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在我國“碳中和，碳達(dá)峰”的大背景下，新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)逐漸成為市場關(guān)注的熱點(diǎn)，作為新能源產(chǎn)業(yè)的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，氫能被認(rèn)為是未來能源變革的重要組成部分。

據(jù)國際氫能委員會(huì)發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢調(diào)研報(bào)告》顯示，預(yù)計(jì)到2030年，全球燃料電池乘用車將達(dá)到1000萬輛至1500萬輛，到2050年，氫能源需求量將是目前的10倍。

然而，氫能源的商業(yè)化利用是否能大面積鋪展開來，這就關(guān)系到氫能源核心技術(shù)的攻關(guān)，這最終將會(huì)落腳于能源成本是否便宜，未來如何看待氫能源發(fā)展？

氫能源為何能替代化石燃料

氫作為宇宙中含量最多的元素，在地球所有元素儲(chǔ)量中排名第三，大部分氫元素是以水的形式存在于大自然中，因此確保了能源供給的充足性和獲取的便易性；其次，氫氣在與氧氣反應(yīng)后只產(chǎn)生水，并釋放化學(xué)能，因此整個(gè)反應(yīng)過程中并無其他中間產(chǎn)物，無浪費(fèi)、無污染；最后，根據(jù)氫氣的化學(xué)性質(zhì)，可以發(fā)現(xiàn)它的熱值很高，是石油燃燒的3倍，煤炭燃燒的4.5倍，這也意味著如果消耗相同質(zhì)量的燃料，氫氣所提供的能量是最大的。

這些氫氣的理化性能決定了氫能源將成為化石燃料的理想替代品。

對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)鏈來說，可分為制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站、氫燃料電池應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)，相比于鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈來說，氫能產(chǎn)業(yè)鏈更長，復(fù)雜程度更高。

就拿制氫環(huán)節(jié)來說，一般現(xiàn)有的制氫方式都是通過電解水，但根據(jù)電能產(chǎn)生途徑不同，可分為由可再生能源供電得到的氫氣稱之為“綠氫”，由化石能源燃燒供電得到氫氣稱之為“灰氫”，因此，“灰氫”制造過程中不可避免的又有大量的碳排放問題，這又和我們發(fā)展氫能源的初衷相背離。其次就是通過收集含氫工業(yè)尾氣中的工業(yè)副產(chǎn)氫，由于利用效率低，有較高比例的富余，工業(yè)副產(chǎn)氫可能是短期內(nèi)最為經(jīng)濟(jì)的制氫方式。

對(duì)于儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)而言，現(xiàn)有的氫氣儲(chǔ)存手段主要為氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫這三種。現(xiàn)在只有高壓液態(tài)儲(chǔ)氫已經(jīng)廣泛應(yīng)用，液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫還處于研究和示范階段。氫的運(yùn)輸按其形態(tài)可分為氣態(tài)運(yùn)輸、液態(tài)運(yùn)輸和固態(tài)運(yùn)輸，其中氣態(tài)和液態(tài)是目前主流運(yùn)輸方式，目前氫氣運(yùn)輸以高壓氣態(tài)運(yùn)輸短期長管拖車為主，但其加壓與運(yùn)力仍待提高；液態(tài)氫運(yùn)輸在國外技術(shù)成熟地區(qū)廣泛運(yùn)用，我國尚未達(dá)到民用水平。

而加氫站的技術(shù)路線主要分為站內(nèi)制氫技術(shù)和外供氫技術(shù)，中國加氫站的氫源絕大部分來自于外供高壓氫氣。據(jù)OFweek統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國內(nèi)正在運(yùn)營的加氫站中，僅少部分地區(qū)加氫站具備站內(nèi)制氫能力，其余加氫站的氫氣主要來源于外部供氫。站內(nèi)制氫技術(shù)為大多數(shù)的歐洲加氫站所采用。

由此可見，在整個(gè)氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈中還有很多技術(shù)攻關(guān)待突破，畢竟就連氫燃料電池最重要的支持者之一本田，宣布從8月起終結(jié)氫燃料電池車Clarity Fuel Cell.另一大支持者，也是最為人熟知的“氫陣營”成員豐田，預(yù)熱了好幾年的2020東京奧運(yùn)會(huì)展示計(jì)劃，在奧運(yùn)前夜隨著放棄贊助而告吹。所以我們不得不懷疑在短期內(nèi)的氫能源運(yùn)用問題。

制氫成本高企成為首要挑戰(zhàn)

除了對(duì)氫能源核心技術(shù)的攻關(guān)問題，制運(yùn)成本也是我國氫能源面臨的首要挑戰(zhàn)。根據(jù)能鏈數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前德國的氫價(jià)為9.5歐/kg(74.4元/kg)，而油價(jià)則為1.53美金/升(10.85元/升)；美國氫價(jià)為15美金/kg(106.35元/kg)，油價(jià)為0.77美金/升(5.46元/升)；日本氫價(jià)為70元/kg.當(dāng)前國內(nèi)氫氣售價(jià)為60-70元/kg(無補(bǔ)貼情況下)，公交車跑100公里，則需要8公斤氫氣，也就是480-560元，對(duì)比使用柴油的100公里油耗220元，使用氫氣的成本仍然很高；而普通乘用車100公里需要1公斤氫氣來講，與普通汽油車成本差不多。

其次，運(yùn)氫成本是中國加氫站成本的重要一環(huán)，也是降低加氫價(jià)格的關(guān)鍵。根據(jù) 《International Journal of Hydrogen Energy》對(duì)上海加氫站成本的研究，站內(nèi)制氫的加氫站與外供高壓氫氣的加氫站相比，加氫的成本更低，主要原因是運(yùn)送到加氫站的“原料”工業(yè)氫卡車的成本相對(duì)較高，這也是發(fā)達(dá)國家加氫價(jià)格較低的原因之一。由于中國大部分加氫站沒有站內(nèi)制氫的能力，因此充分利用長管拖車的運(yùn)輸能力變得十分重要。降低運(yùn)氫成本可以彌補(bǔ)與發(fā)達(dá)國家的成本差距，使加氫的價(jià)格降低。

由此可見，制運(yùn)成本也是氫能源發(fā)展過程中的瓶頸，短期內(nèi)氫能源作為燃油車、混動(dòng)車、純電動(dòng)車(乘用車)的補(bǔ)充選擇，以及商用車領(lǐng)域的主流選擇之一，氫燃料電池車是完全具備充足潛力的；但指望氫燃料電池車像今天的純電動(dòng)車一般，躋身乘用車市場的主流之一，至少在可預(yù)見的未來、在短期乃至中期，這種可能性實(shí)在很小。

因此，氫燃料電池作為乘用車補(bǔ)充與后備角色、商用車新能源重點(diǎn)之一的地位，不應(yīng)因?yàn)闀簾o可能成為乘用車主流而被貶低；氫燃料電池在乘用車領(lǐng)域不具備“下一個(gè)電動(dòng)車”的現(xiàn)實(shí)條件，也不應(yīng)因?yàn)樗杂欣^續(xù)研究價(jià)值、在商用車領(lǐng)域大有可為而被高估。

結(jié)論

可見，政策性扶持在氫能源發(fā)展的未來道路上是不可或缺。

我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈正處于導(dǎo)入期，政策扶持顯得尤為重要，政策扶持下產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“規(guī)模化-降本-開拓市場”的量價(jià)循環(huán)。此外，持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步也將反哺解決各環(huán)節(jié)核心技術(shù)的成本制約，進(jìn)一步提升商業(yè)化競爭力。

原標(biāo)題：氫能源發(fā)展展望