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3．2 中游儲運

在氫能制取、氫能儲運、氫能應用三大環節中，儲運環節是高效利用氫能的關鍵，是影響氫能向大規模方向發展的重要因素。

這是由氫氣特殊的物理、化學性能所決定的，一方面，氫氣是世界上密度最小的氣體，體積能量密度較低，擴散系數較大；另一方面，氫氣非常活潑，燃點較低，爆炸極限寬，對儲運過程中的安全性也有極高的要求。

從終端氫氣價格組成來看，氫氣儲運成本占總成本的30％左右，經濟、高效、安全的儲運氫技術已成為當前制約氫能規模應用的主要瓶頸之一。

儲氫技術主要包括物理＆化學兩大類，根據存儲狀態可細分為高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固態儲氫（物理吸附和化學氫化物）和有機液態儲氫，其中高壓氣態儲氫技術成熟度高、成本較低，是現階段我國主要的儲氫方式。

高壓氣氫是我國氫氣目前主要的運輸途徑，這種方式靈活性高但載氫量小，適用于短距離＆小體量輸氫；液氫槽車運輸效率高，約為氣氫拖車運量的10倍，適合遠距離＆大批量運輸，但氫氣液化功耗與運輸損耗較大，而且液化關鍵設備高度依賴進口，成本較高。

長期來看，管道運輸是實現氫氣大規模、長距離、低成本運輸的重要方式，但由于常規管道存在“氫脆”反應，需對管道材料進行特殊處理，導致輸氫管道造價成本高，是主要制約因素。天然氣管網混氫運輸為當下研究熱點，但仍停留在試驗階段，氣體分離等技術難題有待攻克。

基于高壓氣氫這種儲氫方式，通過高壓儲氣瓶來實現氫氣的儲存和釋放成為中游儲氫產業的重點。

根據材質和工藝的不同，商用高壓儲氫瓶分為四大類型。其中I型瓶為全鋼瓶，重量大，僅適用于加氫站固定式儲氫；II型瓶采用鋼質內膽碳纖維環繞，相較I型重量有所下降，但儲氫密度依舊較低，難以滿足車載儲氫要求；III型瓶和IV型瓶適用于車載儲氫，其中IV 型瓶的塑料內膽顛覆原有氣瓶技術，具備優異的抗氫脆腐蝕、高儲氫密度、質量輕等優勢。

受益氫燃料汽車滲透率不斷提升，車載儲氫罐市場將快速打開，短期來看，政策驅動下氫燃料汽車進入導入期，我國車載儲氫瓶市場有望實現快速增長，2020年我國車載儲氫瓶市場規模僅為2．1億元，2025年將達到32億元，期間CAGR高達72％。

從車載儲氫瓶材料成本來看，儲氫瓶的成本主要集中在外部纏繞用的碳纖維復合材料，對于儲氫質量均為 5．6kg的 的 35MPa 、70MPa 高壓儲氫IV 型瓶成本構成來看，碳纖維復合材料成本分別占系統總成本的 75％和 和 78％ 。

目前，高壓儲氫瓶用碳纖維主要采用 T700級及以上規格，在這一等級的碳纖維生產企業中，日本和美國占據主導地位，我國碳纖維纏繞設備與高壓罐體加工設備也仍高度依賴于進口。

連接儲運和下游應用的是加氫站環節，加氫站的主要技術路線有站內制氫技術和外供氫技術。歐美采用站內制氫的比例較國內多，站內加氫技術是用天然氣或其他原料在加氫站內自己制氫然后加注至燃料電池汽車中，或者通過電解水制氫然后壓縮，再加注到氫能源燃料電池汽車中。

目前我國的加氫站基本都是高壓氣氫站，液氫儲運加氫站主要分布在美國和日本，在國內，中科富海和美國空氣產品公司合作的首座加氫站正在建設中，尚處于探索階段。

壓縮機是加氫站的主要成本，占比約為30％。

氫氣壓縮機分為機械式和非機械式兩大類，應用于加氫站的仍以機械式為主。國內加氫站較多采用液驅式和隔膜式壓縮機，壓力不超過45Mpa，其中隔膜式在活塞和氣體間加入液油和隔膜，密封性及純凈度優于液驅式，但二者都僅適用于中小排量；離子液壓縮機結構簡單，維護方便，主要應用于國外較高儲氫壓力（一般約90Mpa）的加氫站中。

目前國內所使用的氫氣壓縮機仍被海外高度壟斷，2018 年后我國加氫站的液驅式壓縮機幾乎全部采用進口產品，其中 MAXIMATOR在我國年出貨量超過 20套。美國PDC 占據我國隔膜式壓縮機主要市場份額。

2020年全球共有553座加氫站投入運營，2014－2020年全球投入運營加氫站數量CAGR達到20．46％，保持快速增長的態勢。

不過由于氫氣在我國屬于危險化學品，加氫站仍存在審批程序繁瑣和不規范、行政許可要求不統一、主管部門不清晰等問題，加之目前加氫站建設＆運營成本高昂，上下游體系不健全，所以普遍沒有實現盈利，也暫未實現商業化運營。