一、氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

氫氣是世界上已知的密度最小的氣體,密度只有空氣的1/14。氫能具有發(fā)熱值高(142MJ/kg，汽油的3倍),燃燒產(chǎn)物清潔、可回收，利用形式多的特點，作為一種高效、清潔、可持續(xù)的“無碳”能源已得到世界各國普遍關注，被譽為未來能源和“碳中和”的終極解決方案。2020年全球高純氫氣產(chǎn)量超過7000萬噸，氫氣總產(chǎn)量(含合成氣)1.2億噸，其中中國產(chǎn)量超過2000萬噸。氫氣大部分用于石油精煉和化工生產(chǎn)。燃料電池是一種以氫氣為燃料、氧氣為氧化劑，直接通過電化學反應產(chǎn)生電能的環(huán)保發(fā)電系統(tǒng)，相比于汽油內(nèi)燃機30%左右的能量轉(zhuǎn)換率，氫燃料電池的轉(zhuǎn)換率可達65%～80%，是氫能重要的利用形式，也是目前各國規(guī)?；l(fā)展的重點。其他重要應用還包括工業(yè)行業(yè)中氫能冶金、天然氣摻氫燃燒等。標準普爾預測，在合成氨和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)快速增長驅(qū)動下，2030年全球氫氣需求將超過4億噸。

二、我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

(一)制氫和儲運方面

從各制氫路徑的特點來看，化石能源制氫會排放大量二氧化碳，不符合低碳的要求，且制得的氫氣中普遍含有硫、磷等危害燃料電池的雜質(zhì)，對提純有較高的要求。焦爐煤氣、氯堿尾氣等工業(yè)副產(chǎn)制氫，能避免尾氣中的氫氣浪費，實現(xiàn)氫氣的高效利用，但從長遠看無法作為大規(guī)模集中化的氫能供應來源。電解水制氫純度等級高，雜質(zhì)氣體少，易與可再生能源結(jié)合，是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ臍淠芄绞健?/p>

儲氫輸氫發(fā)展方向是開展高效、低成本氫氣儲運技術研究，包括氣態(tài)氫氣管道運輸、液態(tài)氫氣儲運、固態(tài)氫氣儲運技術和高密度低成本儲氫材料等。加氫站目前的趨勢是改造現(xiàn)有加油站，建設加油/加氫合建站，未來將實現(xiàn)“油電氣氫非”一體化發(fā)展。

(二)應用場景方面

交通運輸領域?qū)⒆鳛闅淠芟掠螒檬袌霭l(fā)展的突破口，并逐漸向儲能、工業(yè)、建筑領域拓展。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會預測，到2030年，我國燃料電池和氫能汽車產(chǎn)值有望突破萬億元大關。作為氫能汽車的核心，在燃料電池方面，我國未來一段時間氫燃料電池的發(fā)展重點仍將聚焦在燃料電池關鍵材料技術突破和降低成本上，包括燃料電池用催化劑、電解質(zhì)膜等關鍵材料，以及氫氣循環(huán)泵、空氣壓縮機、大功率直流電源變換器等關鍵設備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

我國是世界可再生能源利用第一大國，2020年全國并網(wǎng)風電、太陽能發(fā)電裝機容量分別達2.8億千瓦和2.5億千瓦，同比增長34.6%，24.1%。但風電、太陽能發(fā)電具有隨機性、間歇性的特點，為平滑電力系統(tǒng)波動性問題，氫能將在中國構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中扮演重要的儲能角色。

我國是全球第一大鋼鐵、水泥、合成氨生產(chǎn)國和第二大乙烯生產(chǎn)國，中長期來看工業(yè)規(guī)模仍將保持一定水平?；ば袠I(yè)需要大量使用灰氫作為原料，工業(yè)領域二氧化碳排放量大且屬于減排難度較大的領域。隨著“雙碳”目標的推進，綠氫將有助于實現(xiàn)這些領域的深度脫碳。

三、地方能源企業(yè)發(fā)展氫能的主要機遇和挑戰(zhàn)

(一)主要機遇

第一，出現(xiàn)了良好的發(fā)展機遇。從世界范圍看，氫能發(fā)展已經(jīng)越來越受到各國政府、能源生產(chǎn)、裝備制造企業(yè)和研究機構(gòu)的關注。國際氫能委員會預測，到2050年全球氫能占能源比重將達到18%，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元。全球氫能產(chǎn)業(yè)已處于快速發(fā)展前期，預計隨著技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)資本的持續(xù)投入，未來10-20年全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機遇期。從國內(nèi)來看，氣候雄心峰會上我國提出到2030年風電、光伏裝機將達12億千瓦以上的目標，氫能作為零碳排放的能源和可再生能源儲能的重要載體，是一種極好的能量存儲介質(zhì)。它既能以氣、液相的形式存儲在高壓罐中，也能以固相的形式儲存在儲氫材料中。氫儲能能量密度高、運行維護成本低、可長時間存儲且可實現(xiàn)過程無污染，是少有的能夠儲存百吉瓦時以上電力的儲能方式，且可同時適用于極短或極長時間供電的能量儲備技術方式，被認為是極具潛力的新型大規(guī)模儲能技術。在保障國家能源安全、推進能源產(chǎn)業(yè)升級等方面具有重要意義，面臨著很好的機遇期。

第二，目前行業(yè)正處于高速發(fā)展的窗口。隨著氫能應用技術發(fā)展逐漸成熟，以及全球應對氣候變化壓力持續(xù)增大，氫能產(chǎn)業(yè)關注度日益提升，氫能及燃料電池技術作為實現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展的重要創(chuàng)新技術，正在迎接一輪高速發(fā)展窗口，企業(yè)及時進入，提前布局，有利于企業(yè)用好先發(fā)優(yōu)勢，搶占資源。國內(nèi)來看，氫能被列入了可再生能源“十四五”發(fā)展規(guī)劃編制重點任務，全國多個省發(fā)布了“十四五”氫能規(guī)劃，2020年，我國碳達峰、碳中和戰(zhàn)略提出后，氫能產(chǎn)業(yè)再次迎來新一輪的投資熱度，氫能將是構(gòu)筑地方能源企業(yè)能競爭新優(yōu)勢的有效路徑，對地方能源企業(yè)實現(xiàn)換道超車、搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點具有重要作用。和氫能發(fā)展應用密切相關的各環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)均加大在氫能產(chǎn)業(yè)的布局和發(fā)展。

(二)主要挑戰(zhàn)

第一，成本高昂影響氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。氫能的成本主要由氫制取、氫儲運、氫加注三個環(huán)節(jié)構(gòu)成，現(xiàn)階段，由于市場用氫需求較小，且制氫、儲運、加氫各環(huán)節(jié)的商業(yè)模式還未成形，氫能成本使用成本較高。制氫方面，不同的制氫方式成本相差較大，成本在10-50元/方不等。儲運方面，20MPa高壓氣氫拖車和液氫槽車的成本分別為10元/kg和20元/kg左右。加氫方面，一座加注能力500kg/天的固定式加氫站投資規(guī)模大約在700-1200萬元(不含土地成本)，相當于傳統(tǒng)加油站的3倍。另外，加氫站運營成本也同樣較高，為保證加氫站的盈虧平衡的前提下，加氫站的終端售價還需在氫氣到站價的基礎上增加約14元/kg的運營成本。上海及佛山南海等區(qū)域氫氣銷售價格為60-70元/kg，是天然氣單位熱值價格的6-7倍。另一方面，目前車用燃料電池系統(tǒng)價格為5000-10000元/kW左右，遠超動力電池1000元/kW的造價。尤其是我國膜電極組件成本約為4000元/kW，與國際700元/kW差距較大。燃料和燃料電池價格高企制約了終端產(chǎn)品商業(yè)化的進程和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；陌l(fā)展，目前還是主要依靠高額的補貼維持企業(yè)運轉(zhuǎn)。

第二，產(chǎn)業(yè)鏈還未貫通。首先，氫氣的供應仍然是產(chǎn)業(yè)鏈完善的一大制約環(huán)節(jié)。雖然我國已有多年的化石能源制氫經(jīng)驗，在化工、鋼鐵等行業(yè)，都有專門的后端制氫工廠，但目前的化學制氫以及高壓儲氫、液態(tài)儲氫以及金屬儲氫(即固態(tài)吸附儲氫)都有適用的范圍，存在限定條件，離大規(guī)模商業(yè)化應用還有距離。常規(guī)的氫氣產(chǎn)業(yè)運營模式如何與新興的燃料電池應用產(chǎn)品之間銜接，是亟待解決的問題。其次，由于規(guī)?；潴w系還不完善，輸運成本較高，儲氫密度、安全性和儲氫成本之間的平衡關系尚未解決，用氫價格超過燃油成本，還未形成可持續(xù)的商業(yè)模式。再次，氫能燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈薄弱，整車企業(yè)也未形成穩(wěn)定的零部件供應體系。我國在燃料電池用電催化劑、質(zhì)子交換膜等關鍵材料的開發(fā)，多停留于實驗室和樣品階段，大都采用進口材料;膜電極、雙極板、空壓機、氫循環(huán)泵等關鍵組件制備工藝和國外存在較大差距，氫氣產(chǎn)業(yè)鏈上下游仍未有效貫通。

第三，政策環(huán)境待改善。氫比其他液體和氣體燃料都容易泄露，同時氫具有容易氣化、著火、爆炸的特點。在很長一段時間內(nèi)，氫是作為工業(yè)原料使用，氫也被列入危險化學品的管理范疇。2020年4月《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》是國內(nèi)首次從法律上確認氫能的能源屬性。氫作為清潔能源的使用后，氫能安全管理需考慮在交通、能源、工業(yè)、建筑等多領域的安全性問題。一是在氫能安全生產(chǎn)與管理方面，相應的法律規(guī)范、主管單位與管理體制仍然缺失。二是泄露與擴散燃燒、材料與氫的相容性、不同形式的儲氫系統(tǒng)等在內(nèi)的氫安全體系有待完善;檢測、計量及售后服務保障在內(nèi)的氫能技術標準體系也有待建立健全。三是目前國家還沒有專門的氫能政策，尚未制定專門的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

第四，氫燃料電池與電動汽車關系需理順。雖然氫燃料電池汽車與動力電池汽車的關系不是相互排斥，在不同應用場景二者可互為補充。對于遠程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸?shù)冉煌ǚ绞?，氫燃料電池汽車具有清潔零排放、續(xù)航里程長、加注時間短等特點，是適應市場需求更好的選擇。但中國電動汽車行業(yè)正面臨一場嚴峻的考驗，對動力電池和燃料電池兩條技術路線并排發(fā)展力不從心，正確有效引導資源的合理配置，防止顧此失彼的政策仍有缺失。

四、對于地方企業(yè)發(fā)展氫能的思考和建議

(一)推動氫能規(guī)劃出臺，搶占氫能制高點。各地相關企業(yè)應研究梳理氫能開發(fā)利用的總體思路后，與各地發(fā)改委等主管部門做好對接，編制時間表路線圖，加快推動各省市的氫能及加氫站規(guī)劃，搶占所在區(qū)域的氫能產(chǎn)業(yè)的制高點。

(二)積極爭取支持政策，筑牢發(fā)展基礎。地相關企業(yè)可以重點提出氫能產(chǎn)業(yè)在土地供應、財政支持，基礎設施支持、氫能汽車使用激勵、人才等方面的政策支持和保障需求。從有利于集團全面主導區(qū)內(nèi)氫能源產(chǎn)業(yè)鏈投資的角度，爭取出臺制氫、儲氫、運氫以及售氫等一系列扶持政策及鼓勵措施，為企業(yè)爭取地方氫能產(chǎn)業(yè)的主導地位打下良好的基礎。

(三)掌控上游制氫產(chǎn)業(yè)，發(fā)展綠氫制取。相關企業(yè)要推進氫能供應解決方案，建設更大范圍、更大規(guī)模的綠色氫能生態(tài)系統(tǒng)，利用各地棄水、棄風、棄光等可再生電能制備綠氫。

(四)投資加氫站的建設，優(yōu)化能源補給網(wǎng)絡。一是在布局氫能的同時與爭取與當?shù)乜稍偕茉窗l(fā)電指標綁定，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。二是參考國內(nèi)外補貼情況來看，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，積極爭取各地政府的補貼，提高經(jīng)濟可行性。三是以加氫為亮點，積極爭取土地資源，與油氣站進行合建，發(fā)展加氫/加油、加氫/加氣、加氫/充電的油電氣氫新型綜合能源體系。

(五)以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，逐步布局燃料電池產(chǎn)業(yè)。燃料電池技術是氫能汽車技術的核心，建議相關企業(yè)持續(xù)關注氫燃料電池的發(fā)展，可通過基金，參股、并購等方式投資氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，重點關注氫燃料電池系統(tǒng)，膜電極組件和雙極板企業(yè)等標的，提早布局氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈。

(作者王能系廣西投資集團創(chuàng)新研究院經(jīng)理，本文僅代表作者個人觀點)