隨著我國“氫進萬家”和“燃料電池汽車示范城市群”落地,我國氫能產(chǎn)業(yè)步入快速發(fā)展階段。在該階段基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢掣肘我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,雖然我國各地積極出臺鼓勵政策推動加氫站建設(shè)和燃料電池汽車應(yīng)用,但從近期市場情況來看,兩者增長情況并不及預(yù)期。
加氫站到底該如何推動?當前國內(nèi)并沒有形成有效的解決方案,反觀日本,作為最早布局且擁有最多加氫站的國家,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)經(jīng)驗或可為我國帶來啟示。
1 日本加氫站已進化到3.0模式
日本作為最早發(fā)展氫能的國家之一,已在氫能儲、運、用等領(lǐng)域取得了一定成果,并領(lǐng)先于世界。在構(gòu)建氫社會的目標下,日本通過推行供需一體的策略,協(xié)同推進加氫站和燃料電池汽車規(guī)模化發(fā)展,以此在交通領(lǐng)域增加氫的應(yīng)用量并降低氫供應(yīng)成本。經(jīng)過近幾年發(fā)展,日本在加氫站建設(shè)運營方面積累了豐富的經(jīng)驗,并已形成成熟的推廣模式,其發(fā)展歷程大致可分為三個階段。
第一階段
2015年以前,日本加氫站建設(shè)以企業(yè)自建自營為主。這一階段重點在于擴大氫能的應(yīng)用規(guī)模,發(fā)揮既有基礎(chǔ)設(shè)施的作用,如對天然氣管道、加氣站和加油站設(shè)施的應(yīng)用。在該階段,大阪燃氣依托燃氣制氫技術(shù)建設(shè)運營有10余座加氫站,巖谷產(chǎn)業(yè)憑借工業(yè)氣體及燃氣的核心業(yè)務(wù),在東京、大阪、福岡和仙臺等地建設(shè)超過18座加氫站,豐田、本田等企業(yè)也各自開展了加氫站項目建設(shè)。
截至2014年,日本累計建成加氫站46座,累計推廣燃料電池汽車150輛,站車比約為1:3,在每站設(shè)一臺加氫機,營業(yè)時間8小時的情況下(大多數(shù)日本加氫站每小時可加注300Nm?3;氫氣,約27kg/h,加氫站以服務(wù)乘用車為主,非全天候運營,目前依然可以按照這種情況進行研究),平均每站加氫服務(wù)遠未達到飽和,為燃料電池汽車持續(xù)推廣奠定基礎(chǔ)。
第二階段
2015年到2017年,日本基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以少數(shù)企業(yè)間聯(lián)合建設(shè)為主,此階段氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)開始探索合作,從整體經(jīng)濟性角度開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),探索多種形式的加氫站商業(yè)化運營。2015年2月,豐田、巖谷產(chǎn)業(yè)和太陽日酸合資建立Nimohyss公司,主營以加氫車為主體的移動式加氫站,移動式加氫站占地面積為普通加氫站的30%,施工時間為普通加氫站的60%,具有靈活和快速投運的特點,比較適合在大城市進行布局,如千代田區(qū)二松學(xué)舍大學(xué)200m處的街道轉(zhuǎn)角就停放有一輛Nimohyss移動加氫車,該車載氫量30kg,采用兩級升壓,可提供40Mpa及80Mpa壓力的氫氣,車旁配有由20個氫罐組成的氫氣補給裝置,每天為數(shù)臺轎車提供加氫服務(wù)。
截至2017年,日本累計建成加氫站102座,累計推廣燃料電池汽車2440輛,站車比約為1:24,加氫站服務(wù)接近飽和,加氫站規(guī)模成為阻礙燃料電池汽車進一步推廣的因素。
第三階段
2017年以后,日本基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以企業(yè)聯(lián)盟形式為主,日本氫能領(lǐng)域主要的參與企業(yè)積極展開合作,從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)產(chǎn)業(yè)閉環(huán)的角度出發(fā),有效吸收各環(huán)節(jié)企業(yè)的意見和訴求,加氫站更具經(jīng)濟性。如2018年2月,豐田、本田、新日本石油(JXTG)、巖谷產(chǎn)業(yè)、東京燃氣、液化空氣日本分公司、日本發(fā)展銀行等11家公司正式合資建立Japan H2 Mobility(簡稱JHyM),JHyM負擔(dān)起全日本市場的加氫站建設(shè)運營工作,通過企業(yè)間合作,促進加氫站的戰(zhàn)略布局和高效運行。隨著經(jīng)濟性和推動氫能應(yīng)用效應(yīng)顯現(xiàn),已有26家企業(yè)加入JHyM,JHyM成立至今已參與建設(shè)64座加氫站,其中52座已經(jīng)投入運營。JHyM已成為日本氫與燃料電池戰(zhàn)略路線圖目標的主要實踐者,且是目前日本全國性的唯一一家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運營方面的組織。
截止2021年上半年,日本加氫站在建及運營總數(shù)為167座,燃料電池乘用車保有量6119輛,燃料電池商用車100余輛(1輛商用車加氫量相當于30輛乘用車),站車比約為1:54,加氫站現(xiàn)有服務(wù)能力已達瓶頸,目前加氫站增長速度和服務(wù)水平已不能適應(yīng)日本燃料電池汽車加速推廣的需求。
2 未來方案構(gòu)建日本氫能應(yīng)用新藍圖
JHyM的組成
JHyM已成為日本氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的代表組織,其加盟企業(yè)包括:金融投資機構(gòu)(豐田通商、日本發(fā)展銀行、JA三井租賃、Sompo保險、三井住友租賃、NEC資本、未來創(chuàng)造基金、SPARX集團),提供貸款和社會投資,負責(zé)JHyM的融資項目,輔助運營日本各地的加氫站;能源與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)(ENEOS、出光興產(chǎn)、巖谷產(chǎn)業(yè)、東京燃氣、東邦氣體、液化空氣日本分公司、根本貿(mào)易、星流動力、富山氫能、福岡氧氣、丸井、多摩光、南國、港南工業(yè)、東亞合成、佐藤燃料),負責(zé)加氫站建設(shè)和運營;汽車制造商(豐田、日產(chǎn)、本田),向JHyM成員提出加氫站建設(shè)和運營的委托,推廣燃料電池汽車。
JHyM組成企業(yè)類型
JHyM內(nèi)企業(yè)構(gòu)成了基礎(chǔ)設(shè)施需求、投資、建設(shè)、運營、氫源供給和燃料電池汽車運營的完整閉環(huán),且企業(yè)分布于日本各地,涵蓋氫源生產(chǎn)到應(yīng)用的整個產(chǎn)業(yè)鏈,使得JHyM具備加氫站建設(shè)的地方和成本優(yōu)勢,JHyM也因此有機會參與氫能相關(guān)的制度修訂和標準制定,使得制度和標準服務(wù)于JHyM的發(fā)展,JHyM還將隨著規(guī)?;褪袌龌某墒於x擇有序退出氫能市場,以進一步提升日本加氫站的市場化水平。
JHyM的加氫站建設(shè)運營方式
在加氫站建設(shè)方面,JHyM通過匯集加氫站運營商、金融投資者和政府補貼等資金建設(shè)JHyM所有權(quán)的加氫站,并將加氫站委托給運營商建設(shè),減少了運營商的初始投資。
在加氫站運營方面,JHyM對外委托加氫站運營商負責(zé)加氫站運營,運營商除獲得獲得JHyM的委托費用外還能得到政府補貼,也能夠使用自己的品牌,運營商的效益實現(xiàn)了最大化;對于進入加氫站市場的小企業(yè)而言,還能得到JHyM的資金支持和維護費用減免。JHyM也接受汽車公司的委托以實現(xiàn)站車比最優(yōu)的布局。通過兩次委托和對小企業(yè)的支持,實現(xiàn)了長期穩(wěn)定的加氫站建設(shè)運營環(huán)境。
JHyM的未來方案
在加氫站建設(shè)方面,將按照規(guī)劃在全日本推動500座加氫站建設(shè),未來將推動商用車加氫站和高速路加氫站建設(shè),以適應(yīng)燃料電池卡車和巴士的市場投放,將持續(xù)優(yōu)化站點配置,提高客戶加氫便利性,還將進一步優(yōu)化加氫站建設(shè)運營供應(yīng)鏈,從加氫站裝備及服務(wù)設(shè)施方面降低建設(shè)費用,如鼓勵裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和規(guī)?;a(chǎn),縮短供貨時間,規(guī)范化建設(shè)服務(wù)設(shè)施等。
在加氫站運營方面,將提升加氫站服務(wù)水平,推動加氫站24h*365d運營,提高既有加氫站利用率,滿足未來燃料電池汽車大規(guī)模發(fā)展需求,將建設(shè)自動化加氫站和推動兼職工作人員上崗以降低人工成本,還將完善檢修制度降低維護費用,提升零部件耐久性以降低運維成本。
在氫源供給方面,通過結(jié)合加氫站用氫量合理配置氫制取和運輸方式,降低制氫成本和運輸費用。
3 日本加氫站建設(shè)運營經(jīng)驗的啟示
當前我國加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)所處階段相當于日本第一和第二階段之間,降本成為氫能規(guī)模化應(yīng)用和加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題,我國加氫站建設(shè)運營可在以下幾個方面采取措施:
推動產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)聯(lián)合。構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán),集中資本、技術(shù)等優(yōu)勢推動加氫站建設(shè),從供氫、建設(shè)、運營、服務(wù)等方面提升加氫站建設(shè)和運營效率,提高加氫站綜合服務(wù)水平,實現(xiàn)整體經(jīng)濟性。
充分利用既有設(shè)施。發(fā)揮燃氣管道、加油站、加氣站和廢舊廠區(qū)等設(shè)施、土地及位置的優(yōu)勢條件,以混合站等方式低成本推動加氫站規(guī)?;ㄔO(shè)。
合理布局加氫站。在加氫站選址和選型方面要綜合區(qū)域具體情況,選擇合適的站車比和氫源距離,以推廣氫能應(yīng)用為目的,靈活布局固定站、撬裝站和移動站。
提升加氫站技術(shù)水平。探索液氫加氫站、自動加氫站等技術(shù),提升加氫站加注能力,提高設(shè)備自主化水平,以適應(yīng)燃料電池汽車規(guī)模化應(yīng)用的需求,從運營成本和設(shè)備技術(shù)方面降低整站建設(shè)成本。
氫促會認為,根據(jù)日本加氫站建設(shè)運營經(jīng)驗,我國可發(fā)揮制度優(yōu)勢,從國家層面積極推動氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)聯(lián)合,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中充分利用既有設(shè)施,以合理的站車比推動氫能應(yīng)用,從技術(shù)提升方面降低氫能應(yīng)用成本。