫戰(zhàn)略，致力于發(fā)展綠氫產業(yè)，助推智利在2040年前轉變?yōu)榫G氫強國。2021年初，美國能源部發(fā)布《氫能計劃發(fā)展規(guī)劃》，更新了2002年發(fā)布的《國家氫能路線圖》和2004年啟動的“氫能計劃”，提出了美國未來十年及更長時期的氫能研究、開發(fā)和示范總體戰(zhàn)略框架。
符冠云［5］15提出，針對我國能源體系現(xiàn)狀，氫能將發(fā)揮“清潔高效的二次能源、靈活智慧的能源載體、綠色低碳的工業(yè)原料”等三重戰(zhàn)略定位。符冠云等［6］發(fā)現(xiàn)，2019年起我國氫能產業(yè)布局發(fā)生了深刻變化，逐漸形成了以“培育市場聚集產業(yè)”的珠三角模式、“建設氫能走廊，串聯(lián)產業(yè)鏈協(xié)作網絡”的長三角模式和“打造明星工程”的京津冀模式。2019年3月，氫能源首次寫入《政府工作報告》，明確將推動加氫等設施建設；2020年4月，國家能源局發(fā)布《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》，氫能被列為能源范疇；2020年6月，氫能先后被寫入《2020年國民經濟和社會發(fā)展計劃》《2020年能源工作指導意見》。
以上研究表明，世界主要國家根據(jù)自身的資源稟賦和能源發(fā)展、轉型計劃，制定了不同的氫能戰(zhàn)略和發(fā)展路線圖，并根據(jù)內外部環(huán)境變化予以動態(tài)更新和調整。個別國家將氫能規(guī)劃提升到國家能源戰(zhàn)略高度，規(guī)劃建設“氫能社會”等［5］19。也有部分研究學者提出中國氫能發(fā)展定位和戰(zhàn)略設想，但由于存在技術水平、產業(yè)鏈體系、相關政策、標準體系方面的制約，我國氫能發(fā)展戰(zhàn)略和路線圖總體模糊。隨著我國做出2030年“碳達峰”和2060年實現(xiàn)“碳中和”的承諾，氫能在我國整體能源格局中的發(fā)展定位、發(fā)展戰(zhàn)略和施工路線圖的研究和分析需要進一步深化，助力形成我國氫能發(fā)展戰(zhàn)略和各地區(qū)發(fā)展規(guī)劃。
1.2 氫能開發(fā)利用支持政策
符冠云等［1］86-87發(fā)現(xiàn)，德國推進氫能開發(fā)利用的政策主要聚焦在政府提供資金支持研發(fā)示范和市場開拓；美國則是由能源部每年為氫能和燃料電池的開發(fā)利用提供1×108～3×108美元不等的支持，加利福尼亞州為加氫站和氫燃料電動車提供補貼，紐約州采取綠色金融扶持政策，佛羅里達州出臺了稅收優(yōu)惠政策。
張震等［3］60發(fā)現(xiàn)，日本針對加氫站建設、家庭用燃料電池系統(tǒng)、燃料電池以及購買燃料電池汽車的消費者開展持續(xù)補貼。
可以看出，世界上氫能產業(yè)發(fā)展較好的國家都出臺了針對性較強的補貼和資金支持政策。由于目前我國的氫能產業(yè)尚處于早期發(fā)展階段，缺少相關的發(fā)展、扶持和激勵政策，因此有關的研究文獻也相應缺乏。未來在明確頂層設計的基礎上，按照助力實現(xiàn)“碳中和”的目標，有望在研發(fā)資金、產業(yè)推廣、消費補貼、試點示范等諸多方面制定和出臺更多適宜的支持政策和發(fā)展機制。
1.3 氫能生產技術現(xiàn)狀
氫能產業(yè)鏈較長，包括生產、儲存、運輸和利用等諸多環(huán)節(jié)。氫氣可以直接從化石能源制氫得到，稱之為灰氫；也可以通過化石能源配套CCUS（碳捕獲、利用與封存）工藝技術產生，稱之為藍氫；還可以通過使用可再生能源或核能來全程無碳生產，這樣得到的氫氣叫綠氫。曹勇［7］1統(tǒng)計得出，2017年全球96%的氫氣來自化石能源直接加工產生，其中，天然氣、石油和煤制氫分別占比49%、29%和18%，僅4%來自電解氫或工業(yè)副產品制氫。黃格省等［8］認為，全球工業(yè)化用氫主要來自天然氣路線，我國以煤制氫生產路線為主。
洪虹等［9］2認為，我國的氫氣主要來源于以煤、石油、天然氣為原料的化石能源，目前有比較成熟的生產工藝并建有工業(yè)生產裝置。但是其他副產制氫、傳統(tǒng)電解水法制氫、可再生能源制氫等技術也在不斷成熟和進展。以2018年的數(shù)據(jù)為例，我國生產氫氣2 000 t，99%為化石能源轉換得到，電解法制氫量不足1%［10］2。也有統(tǒng)計表明，中國工業(yè)副產氫約800×104 t/a，大部分被直接排放或燃燒處置；電網無法消納的可再生能源“棄電”可轉化的氫能大約為200×104 t/a。
我國典型制氫工藝技術路線的技術成熟度及優(yōu)缺點分析詳見表1。
表1 我國典型制氫工藝技術路線
由表1可以看出，生產氫氣的工藝路線較多，多數(shù)也相對技術成熟。但是生產環(huán)節(jié)如何與資源稟賦、消費指向等因素密切結合，以較好的經濟性出現(xiàn)在市場和用戶面前需要進一步深化研究。
1.4 氫能利用和消費現(xiàn)狀
氫能是全球未來構建以清潔能源為主的多元能源供給系統(tǒng)的重要載體，其開發(fā)與利用已經成為新一輪世界能源技術變革的主流方向。
根據(jù)曹勇［7］1的研究，2017年全球氫氣消費量為6 905×104 t，99%是作為工業(yè)原料和還原劑，其中，應用于化工領域的占比66%，使用在煉油工業(yè)的占比26%，用于冶金和玻璃加工行業(yè)的占比7%，僅有不到1×104 t、大約1%比例作為燃料用于交通、建筑等領域。
全球氫氣消費75%在歐洲、中東和美國，剩下25%左右的消費量集中在中國。在過去十年中，全球氫氣年需求一直穩(wěn)步攀升至8 000×104 t，直到2020年才有所下降。2020年與新冠肺炎疫情大流行有關的旅行限制減少了煉油廠的運營，從而減少了氫需求，而氫氣制氨生產化肥需求的減少也導致了氫氣需求的下降。然而，全球氫氣需求市場預計在2022年將全面反彈，年度需求將恢復增長。
洪虹等［9］1指出，國際氫能委員會預測，到2050年，氫能在全球能源消費結構中占比將升至18%，氫經濟市場規(guī)模將達到2.5×1012美元。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預計，氫能在2030年將占能源消費總量的5%，在2050年在中國的終端能源中占比達到10%。
根據(jù)黃宣旭等［10］2的研究，2018年中國氫氣消費結構中，合成氨、甲醇、石油煉化占比99%以上，其他用于交通燃料電池等消費不足0.1%。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產業(yè)白皮書》，到21世紀中葉，氫能在中國的消費量將達到1.1×108 t，在終端能源體系占比將達到10%，約5×108 t標準煤；全國加氫站達到10 000座以上，交通運輸、工業(yè)等領域將實現(xiàn)氫能普及應用。
以上研究表明，氫能作為最為清潔的潛力能源，在我國具有一定的發(fā)展前景。目前我國氫氣消費主要集中在化工領域作為原料或化學劑，如何在交通領域、建筑領域擴大應用，為我國盡早實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”的目標貢獻力量，應該做進一步研究。
2 氫能產業(yè)鏈經濟性綜述
從目前全球氫能開發(fā)利用情況看，氫能產業(yè)鏈由制氫、氫氣儲運和氫氣利用三部分組成（見圖1）。與之相對應，終端氫能成本由制氫、氫氣儲運和氫氣利用三個環(huán)節(jié)構成。
圖1 氫能產業(yè)鏈示意圖
在制氫端，長期來看，利用可再生能源電解水制氫方法是未來發(fā)展的趨勢，但由于當下技術和成本等因素限制，在相當長一段時期內，我國氫能依然需要依賴化石能源。
氫氣儲運主要包括高壓儲運、氣氫管道液氫儲運、固態(tài)儲運和有機液態(tài)儲運，目前氫氣主要是壓縮氣態(tài)或低溫液態(tài)儲運，但隨著氫能產業(yè)逐步發(fā)展，未來氣氫管道會是氫氣儲運新的發(fā)展方向。
從目前氫氣利用來看，除了化工消耗，以燃料汽車為代表的氫氣利用逐步受到各國重視，未來交通領域的氫氣利用預計會得到大幅提升。
2.1 氫能生產經濟性現(xiàn)狀
2.1.1 煤制氫
與其他工藝相比，國內煤制氫工藝原料成本低，但裝置規(guī)模大，初始設備投資大，因此適合產氫規(guī)模大于8×104 m3/h的制氫項目。張彩麗［15］95以煉油廠所需獨立制氫裝置的最小規(guī)模9 000 m3/h為例，采用水煤漿技術工藝的制氫項目，其建設投資為12.4×108元，在煤炭價格為450元/t條件下，制氫成本為9.903元/kg；尹忠輝［16］以20×104m3/h的制氫項目為研究對象，當原料煤價格為600元/t時，制氫成本為10.513元/kg。綜合國內煤制氫成本數(shù)據(jù)，根據(jù)不同裝置工藝、規(guī)模和原料價格水平，單位煤制氫成本大多在9～11元/kg。
2.1.2 天然氣制氫
相對于煤制氫，天然氣制氫設備投資略低，但原料成本高，一般適合1 000 m3/h以上的中等制氫規(guī)模。據(jù)王周［17］48研究，以制氫規(guī)模1 000 m3/h的天然氣裂解制氫為例，項目總投資1 528×104元，當天然氣價格為3.2元/m3時，氫氣成本25.9元/kg；張彩麗等［15］96以煉油廠所需獨立制氫裝置的最小規(guī)模9 000 m3/h為例，建設投資為６×108元，當天然氣價格為2.5元/m3時，天然氣制氫成本12.83元/kg。綜合看來，不同裝置工藝、規(guī)模和原料價格水平下天然氣制氫的投資額度和成本差異明顯，其成本區(qū)間為10～26元/kg。
2.1.3 甲醇制氫
甲醇制氫項目投資較低且投產速度較快，但現(xiàn)階段由于受到技術、原料價格變動等因素限制，尚未能進行大規(guī)模工業(yè)生產，目前的工藝只適合不大于5 000 m3/h的小型規(guī)模制氫。張佩蘭等［12］56的研究表明，生產規(guī)模為4 000 m3/h條件下，甲醇制氫工藝的設備投資約1 500×104元，煤基甲醇的市場價格在2 500元/t時，制氫成本為19.45元/kg；根據(jù)王周等［17］49研究，以制氫規(guī)模1 000 m3/h的甲醇裂解制氫為例，項目總投資為1 058×104元，當甲醇價格為2 200元/t時，對應的制氫成本21.23元/kg。
2.1.4 工業(yè)副產氫
以氯堿和焦化工業(yè)為代表的化工副產氫氣提純被認為是現(xiàn)階段最有可能提供大規(guī)模廉價氫源的制氫方式。苗軍等［18］統(tǒng)計，由于工業(yè)副產氫成本僅需考慮原料消耗、少量制造費用和氫氣提純成本，測算的副產氣體用于燃料氫的綜合成本為5～6元/kg。劉海軍［19］統(tǒng)計，焦爐煤氣占據(jù)工業(yè)副產氫總量的90%以上，氫氣的凈化和提氫運行費用在3.36～5.60元/kg，已有很多氯堿廠將回收的部分氫氣用于雙氧水、制藥等工業(yè)中，純氫生產成本約14.56元/kg。
2.1.5 傳統(tǒng)電解水制氫
電解水制氫包括堿性水電解、原子交換膜水電解和高溫水蒸氣電解等工藝，適合規(guī)模在2 000 m3/h以內。王周［17］49以制氫規(guī)模1 000 m3/h的電解水制氫項目為例，項目投資合計為1 410×104元，電價為0.8元/kW·h時，制氫成本為47.92元/kg；劉慶超等［20］93研究發(fā)現(xiàn)，一般而言電解水制氫成本是煤制氫的3～4倍，以煤價600元/t和電價0.4元/kW·h為例，電解水制氫成本是煤制氫成本的2.97倍。隨著以風能、太陽能光伏等可再生能源發(fā)電在全國的廣泛開展，電解質制氫電費成本有較大的降低空間。
2.1.6 風電和光伏發(fā)電等可再生能源制氫
風電和光伏發(fā)電是近年來國家鼓勵發(fā)展的清潔能源技術，風電、光伏發(fā)電制氫主要利用風電、光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應制氫站，用于傳統(tǒng)電解水制氫用電，從而解決因電價過高造成的電解質制氫成本高的問題。劉慶超等［20］93以1 000 m3/h水電解制氫為例，項目總投資約1 400×104元，按照1 m3氫氣消耗5 kW·h電能計算，若考慮風、光伏棄電等因素，使電價控制在0.3元/kW·h以下時，制氫成本可以在22元/kg以下。不同制氫工藝的經濟性對比詳見表2。
表2 不同制氫工藝經濟性匯總
綜合目前各種制氫工藝，煤制氫工藝初始投資大，制氫成本相對較低。此外，由于副產氫中氫氣屬于廢物高值利用，故綜合成本同樣較低。受到原料價格影響，其他傳統(tǒng)化石能源制氫工藝成本中，天然氣制氫＜甲醇制氫，且均低于傳統(tǒng)電解水制氫工藝。上述成本沒有考慮除碳工藝或碳稅收取對于制氫成本的增加，考慮到綠氫的未來發(fā)展前景，在氫能消費地，采用可再生能源+水電解工藝制氫應該是一個比較清晰和經濟的工藝路線。
2.2 氫能儲運經濟性現(xiàn)狀
氫氣的儲運相對比較復雜，已有和在實驗研究的具備工業(yè)應用條件的儲運技術，包括高壓氫、液氫、金屬固氫、有機液氫、管道氫等技術［10］6。
張理等［21］8對比氣氫長管拖車、管道和液氫槽車等三種運氫方式成本，管道最低，成本可以控制在每千克4元/km；液氫槽車成本區(qū)間在每千克12～15元/km；20 MPa長管拖車隨著里程變化差異較大，大約在每千克5～20元/km。具體而言，在250 km內時，長管拖車運輸費用低于液氫槽車，超過250 km后液氫槽車更具經濟優(yōu)勢。
單彤文等［22］88介紹，300 km以上運輸距離，運輸成本排序為有機氫＜液氫＜管道氫＜管束車。高壓氫氣管束的單位運輸成本高，但運輸方式靈活，適合短距離、小規(guī)模運輸。有機氫和液氫成本最具優(yōu)勢，且適合于國際氫供應鏈的長距離、大規(guī)模氫氣的跨洋船運。
黃宣旭等［10］8-9分析，短距離、小規(guī)模的運輸是以高壓長管車為主要方式，在100 km以內的短距離下，20 MPa長管車氫氣綜合儲運成本約13.34元/kg；固氫和有機氫在400 km以內的中長距離、大規(guī)模儲運中具有成本優(yōu)勢；液氫因投資和液化能耗過高，適合大規(guī)模遠距離輸送，應用可行性還需進一步探討；管道氫受到基礎設施投入大的限制，目前主要應用于化工氫工業(yè)，以歐洲大型管道供應量為例，規(guī)模大多在560 t/h以上。
綜合以上研究可以看出，考慮氫氣不同終端用途和運輸距離，加氫站等終端用途還是短距離以20 MPa氣氫長管拖車為主；固氫和有機氫在中長距離、大規(guī)模的儲運中具有較強優(yōu)勢；液氫槽車儲運目前受到投資、液化能耗等影響，預計在未來大規(guī)模、長距離儲運中會有更大的應用；而隨著產業(yè)規(guī)模的擴大，管道氫是未來氫能儲運的發(fā)展新方向。
2.3 加氫站經濟性現(xiàn)狀
能源轉型和低碳發(fā)展背景下，燃料電池汽車是近年來交通領域新的突破點，隨著燃料電池汽車產業(yè)的逐步發(fā)展，各國將紛紛加大加氫站的建設速度。截至2020年11月，全球主要氫能國家和地區(qū)共建成加氫站458座，另有255座在建或擬建的加氫站。其中，日本累計建成146座加氫站，數(shù)量位居全球第一；歐洲共有136座加氫站，其中87座位于德國；美國全國共有45座加氫站，其中44座位于加利福尼亞州，該州另有21座在建和擬建的加氫站；韓國現(xiàn)有43座加氫站及21座在建和擬建的加氫站；我國共建成88座加氫站，數(shù)量超過德國成為世界第二，另有149座在建或規(guī)劃當中的加氫站［23］。
目前，加氫站的技術路線主要有站內制氫技術和外供氫技術兩種，站內制氫技術又包括天然氣重整制氫和電解水制氫。其中，電解水制氫已經得到廣泛應用且技術已十分成熟，歐洲大多數(shù)加氫站都采用這種技術。據(jù)不完全統(tǒng)計，當前國內正在運營的加氫站中，僅大連新源加氫站、北京永豐加氫站具備站內制氫能力，其余加氫站的氫氣主要來源于外部供氫。
加氫站的初始投資包括設備購置、土建投資、土地成本和其他費用。單彤文等［22］88介紹，500 kg/d和1 000 kg/d已經成為目前已建和在建加氫站的主流規(guī)模。在不含土地投資的情況下，國內加氫規(guī)模為500 kg/d的加氫站投資約1 200×104～1 500×104元，1 000 kg/d加氫站投資約2 000×104～2 500×104元；張震等［3］60研究發(fā)現(xiàn)，按照2018年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，日本加氫站建設設備成本約為4×108～5×108日元，約3 100×104～3 500×104元人民幣。
國內加氫規(guī)模為500 kg/d的加氫站的加注成本約18元/kg；1 000 kg/d的加氫站的加注成本約11元/kg［3］60。
程婉靜等［24］根據(jù)對長三角、珠三角、京津冀等地的加氫站調研，35～45元/kg是當前主流的氫氣到站價格，終端用戶用氫價格通常在60元/kg以上；2018年，日本加氫站的氫氣售價為1 000～1 100日元/kg，折合人民幣約62～68元/kg［22］8。
據(jù)不完全統(tǒng)計［25］8-26，截至2020年底，全球氫燃料汽車保有量達到33 398輛，主要分布在歐、美、日、韓和中國五大市場。2020年，韓國實現(xiàn)后來者居上，韓國市場保有量達到10 707輛，超過美國市場，一躍成為全球第一大氫燃料汽車保有量國家；美國和中國則緊隨其后，分別排名第二、第三，美國和中國市場的氫燃料汽車保有量分別為8 931輛和7 355輛。目前，歐、美、日、韓市場運營的燃料電池汽車是以乘用車為主；中國市場全部是商用車，如客車、卡車占比最高，沒有量產的氫能乘用車上路。根據(jù)國際能源署預測［25］34，2030年氫燃料電池汽車在世界汽車的銷量比重有望達到2%～3%，2050年則會提高到15%左右。
研究發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)階段燃料電池汽車還沒有實現(xiàn)大規(guī)模生產制造和運營，相較于加油站和加氣站，加氫站的建設和運營成本過高，缺乏競爭力。從國內外加氫站建設來看，政府和氫燃料整車企業(yè)是加氫站建設的主體，政府補貼的力度均超過50%。
2.4 氫能利用經濟性現(xiàn)狀
目前，我國氫氣消費主要集中在化工領域作為原料、化學劑和還原劑，而隨著近年來全球新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，燃料電池汽車也必將成為氫能應用的新領域。美國、歐盟、日本和韓國都投入了大量資金和人力進行燃料電池汽車的研究，通用、福特、豐田、本田、奔馳等大公司都已經開發(fā)出燃料電池車型并且運行狀況良好。而我國已將氫能源與燃料電池汽車提上了戰(zhàn)略高度，在《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》等綱領性文件中，我國政府對燃料電池汽車提出了明確的發(fā)展戰(zhàn)略。在此背景下，氫能燃料電池汽車行業(yè)未來具有新的發(fā)展機遇。
然而評價氫能作為交通能源是否具有市場發(fā)展前景，需要了解氫能燃料電池汽車相對其他燃料類型車輛的經濟性。根據(jù)中國汽車工程學會發(fā)布的《世界氫能與燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展報告（2018）》［25］120和某加氫站運營的實際數(shù)據(jù)，以氫氣價格35元/kg計算，公交車百公里耗氫約8kg，共計280元；而使用柴油百公里約需33 L，按柴油價格每升5.8元計算，只需要191元，氫燃料成本偏高。普通乘用車百公里耗氫約0.8 kg，僅為28元，乘用車百公里耗汽油約7 L，按汽油每升6元來計，汽油費約需42元，氫燃料汽車優(yōu)于燃油車；對比電動車的百公里12元的成本耗費，氫能燃料車經濟性仍處下風。從氫燃料汽車價格來看，目前氫燃料汽車集中于大巴、公交車等大型車輛，由于無法量產形成的規(guī)模不經濟，造成氫燃料汽車購置成本高、市場接受程度低、缺乏競爭力。
3 結束語
總體而言，氫能的生產、開發(fā)和利用對于我國優(yōu)化能源消費結構、新能源開發(fā)和能源轉型具有十分重要的價值和意義。通過梳理、總結和分析氫能生產、開發(fā)利用經濟性的相關文獻及有關資料信息，氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的投資和成本數(shù)據(jù)基本明確。但是考慮到“十四五”及以后，我國氫能可能出現(xiàn)的發(fā)展高峰，產業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)下的投資經濟分析和評價十分關鍵和重要，目前國內外研究中涉及的內容偏少，方法論上也存在一定的模糊。因此，在現(xiàn)有研究基礎上，持續(xù)探索并提出氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)投資的經濟評價和經濟分析的方法論，對優(yōu)化氫能的投資決策和投資管理具有很高的現(xiàn)實需求和實踐價值，也是下一階段需要予以深入研究的方向。
