2022《環球問策》：氫能產業距離盈利，還有幾步之遙？

【環球網 記者 陳超】近年來，氫能源愈發受到重視。不久前，國家發展改革委、國家能源局聯合發佈《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規劃》），氫能正式被確立為未來國家能源體系的重要組成部分，成為實現綠色低碳轉型的重要載體。作為戰略性新興產業和未來產業的重點發展方向，氫能將為我國加快能源轉型升級、培育經濟新增長點提供重要戰略選擇。

《規劃》明確了氫的能源屬性，以及氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，氫能產業是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向，是構建綠色低碳產業體系、打造產業轉型升級的新增長點。

氫能作為一種環保綠色新能源，越來越獲得市場的認可。然而，氫氣的製備和儲存都還有着較大的探索空間。中國石油國家高端智庫研究中心專職副主任呂建中表示，當前，我國氫能產業尚處於發展初期，與國際先進水平相比還存在較大差距，特別是產業創新能力不強、技術裝備水平不高，支撐產業發展的基礎性制度滯後，產業發展形態和發展路徑尚需進一步探索等，不能完全滿足戰略發展的需求，亟待加強統籌謀劃，進一步提升創新能力，拓展市場應用新空間，引導產業健康有序發展。

那麼，我們距離跑通氫能源全產業還有多遠？其中哪些環節是降低成本的主要攻克環節？為什麼唯一跑通全產業鏈的普拉格能源公司的模式難以複製？

綠氫是主要發展方向

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，對構建清潔低碳、安全高效的能源體系，實現碳達峯、碳中和目標具有重要意義。

富國大通投研中心對環球網記者介紹，氫能是一種理想的二次能源，被認為是全球能源轉型的重大戰略方向。氫能產業鏈包含了上游制氫、中游儲運氫、加氫和下游用氫等環節。上游制氫可分為化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫等；中游儲運氫可分為氣態、液態、固態儲運；下游氫氣的應用廣泛，既可以用作燃料電池發電，應用於汽車，船舶和航空領域，也可以單獨作為燃料氣體或化工原料進入生產，同時還可以在天然氣管道中摻氫燃燒，應用於建築供暖等。

我國擁有規模較大、基礎較好的“氫氣產業”，目前是世界第一大氫氣生產國，氫氣主要作為化工原料氣體廣泛應用於石油煉製，合成氨、甲醇生產等傳統產業。但是，因其易燃易爆，人們更為關注其危險化學品屬性，對其能源屬性認知不足。不過，業內專家指出，隨着技術的進步，可再生能源可能會變成制氫的主要方式，經濟性上明顯強於化石能源。

這麼多氫從哪裏來呢？目前制氫的主要來源：化石燃料制氫、工業副產物制氫、電解水制氫、生物質制氫等。按照此次《規劃》，可再生能源制氫是主要發展方向。以電解水制氫為基礎的氫電互變技術，為可再生能源儲能提供了新的技術選擇，這也是實現可再生能源規模化開發利用的重要技術路線，將成為氫能產業發展的重點方向。

玩轉氫能還有哪些坎兒要過？

價格，是氫能無法普及的攔路虎之一。

“我國氫能成本較高，主要是因為製取技術薄弱。”富國大通投研中心表示，制氫成本的下降主要依靠電解槽技術進步、新能源電價下降，其中電價成本佔制氫總成本的約80%，是影響成本的主要因素。根據CPIA及CWEA的數據，當電價降至0.2元/kWh時，電解水制氫成本將降低至18元/kg左右；當電價降至0.1元/kWh時，電解水制氫成本將降低至13元/kg左右。此外，通過國產化電解槽技術進步和規模化能夠帶來的成本下降，目前我國電解槽國產化率達95%，雖然隔膜和電極技術水平與國外有差距，但國內成本優勢明顯，預計2025年/2050年鹼性電解系統成本有望從1250~2000元/kW降低到600~1000元/kW。

除了生產成本，富國大通投研中心還認為，我國氫氣儲運成本也面臨降本的問題。“目前國內普遍採用20MPa氣態高壓儲氫和長管拖車運輸的方式，隨着今後國內用氫規模的擴大、運輸距離的拉長，50MPa氣態高壓儲氫或液氫運輸才能滿足高效經濟的要求，但在國內現有技術下液化過程總成本高昂，且前期設備固定投資較大，仍然面臨較大降本壓力。”富國大通投研中心負責人介紹。

根據業內人士測算，不同原料同樣製取一公斤氫的成本從高到低依次為：電解水制氫48.27元，煤制氫26.32元，天然氣制氫28.11元，乙醇制氫27.6元。其中，化石燃料制氫與工業副產製氫以較低的成本佔據制氫結構的主體地位。但化石能源面臨着碳排放問題，未來碳捕捉技術可能會解決二氧化碳排放問題，但也會增加制氫成本。目前國內的現實情況是多數制氫成本不具競爭力。比如，按照中國工程院院士彭蘇萍的分析，燃料電池車用氫成本控制在40元/公斤才有競爭力。

值得一提的是，5月初，我國科研人員的一項研究公開發布，通過搭建新型光熱系統，讓氫能的製備效率提高了6倍。據揚子晚報稱，此次河北大學科研人員的最新研究發現，便是在氫能的製備效率上有了突破。河北大學物理學院研究員李亞光團隊最新在《自然通訊》上發表的一項研究成果顯示，通過構建新型光熱系統，6㎡正常光照面積日均產氫量可以達到23.27m3，有望實現規模化室外陽光驅動甲醇重整制氫。根據已經公開的數據，這種新型光熱系統製備氫能的效率，是目前文獻報道的光催化產氫效率的6倍。

此外，還有一些關鍵技術和核心裝備需要實現突破。協鑫集團董事長朱共山在接受媒體採訪時坦言，目前綠氫成本集中在儲能端，如果通過技術突破降低儲能成本，就解決了綠氫發展的一大問題。上海嵐澤能源科技有限公司董事長孫予罕也認為，在氫的儲運及應用方面，深入的研究與成果還比較少。制氫要求儲能穩定，膜電機、膜材料等技術有很大的創新空間。

不僅存儲需要技術突破，氫能的生產、運輸、應用等也有很多技術問題需要突破。西南化工研究設計院有限公司黨委書記、總經理陳健也在接受媒體採訪時稱，氨制氫目前還沒有得到大規模工業化應用，未來還要解決大型化和高温催化劑的相關技術問題。

而更緊迫的是，我國目前尚欠缺氫能相關技術標準和規範。據中國能源報報道稱，國內一些與氫相關的關鍵材料都與國外存在着差距，比如氫密封材料、低温金屬材料、高效冷絕緣材料、一些零部件和裝備都需要突破。燃料電池方面，耐久性壽命比國外產品要短。在儲氫環節，車載儲氫罐與國外具有一定差距，還達不到完全工程化。此外，固定式、移動式的氫氣存儲裝置、加壓和加註設備，這些零部件的耐久性和可靠性還未形成技術規範和標準，未實現批量化、商業化的應用。加氫機和氫氣壓縮機，燃電電池系統檢測和氫氣檢測都與國外差距比較大。

氫能“一哥”的成功經驗可否複製？

談起氫能，人們最熟悉的是氫燃料電池汽車，該領域也成為各方聚焦的重點。而談到氫燃料電池如何盈利，不得不提及一家公司——普拉格能源(Plug Power)。

全球來看，目前只有美國上市公司普拉格能源跑通了全產業鏈的盈利模式。普拉格最先是做燃料電池起家的，後來因為抓住了沃爾瑪等公司在冷鏈物流使用的電動叉車痛點，推廣“氫能叉車”模式。

富國大通研究院介紹，普拉格能源是一家專注於氫燃料電池系統設計、開發、製造和商業化的公司，公司業務重點在燃料電池物料搬運領域應用，已經在全球累計部署超過3.2萬台燃料電池叉車，累計運行超過10億英里3億小時，處於世界絕對領先地位，市場佔有率高達95%。主要客户包括零售商如沃爾瑪、亞馬遜、耐克、家得寶等，製造商如奔馳、寶馬、寶潔、米其林等，物流公司如DHL等。

據中國能源報報道稱，2020年，美國普拉格能源在全球累計銷售超過3.2萬輛氫燃料電池叉車，全球市場佔有率達95%。此外，普拉格能源公司的氫燃料電池廣泛應用於航空、航天和無人機領域。

富國大通研究院分析指出，普拉格能源公司探索盈利模式可分為三大發展階段：

階段一，是1997-2005年：切入技術相對簡單的燃料電池電站領域，佈局燃料電池叉車領域；階段二，是2006-2015年：專注燃料電池叉車領域，佈局高市場容量的道路領域；階段三，是2016年至今：道路車輛領域佈局逐步落地，形成叉車、道路車輛、固定電站多賽道局面。

不過，富國大通研究院分析認為，普拉格能源的成功難以複製，主要原因有二點：一是有特殊的政策背景。富國大通研究院認為，拜登的當選將氫能源產業一個重要的催化劑，拜登團隊的施政方針中，其中一條是到2050年實現能源零排放。

二是燃料電池叉車市場機會主要在於替代傳統鉛酸電池叉車，並且與鋰電叉車相競爭。受到叉車行業整體市場空間和電動化進程制約，全球整體有效市場規模約300億美元，目前普拉格能源處於世界絕對領先地位，市場佔有率高達95%，掌握了幾乎全部零售業和製造業客户，在行業發展紅利期普拉格能源最早卡位了賽道並近乎統治了燃料電池叉車市場，因此説普拉格能源公司的模式難複製。

如何高質量發展？

氫能產業鏈長、利用領域廣，涉及技術包羅萬象。呂建中認為，在當前氫能產業投資佈局熱情高漲、技術路線選擇“百花齊放”的情況下，需要圍繞高質量發展需求，準確把握氫能產業創新發展方向，以需求為導向，帶動產品創新、應用創新和商業模式創新。採用“揭榜掛帥”“賽馬”等方式，鼓勵探索多種技術路線，保證氫能產業的技術積澱。從基礎研究、應用技術開發、創新產品示範等多維度部署重點科技創新項目，根據技術開發進展、可靠性、安全性及經濟性，統籌不同技術發展路線，聚焦短板弱項，加強應用基礎研究，超前部署顛覆性技術研發，明確技術推廣及示範重點，形成跨部門、跨行業、跨區域的研發佈局和協同高效的創新體系。

此外，還需要持續推動氫能先進技術、關鍵設備、重大產品示範應用和產業化發展，特別是要因地制宜開展可再生能源制氫示範，探索氫能技術發展路線和商業化應用路徑。呂建中強調，提高氫能產業發展質量，絕不能靠盲目上項目，更不能搞低水平重複投資，而要把技術創新放在首位，集中突破核心技術，增強全產業技術裝備自主可控能力，制定完善行業基礎標準，增強氫能產業鏈供應鏈的穩定性和競爭性。

富國大通投研中心建議，從國家層面明確各級政府、各級企業中的職責和定位，建立科學長效的產業發展扶持與激勵政策，給予氫能產業鏈財税獎勵或補貼。另外，嘗試與金融機構共同建立產業投資基金，或吸引社會資本參與，發揮資金槓桿與放大作用，加快推進實質性建設與運作。

不過，呂建中指出，氫能市場的關注度正持續提升，但其發展仍處於初級階段。對此，呂建中提出以下四方面建議：

一是亟需發揮好政府在優化整合創新資源方面的作用，引導創新要素向氫能產業聚集，加大共性技術能力供給；二是明確企業的創新主體地位，發揮龍頭企業的主導作用，促進政產學研用深度融合，面向市場需求開展氫能原創技術、共性技術、應用技術聯合攻關；三是支持優勢企業組建技術聯盟、產業聯盟，吸引更多中小企業參與氫能產業創新發展；四是在氫能產業的制-儲-運-用各環節，合理佈局氫能產業創新中心、工程研究中心、企業技術中心以及裝備製造中心等多層次創新平台，為《規劃》提出的氫能產業發展目標提供強有力的支撐。

同時，呂建中還建議，應建立完善氫能產業標準體系，重點圍繞建立健全氫能質量、氫安全等基礎標準，制氫、儲運氫裝置、加氫站等基礎設施標準，交通、儲能等氫能應用標準，增加標準有效供給。積極參與國際氫能標準化活動，促進國內國際氫能標準的有效對接。