相比通過大規(guī)模的輸電設施建設來分配可再生能源電力，將可再生能源電力就地 制氫，再通過管道和公路等方式儲存和運輸，就近消納，應該是更貼近市場需求和解 決可再生能源消納的措施。
3.2 儲運氫：氫氣的儲存和運輸效率亟待提高
氫氣的可大規(guī)模存儲和運輸是其區(qū)別于化學電池儲能的重要特性，在資源總量不 受約束，制備成本中遠期可控的前提下，氫氣的儲存性能和運輸效率是氫能網絡建設 的瓶頸問題。
儲氫技術
目前，氫氣的儲存主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固體儲氫三種方式、高壓氣態(tài)儲 氫已得到廣泛應用，低溫液態(tài)儲氫在航天等領域得到應用，有機液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫 尚處于示范階段。
氣態(tài)儲氫。高壓氣態(tài)儲氫具有充放氫氣速度快、容器結構簡單等優(yōu)點，是現階段 主要的儲氫方式，氛圍高壓氫瓶和高壓容器兩大類。其中鋼制氫瓶和鋼制壓力容器技 術最為成熟，成本較低。20MPa 鋼制氫瓶已得到廣泛的工業(yè)應用，并于 45MPa 鋼制 氫瓶、98MPa 鋼帶纏繞式壓力容器組合應用于加氫站中。碳纖維纏繞高壓氫瓶的開 發(fā)應用，實現了高壓氣態(tài)儲氫瓶由固定式應用向車載儲氫應用的轉變。70MPa 碳纖 維纏繞 4 型瓶已經是國外燃料電池乘用車車載儲氫的主流技術，35MPa 碳纖維纏繞 3 型瓶目前仍是我國燃料電池商用車的車載儲氫方式，70MPa 碳纖維纏繞 3 型瓶已 少量用于我國燃料電池乘用車中。
液態(tài)儲氫。液態(tài)儲氫具有儲氫密度高等優(yōu)勢，可分為低溫液態(tài)儲氫和有機液體儲 氫。低溫液態(tài)儲氫將氫氣冷卻至-253℃，液化儲存于低溫絕熱液氫罐中，儲氫密度可 達 70.6kg/m3，但裝置一次性投資較大，液化過程中能耗較高，儲存過程中有一 定 的蒸發(fā)損失，其蒸發(fā)率與處請關注容積有關，大儲罐的蒸發(fā)率遠低于小儲罐。國內產 能液氫已在航天工程中成功使用，民用缺乏相關標準。
有機液體儲氫利用某些不飽和有機物（如烯烴、炔烴或芳香烴）與氫氣進行可逆 加氫和脫氫反應，實現氫的儲存，加氫后形成的液體有機氫化物性能穩(wěn)定，安全性高， 儲存方式與石油產品相似。但存在著反應溫度較高、脫氫效率較低、催 化劑易被中 間產物毒化等問題。國內已有燃料電池客車車載儲氫示范應用案例。
固體儲氫。固態(tài)儲氫是以金屬氫化物、化學氫化物或納米材料等作為儲氫載體， 通過化學吸附和物理吸附的方式實現氫的存儲。固態(tài)儲氫具有儲氫密度高、儲氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)勢，其體積儲氫密度高于液氫。但主流金屬儲氫材料 質量儲氫率仍低于 3.8wt%，質量儲氫率大于 7wt%的輕質儲氫材料還需解決吸放氫 溫度偏高、循環(huán)性能較差的問題、國外固態(tài)儲氫已在燃料電池潛艇中商業(yè)應用，在分 布式發(fā)電和風電制氫規(guī)模儲氫中得到示范應用：國內固態(tài)儲氫已在分布式發(fā)電中得到 示范應用。
氫輸運技術
氫氣在常溫常壓下為氣態(tài)，密度僅為 0.0899 千克/立方米。作為易燃氣體，它屬 于 ? 類危險品（非燃料），與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱即發(fā)生爆炸，因此 對運輸安全要求較高。目前氫氣的輸運方式主要有氣態(tài)運輸、液態(tài)輸運和固體輸運三 種方式。
氣態(tài)輸氫。高壓氣態(tài)輸運可分為長管拖車和管道輸運 2 種方式。高壓長管拖車是 氫氣近距離輸運的重要方式，技術較為成熟，國內常以 20MPa 長管拖車運氫，單車 運氫約 300 公斤，國外則采用 45MPa 纖維纏繞高壓氫瓶長管拖車運氫，單車運氫可 提至 700 公斤。
管道運輸是實現氫氣大規(guī)模、長距離運輸的重要方式，管道運行壓力一般為 1.0~4.0MPa，具有輸氫量大、能耗小和成本低等優(yōu)勢，但建造管道一次性投資較大。 美國已有 2500 公里的輸氫管道，歐洲已有 1598 公里的輸氫管道，我國則僅有 100 公里的輸氫管道（法規(guī)限制）。
液態(tài)輸氫。液態(tài)輸氫通常適用于距離較遠、運輸量較大的場合。其中，液氫罐車 可運 7 噸氫，鐵路液氫罐車可運 8.4-14 噸氫，專用液氫駁船的運量可達 70 噸。采用 液氫儲運能夠減少車輛運輸頻次，提高加氫站單站供應能力。日本、美國已將液氫罐 車作為加氫站運氫的重要方式之一。我國僅在航空航天有運用液氫技術。
固態(tài)輸氫。輕質儲氫材料（如鎂基儲氫材料）兼具高的梯級儲氫密度和質量儲氫 率，作為運氫裝置具有較大潛力。將低壓高密度固態(tài)儲罐僅作為隨車輸氫容器使用， 加熱介質和裝置固定放置于充氫和用氫現場，可以同步實現氫的快速充裝及其高密度 高安全輸運，提高單車運氫量和輸氫安全性。
目前，我國氫能示范應用主要圍繞工業(yè)副產氫和可再生能源制氫地附近（小于 200 公里）布局，氫能儲運以高壓氣態(tài)方式為主。氫能市場滲入前期，車載儲氫將以 70MPa 氣態(tài)方式為主，輔以低溫液氫和固態(tài)儲氫，氫的運輸將以 45MPa 長管拖車、 低溫液氫、管道（示范）輸運等方式，因地制宜，協同發(fā)展。中期（2030 年），車載 儲氫將以氣態(tài)、低溫液態(tài)為主，多種儲氫技術相互協同，氫的輸運將以高壓、液態(tài)氫 罐和管道輸運相結合，針對不同細分市場和區(qū)域同步發(fā)展。遠期（2050 年）氫氣管 網將密布于城市、鄉(xiāng)村，車載儲氫將采用更高儲氫密度、更高安全性的儲氫技術。
3.3 加氫站：核心設備依賴進口，國產化逐步開啟
加氫站是氫能源產業(yè)上游制氫和下游用戶的聯系樞紐，是產業(yè)鏈的核心。加氫站 的建設數量和普及程度，在很大程度上決定了氫燃料電池汽車的產業(yè)化進程。
中國加氫站氫源絕大部分來自于外供高壓氫氣
加氫站的技術路線主要站內制氫技術和外供氫技術。站內制氫技術又包括天然氣 重整制氫和電解水制氫。其中，電解水制氫已經應用廣泛且技術已十分成熟，歐洲大 多數加氫站都采用這種技術。據不完全統(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，使用氫氣長管拖車（運輸高壓氣態(tài)氫）、液氫槽車（運輸低溫液態(tài)氫）往返加 氫站與氫源之間。由于燃料電池汽車還沒有實現大規(guī)模運營，目前加氫站建設成本和 運營成本遠遠高于傳統(tǒng)加油站、加氣站。從全球范圍內來看，政府和整車企業(yè)是加氫 站建設的主體，政府補貼的幅度均超過 50%。
中國加氫站目前都尚未盈利，能否盈利取決于運營成本、投資額、運行負荷
截至 2019 年底，全國累計已建成的加氫站共有 61 座，已經投入運營的有 52 座， 在建/擬建加氫站數量為 72 座。按照《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》規(guī)劃，到今年 底，我國計劃燃料電池汽車規(guī)模達到 5000 輛，建成加氫站至少 100 座；到 2025 年， 建成加氫站至少 300 座。但是中國加氫站目前都尚未盈利，從加氫站的營運模式來 看，能否盈利主要取決于運營成本（氫氣的價格）、投資額（設備）、加氫站運行負荷 （燃料電池汽車保有量）。
氫氣的大規(guī)模、低成本、高效的制備和運輸是降低氫氣價格的首要解決難題
當前氫氣交貨成本遠大于同等能量水平下的汽柴油成本。我們對氫氣與汽柴油 做簡單經濟性對比，汽車行駛每 100 公里，需要消耗 1kg 氫氣或 6-7 升汽油，每升 汽油價格為 6.5~7 元左右（對應布倫特油價 55 美元/桶），因此每百公里的汽油成本 為 39-49 元，即只要氫氣的成本降至 40 元/kg 以下，氫氣能源較之傳統(tǒng)汽油就有成 本優(yōu)勢。但現階段國內氫站氫氣零售價格普遍為 60-70 元/kg，明顯高于傳統(tǒng)汽柴油 的交貨成本，如果氫燃料電池公交車運行成本要達到和柴油車同等水平，加氫站氫氣售價需要大幅降低。
從氫氣售價結構來看，主要由氫氣原材料、氫氣的生產運輸成本、加氫站的固定 和可變成本以及加氫站運營維護幾個部分組成。其中涉及到氫氣的制備和儲運的成本 占到 70%。而對比看來，汽油售價的重要組成部分則是汽油的消費稅。因此從降低 氫氣售價角度，氫氣的大規(guī)模、低成本、高效的制備和運輸是首先要解決的關鍵性 難題。
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