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現(xiàn)在，國內(nèi)國外對加氫站的投資都處在比較活躍的情況，但加氫站投資的主要難題是搭建成本費用較大。加氫站的搭建和運作成本費也因技術(shù)方案的不同而不同。對加氫站的建設(shè)成本進(jìn)行了詳細(xì)的分析比較。
加氫站主要是包含制氫系統(tǒng)（僅適用于具有內(nèi)制氫能力的加氫站）、純化系統(tǒng)（內(nèi)制氫加氫站中用于純化站內(nèi)制備的氫氣，以達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)）、壓縮系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、加氫系統(tǒng)、安全監(jiān)控、電氣設(shè)備及其他機(jī)械設(shè)備（包括管道、配件、閥門等）。
外供氫式高壓氫氣加氫站的搭建成本費用最少
對比了外供氫式高壓氫氣加氫站、外供液氫加氫站及其內(nèi)制氫加氫站的總修建成本費用。
為了比較不同類型加氫站的建設(shè)成本，我們以２０１５財年，加州三種不同類型加氫站的建設(shè)成本為例進(jìn)行分析。
外供氫式高壓氫氣加氫站工程預(yù)算
以日供氫量１８０ｋｇ／ｄ、儲氫量２５０ｋｇ的外供氫高壓氫氣加氫站為分析對象。其氫氣輸送方式為組裝式管束拖車運輸，加氫壓力分別為３５ＭＰａ和７０ＭＰａ。
當(dāng)加氫壓力達(dá)到７０ＭＰａ時，需要增加冷卻系統(tǒng)對加氫過程中的氫氣進(jìn)行預(yù)冷，以防止加氫過程中氫氣溫度過高造成安全事故。
根據(jù)加州能源局的數(shù)據(jù)，安裝這種加氫站的相關(guān)費用約為１６０萬美元。考慮到調(diào)試費用、工程設(shè)計費用、管理費用、建筑費用和調(diào)試前的其他費用，總費用將超過２００萬美元。
如果生產(chǎn)規(guī)模增加到１００套／年，加氫站建設(shè)成本較２０１５年可降低４０％左右。
未來，隨著設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，規(guī)模經(jīng)濟(jì)將產(chǎn)生重大影響。壓縮系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和加氫系統(tǒng)的成本將顯著降低，外供氫高壓加氫站的總成本將有很大的降低空間。
外供液氫加氫站建設(shè)費用
對日供氫量３５０ｋｇ／ｄ，氫化壓力３５ＭＰａ和７０ＭＰａ兩種加氫壓力的外部液氫加氫站進(jìn)行了造價分析。
與外置高壓加氫站相比，外置液氫加氫站在運輸前需要消耗能量將氫的溫度降低到－ ２５３℃，并以液氫的形式運輸。
加氫站需要增加儲氫罐和冷卻系統(tǒng)以保證加氫站的正常運行，這就使用了很大的面積，因此液氫加氫站的建設(shè)成本費用要大于高壓氫氣加氫站。
加州能源局研究數(shù)據(jù)顯示，外供液氫加氫站建成所需的與設(shè)備相關(guān)的費用約為１９３萬美元（高于外供氫高壓氫氣加氫站的１６０萬美元），考慮成本的投入使用之前，需要調(diào)試，工程設(shè)計成本、管理成本、施工成本等成本，總成本約２８０萬美元。
站內(nèi)電解水制氫加氫站的造價分析
美國加州加氫站采用現(xiàn)場電解水生產(chǎn)氫氣。該加氫站日供氫能力１３０ｋｇ／ｄ，加氫壓力３５ＭＰａ、７０ＭＰａ兩種。加氫站的建設(shè)成本分析如下。
由于該站的制氫能力，相對于外供氫加氫站，節(jié)省了從制氫廠向加氫站運輸氫氣的運輸成本。
得益于其模塊化設(shè)計，電解水制氫系統(tǒng)中的所有設(shè)備都可以安裝在２０到４０英尺的國際標(biāo)準(zhǔn)容器中，英國氫技術(shù)公司和能源ＩＴＭＰｏｗｅｒ，加拿大（ＨＴＥＣ）公司和美國ＨｙＧｅｎＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ等企業(yè)提供這種集裝箱式水電解制氫系統(tǒng)。
本部分對外供氫加氫站的分析并沒有考慮到組裝式管束拖車的生產(chǎn)制造／使用成本費、氫運輸成本等，只對加氫站的建設(shè)投資成本進(jìn)行了分析和比較。
根據(jù)加州能源局的數(shù)據(jù)，ＨｙＧｅｎ電解水制氫加氫站的總建設(shè)成本超過３２０萬美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過外供氫高壓氫加氫站（２００萬美元）和液態(tài)加氫站（２８０萬美元）。電解水加氫裝置耗資約１３１萬元。
通常情況下，目前外供氫高壓氫氣加氫站的修建成本費用最少，伴隨著生產(chǎn)規(guī)模的加大，成本將顯著降低。進(jìn)一步考慮氫的生產(chǎn)和運輸成本，氫的使用成本將會增加。
壓、儲、加系統(tǒng)的成本、規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益顯著
目前，我國主要以外供氫高壓氫氣加氫站為主。因此，在本節(jié)中，我們分析了外供氫高壓氫加氫站最重要的三個系統(tǒng)——壓縮、儲氫和加氫系統(tǒng)的建設(shè)成本。
根據(jù)Ａｈｍａｄｍａｙｙａｓ等人的研究，直接成本可以分為系統(tǒng)核心部件成本和輔助設(shè)備成本（Ｂａｌａｎｃｅｏｆ ｓｙｓｔｅｍ，ＢＯＳ）進(jìn)行分析。主要包括設(shè)備／建筑成本、材料成本、廢料成本、工人工資成本、生產(chǎn)能耗、設(shè)備和廠房維護(hù)成本以及與設(shè)備生產(chǎn)相關(guān)的資本成本。
另外，考慮到系統(tǒng)建設(shè)產(chǎn)生的裝配成本，可以得到加氫站生產(chǎn)和建設(shè)相應(yīng)系統(tǒng)所需的成本。
隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，壓縮系統(tǒng)的成本大大降低
假如加氫站壓縮系統(tǒng)選用活塞式壓縮機(jī)，直接成本包含壓縮機(jī)外殼及內(nèi)部結(jié)構(gòu)加工生產(chǎn)制造有關(guān)系統(tǒng)核心部件的成本費用，以及電機(jī)、控制單元和管道系統(tǒng)相關(guān)的輔助設(shè)備的成本。
按照Ａｈｍａｄｍａｙｙａｓ等人的研究，根據(jù)對比壓縮系統(tǒng)的建設(shè)成本費與生產(chǎn)規(guī)模的聯(lián)系，我們發(fā)現(xiàn)：
（１）隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加，壓縮系統(tǒng)核心部件的直接生產(chǎn)成本將大大降低。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模從１０套／年增加到１００套／年時，核心部件的直接生產(chǎn)成本將降低約８２％；
（２）核心部件直接生產(chǎn)成本下降的主要原因是隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加，各壓縮系統(tǒng)的平均資金成本和設(shè)備／建設(shè)成本顯著降低；
（３）輔助設(shè)備成本隨生產(chǎn)規(guī)模的增加變化不大。系統(tǒng)控制單元價格最高，占輔助設(shè)備成本的５８％。高精度控制單元的成本約為１．３萬美元。
（４）考慮到壓縮系統(tǒng)直接成本和裝配成本的總成本隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加而降低，生產(chǎn)規(guī)模從１０套／年增加到１００套／年，總成本降低了５６％左右。
預(yù)測在未來，壓縮系統(tǒng)的成本降低空間將會更大。
隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加，輔助設(shè)備成本在總成本中所占的比重將超過直接成本。隨著未來需求的增加，用于不同參數(shù)的壓縮系統(tǒng)的閥組、接頭、傳感器等輔助部件在制造模式中將趨向于更加標(biāo)準(zhǔn)化和集成化。
屆時輔助設(shè)備的成本將會大幅降低，這使得壓縮系統(tǒng)未來的成本將有很大的降低空間。
隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，儲氫系統(tǒng)的成本下降幅度有限
儲氫系統(tǒng)的成本分析分為儲氫瓶直接成本和輔助設(shè)備成本兩部分。假設(shè)加氫站采用Ⅰ型儲氫瓶，儲氫壓力為３８ＭＰａ時容量為３０ｋｇ。
按照Ａｈｍａｄｍａｙｙａｓ等人的科學(xué)研究，更進(jìn)一步深入分析發(fā)覺：
（１）材料成本是儲氫系統(tǒng)成本的主要部分，其次是人工成本；
（２）由于材料成本是成本的主要組成部分，且隨生產(chǎn)規(guī)模變化不大，因此儲氫系統(tǒng)成本隨生產(chǎn)規(guī)模的增加略有下降；
（３） 當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模從１００套／年增加到１０００套／年時，直接生產(chǎn)和建設(shè)儲氫系統(tǒng)的成本將降低８．５％。
加氫系統(tǒng)的成本隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大而降低
對于加氫系統(tǒng)的成本分析，我們考慮兩種情況：
（１）只有３５ＭＰａ加注口的加氫機(jī)；
（２）同時用３５Ｍｐａ和７０Ｍｐａ兩種加注口的加氫機(jī)。
加氫系統(tǒng)相關(guān)部件可直接采購組裝，成本可分為設(shè)備成本和人工成本。
在已有加氣站加氣系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，加氫系統(tǒng)中的相關(guān)部件現(xiàn)已形成了較為標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)制造，包括加氫機(jī)外殼、相關(guān)閥門組件、流量計、壓力計、加氫槍、控制及顯示面板、相關(guān)按鍵等。
根據(jù)Ａｈｍａｄｍａｙｙａｓ等人的說法：
（１）最重要的設(shè)備成本是閥門和計量儀表，占設(shè)備成本的６０％左右。用于監(jiān)測壓力和氫氣泄漏的傳感器也是加氫系統(tǒng)成本的重要組成部分；
（２） 加氫槍組件成本在Ｈ３５／Ｈ７０加氫系統(tǒng)中的占比高于在Ｈ３５單加注口加氫系統(tǒng)成本中的占比。這是由于７０ＭＰａ加氫槍組件的成本高于３５ＭＰａ，以及有能力制造成熟產(chǎn)品的供應(yīng)商較少；
（３） Ｈ３５單一加注口加氫系統(tǒng)設(shè)備成本約為３５０４８美元，Ｈ３５／Ｈ７０雙加注口加氫系統(tǒng)設(shè)備成本約為６７５９５美元。
（４）加氫系統(tǒng)成本隨生產(chǎn)規(guī)模的增加而降低。
３５ＭＰａ／７０ＭＰａ雙加注口加氫系統(tǒng)的總成本約為３５ＭＰａ單加注口加氫系統(tǒng)的兩倍。
隨著生產(chǎn)規(guī)模從１０套／年增加到５００套／年，加氫系統(tǒng)總成本可降低３０％－３５％。
我國加氫站的建設(shè)成本與其他國家相比有明顯的優(yōu)勢
為了分析我國在加氫站建設(shè)成本方面的國際競爭力，我們將加氫站壓縮、儲氫和加氫三大系統(tǒng)的建設(shè)成本與美國、日本、德國等國家的建設(shè)成本進(jìn)行了比較。
不同國家壓縮機(jī)系統(tǒng)建設(shè)成本比較：
（１）我國壓縮系統(tǒng)建設(shè)的直接成本和裝配成本在世界上具有明顯優(yōu)勢，明顯低于氫能利用較為廣泛的美國、日本、德國等國家。
（２）考慮壓縮機(jī)制造企業(yè)的加權(quán)平均資金成本要求后，我國壓縮機(jī)建設(shè)成本的優(yōu)勢有所降低，但仍低于其他發(fā)達(dá)國家；
（３）我國加氫站壓縮系統(tǒng)建設(shè)成本低的優(yōu)勢在于勞動力成本和設(shè)備／建設(shè)成本低。
不同國家儲氫系統(tǒng)建設(shè)成本比較：
（１）如果只考慮系統(tǒng)的直接成本，我國加氫站儲氫系統(tǒng)的建設(shè)成本仍低于其他國家；
（２）綜合考慮企業(yè)資本要求的加權(quán)平均成本，美國、加拿大、墨西哥的儲氫系統(tǒng)總成本會低于中國；
（3）我國加氫站儲氫系統(tǒng)的建設(shè)成本優(yōu)勢仍來自于中國低廉的勞動力成本。
不同國家加氫系統(tǒng)建設(shè)成本比較：
同樣，對于加氫站加氫系統(tǒng)建設(shè)成本來說，我國的建設(shè)成本設(shè)備成本及人工費用低于其他國家，而較高的公司加權(quán)平均資本成本標(biāo)準(zhǔn)促使中國加氫站建設(shè)的總成本優(yōu)勢降低。
總的來說，我國由于勞動力成本和建設(shè)成本較低，在加氫站關(guān)鍵系統(tǒng)的建設(shè)成本上比其他國家有一定的優(yōu)勢。
但是，降低成本的關(guān)鍵在于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和進(jìn)一步發(fā)展技術(shù)。加快氫能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成完整的商業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和標(biāo)準(zhǔn)化組件是當(dāng)務(wù)之急。
