本分析是以水電解（500立方米/小時(shí)）現(xiàn)場(chǎng)制氫、加氫（500公斤/天）來統(tǒng)計(jì)測(cè)算氫燃料電池車的用氫成本及其經(jīng)濟(jì)性，供大家參考。
一、制氫
目前有許多可以商業(yè)化的方法，包括煤制氫、天然氣重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、水電解制氫等。毋庸置疑，以水電解制氫是目前較貴的方法，工業(yè)副產(chǎn)氫是較易得、較便宜的方法。今天本意不在制氫方法及其優(yōu)劣和經(jīng)濟(jì)性比較，僅以水電解現(xiàn)場(chǎng)制氫為例來研究探討燃料電池汽車用氫成本及其水平。
目前，氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)處在發(fā)展初期，氫需量還很小，用水電解制氫反而是一種可行易得的方法，尤其適用于項(xiàng)目示范，盡管其經(jīng)濟(jì)性不如其它制氫方法來得更好。水制氫技術(shù)無論是在國(guó)內(nèi)或是國(guó)際層面都是成熟的，在許多行業(yè)如化工、冶煉、光伏制造、制藥、研究機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室等已經(jīng)有廣泛應(yīng)用。在氫能與燃料電池汽車行業(yè)，還沒有像目前這樣即將大規(guī)模用于燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還沒有引入太多市場(chǎng)與競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，其技術(shù)和成本尚未體現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)的充分性，而呈現(xiàn)出階段性發(fā)展特征。
二、現(xiàn)場(chǎng)水電解制氫、加氫系統(tǒng)示意圖
如下圖所示，現(xiàn)場(chǎng)以水電解制氫，來源是水，目前的技術(shù)可以是堿性制氫，也可以是純水制氫，制氫后隨即經(jīng)過二級(jí)壓縮，一級(jí)壓縮到12.5MPa,二級(jí)壓縮到43~45Mpa,以滿足氫氣的加注。有關(guān)制氫、加氫系統(tǒng)方案請(qǐng)參考下圖。
圖1：現(xiàn)場(chǎng)水電解制氫、加氫技術(shù)方案
三、水電解制氫綜合成本分析
1、制氫單位（電費(fèi)+折舊）成本
本研究以水電解500立方米/小時(shí)的制氫產(chǎn)能為例，現(xiàn)行可采購(gòu)的設(shè)備造價(jià)水平在700萬元左右，制氫綜合電耗≤5千瓦時(shí)/立方米，按大工業(yè)電價(jià)平均0.8元/千瓦時(shí)測(cè)算，一年按照300個(gè)工作天，24小時(shí)作業(yè)，由此可計(jì)算每年制氫3,600,000標(biāo)準(zhǔn)立方米，相當(dāng)于323,640公斤氫。年電耗費(fèi)用為14,400,000元。本案設(shè)備按10年平均折舊，殘值暫不考慮，由此可計(jì)算水電解制氫所得每公斤氫氣的折舊加上電費(fèi)成本為44.49元，每年的折舊加上電費(fèi)總成本為14,398,743.6元。
2、制氫單位運(yùn)營(yíng)成本
為簡(jiǎn)單測(cè)算，制氫運(yùn)營(yíng)費(fèi)用（包括人員薪資、管理運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等）按照折舊加上電費(fèi)的總成本的30%計(jì)算，可測(cè)算水電解制氫所得每公斤氫氣的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用成本為44.49*30%=13.35元。
3、制氫單位總成本
本案以乘用車為例，目前以豐田Mirai（未來） 氫燃料電池汽車的百公里氫耗平均水平為1公斤左右（其標(biāo)稱650公里續(xù)航，耗氫5公斤），據(jù)上可測(cè)得制氫每公斤綜合成本（電費(fèi)+折舊+運(yùn)營(yíng)管理）為57.84元，每公里耗氫綜合成本（電費(fèi)+折舊+運(yùn)營(yíng)費(fèi)）為0.57元。
四、加氫站綜合成本分析
本案以建設(shè)一個(gè)日加氫能力為500公斤的加氫站為例進(jìn)行綜合成本分析，加氫站主要由集裝箱增壓裝置（包含壓縮機(jī)與加氫機(jī)）、流量閥組、冷水機(jī)組、固定儲(chǔ)氫瓶等組成。現(xiàn)時(shí)可采購(gòu)的設(shè)備造價(jià)（含安裝EPC總承包）水平在800萬元左右，加氫站占地在4000平方米左右，加氫站土地、土建、審批手續(xù)按300萬元包干（各地土地價(jià)格有所不同），加氫站總計(jì)造價(jià)在1100萬元上下。
壓縮機(jī)平均日加氫能力為500kg/12h@12.5MPa氫源壓力，運(yùn)行12小時(shí)可加20~40輛大巴車（8*140L，單車單次加氫量：12.5~25kg）或 50~100輛物流車(3*140L單車單次加氫量5~10kg) 50～100輛物流車(3*140L，單車單次加氫量5-10kg); 或乘用車85~100輛（單車單次加氫量：5~6kg）；氫氣壓縮：43~45MPa； 氫氣加注：32~35MPa。
1、加氫站單位折舊成本
加氫站現(xiàn)行按300天、80%的使用率來計(jì)算成本。設(shè)備折舊同樣按10年，土地房屋按30年（不考慮土地及房屋的殘值及未來的增值或減值影響），由此可計(jì)算每公斤加氫折舊成本為7.50元，首年折舊額為90萬元。
2、加氫站單位人工成本
本加氫站運(yùn)營(yíng)暫設(shè)5人（12小時(shí)工作制），薪資標(biāo)準(zhǔn)含社保人平均按8萬元一年，可計(jì)算每公斤加氫人員成本為3.33元。
3、加氫站單位運(yùn)營(yíng)成本
為簡(jiǎn)單計(jì)算，本加氫站的運(yùn)營(yíng)管理成本按等同于加氫站單位人工成本測(cè)算，也即每公斤加氫運(yùn)營(yíng)成本為3.33元。
4、加氫站綜合單位成本
仍以豐田Mirai 氫燃料電池汽車的百公里氫耗平均水平為1公斤為例，據(jù)上可測(cè)得每公斤加氫綜合成本（折舊+人工+運(yùn)營(yíng)費(fèi)）為7.50+3.33+3.33=14.16元。每公里加氫綜合成本為0.14元。
五、燃料電池汽車用氫總成本分析
燃料汽車用氫總成本，要包括制氫和加氫成本，總體數(shù)據(jù)分析測(cè)算，可參考下表。
表一：現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫成本測(cè)算表
從上述測(cè)算，依據(jù)上表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知。每公斤制氫加氫總成本為制氫成本（電費(fèi)+折舊+管理運(yùn)營(yíng)）57.84元+加氫成本（折舊+人工+管理運(yùn)營(yíng)）14.16元=72元。以乘用車為例，相當(dāng)于每公里制氫加氫成本就是0.72元。
作為氫能消費(fèi)者，還要加上這兩項(xiàng)的運(yùn)營(yíng)方的合理利潤(rùn)，如果我們假設(shè)運(yùn)營(yíng)方的合理毛利潤(rùn)為30%，那么在上述基礎(chǔ)上，成本要進(jìn)一步增加，每公斤（制氫加氫）取得成本提升為72*130%=93.6元，仍以乘用車為例，相當(dāng)于每公里制氫加氫取得成本提升為0.72*130%=0.94元。這是靜態(tài)測(cè)算，如果按動(dòng)態(tài)測(cè)算（這里就不計(jì)算了）每公里用氫取得成本要在1元以上，顯然這比起燃油車加油成本肯定是有些小貴的。通常燃油型普通經(jīng)濟(jì)性乘用車平均油耗成本在0.6~1元/公里左右，相比燃油車成熟市場(chǎng)，使用氫能有巨大的成本下降優(yōu)勢(shì)。
六、經(jīng)濟(jì)性分析及成本下降途徑
氫能與燃料電池汽車，在發(fā)展產(chǎn)業(yè)初期，國(guó)家將給與一定扶持政策，財(cái)政部等四部委在2014年頒布了《關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)的通知》（財(cái)建[2014]692號(hào)）：“對(duì)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池汽車加氫站每個(gè)站獎(jiǎng)勵(lì)400萬元”的獎(jiǎng)勵(lì)，奇葩的是，行業(yè)還沒有怎么開始，這個(gè)政策就已經(jīng)在2015年過期了，空歡喜一場(chǎng)。上述測(cè)算實(shí)際是沒有考慮補(bǔ)貼，相當(dāng)于1元/公里的用氫成本，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期是不算貴的。考慮國(guó)內(nèi)的實(shí)際發(fā)展情況，后續(xù)無論是中央政府還是地方政府，都會(huì)陸續(xù)出臺(tái)加氫站的補(bǔ)貼，以逐步將氫能燃料電池汽車從示范到推廣的普及。2018年4月12日，《佛山市南海區(qū)促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)及氫能源車輛運(yùn)行扶持辦法（暫行）》正式出臺(tái)，這是廣東省內(nèi)首個(gè)包含對(duì)加氫站運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)貼的扶持辦法。其中，新建固定式加氫站建設(shè)至高補(bǔ)貼800萬元，補(bǔ)貼力度為目前全國(guó)各地區(qū)公開實(shí)施的加氫站扶持政策中更大。
可想而知，如果規(guī)模化建設(shè)，大規(guī)模應(yīng)用，用氫成本會(huì)大幅下降。一是不使用現(xiàn)場(chǎng)制氫辦法，直接使用外來氫源如工業(yè)副產(chǎn)氫、煤制氫等會(huì)更加低廉；二是規(guī)模化使用，加氫能力更大、單位成本更低；三是可以結(jié)合光伏、風(fēng)電制氫，則更加便宜，在此也不展開了。
毫無疑問，批量用氫成本比燃油成本低是指日可待的。氫能正在以比我們想象更快的速度撲面而來！
