全球觀速訊丨萬億氫能賽道一觸即發，距離“終極能源”還有多遠？

（成都第二屆國際氫能及燃料電池產業大會現場，來源：鈦媒體 APP 拍攝）

自巴黎氣候大會以來，" 碳達峰 "" 碳中和 " 逐步形成全球共識，各國紛紛發力推進能源轉型。這其中，減少化石燃料，提升清潔能源使用占比已成全球趨勢。而在新能源中，氫能源因高效、安全、儲量大、零污染等諸多優點被譽為 " 終極能源 "，近兩年發展迅速。

鈦媒體 APP 在 6 月 30 日舉行的第十九屆西博會的主題活動之一、成都第二屆國際氫能及燃料電池產業大會暨首屆川渝氫能產業生態合作大會上了解到，氫能及燃料電池產業前景巨大，但目前整個產業仍處于起步階段，面臨關鍵技術卡脖子、成本偏高、大規模應用等問題。

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業內人士紛紛建言，亟需在實際的標準 / 規定制定及項目審批等環節真正 " 確認氫的能源屬性 "。而在解決關鍵技術的研發及產業化方面，則要以產業化為導向，" 政、產、學、研、用 " 緊密合作。

萬億氫能賽道呼之欲出

" 不管是全球還是中國、美國，能源相關二氧化碳排放占比約 90%，其他相關二氧化碳排放占比約 10%。所以碳達峰碳中和重點在能源，是以能源為主的系統性問題。" 德國國家工程院院士、天府新能源研究院院長雷憲章在會上指出，要實現雙碳目標，首先是一場能源革命。

氫能被譽為 " 終極能源 "，是 21 世紀最具發展潛力的清潔能源。隨著氫能科技創新和產業發展，美國、日本等發達國家紛紛將氫能上升為國家戰略。數據顯示，目前全球氫能市場規模約為 1000 多億美元。國際氫能委員會的報告顯示，預計到 2030 年，全球氫能領域投資總額將達到 5000 億美元。世界能源理事會還預計，到 2050 年，氫能在全球終端能源消費量中的占比可高達 25%。在近日的 "2023 世界氫能技術大會 " 上，中國科學院院士歐陽明高更是預測氫能是有 "10 萬億 " 規模潛力的產業集群。

及至國內，作為推進 " 雙碳 " 的有效路徑，氫能被推上風口。在雷憲章看來，中國與歐洲碳中和脫碳之路類似，后者能源革命主要依靠清潔能源、綠氫和節能增效三條路徑，即能效、電氣化及綠色氫能。路徑一，以能效為核心、以節能為重點、以 " 循環經濟 " 為抓手的循環能源系統的節能降碳之路；路徑二，以清潔能源為支撐，大力推進終端用能的電氣化；路徑三，對于難以實現電氣化的領域如重工業、重型卡車、鐵路、航空和海上運輸中實施氫能替代。

實際上，時間拉長來看，在雙碳背景下，未來交通、建筑、以及大部分工業部門，甚至時下大熱的數字化轉型，都需要依靠氫能實現深度脫碳，這就意味著氫能的應用十分廣泛，未來市場空間巨大。

中國科學院院士、西安交通大學教授、博導陶文銓在會上就提到，" 在全球數字化經濟轉型的發展趨勢下，5G、云計算、人工智能和元宇宙等數字化信息技術和傳統產業深度融合發展，全球數據儲量爆發式增長。作為數據傳遞、處理、分析、存儲的主要載體，數據中心的需求量和建設規模也在不斷飛速發展。截至 2022 年 6 月底，我國在用數據中心機架總規模超過 600 萬架，耗電量 2739 億度。數據中心已經成為我國的一個高耗能行業，節能、減排的任務十分艱巨。"

根據中國氫能聯盟的預測，到 2060 年，中國氫能年需求將超過 1.3 億噸。

當然，當前氫能最為人關注的應用還是在交通運輸領域，其商業化應用已經落地。根據中汽協數據，2020 年 -2022 年，我國燃料電池汽車產量分別為 1199 輛、1777 輛、3626 輛，銷量分別為 1177 輛、1586 輛和 3367 輛。中國氫能聯盟研究院的統計顯示，截至 2022 年底全球燃料電池車保有量達到 6.7 萬輛，同比增長 36.6%，其中我國燃料電池車保有量為 12682 輛。

（西博會上展出的氫能源車，來源：鈦媒體 APP 拍攝）

中國氫能聯盟還分析，至 2050 年，氫能在我國終端能源體系中占比至少達到 10%，氫氣需求量接近 6000 萬噸。其中，交通運輸領域用氫 2458 萬噸，約占該領域用能比例的 19%；氫燃料電池車產量達到每年 520 萬輛。

多方獻策解決產業痛點

氫能應用大有可為，但整個產業目前仍處于起步階段，面臨的掣肘和挑戰頗多。在會上，專家們紛紛呼吁，" 真正確認氫的能源屬性 "。

陶文銓談到，" 我們國家《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》中雖已確認氫的能源屬性，但是許多實際審批及具體標準、規定中，氫只有危化品的屬性而沒有能源的屬性，這不利于氫能產業的迅速發展。" 其建議將氫參照燃氣，在其能源屬性方面，按照燃氣來進行管理，這樣可為氫能產業的發展營造一個良好的政策環境。

其次，則是關鍵技術 " 卡脖子 " 及如何降成本的問題。根據生產來源和碳排放量的不同，氫又分為灰氫、藍氫和綠氫。其中，綠氫是由太陽能、風能等可再生能源電解水制得的氫氣，過程中幾乎不產生碳排放，所以被認為是未來主流，但其制取成本較高。

根據東吳證券的預測，如果是按照目前電耗 5 千瓦時 / 標方，電價 0.3 元 / 千瓦時來測算，堿性電解水制氫的合計成本為 25 元 /kg，而煤制氫的成本為 9.6 元 /kg，天然氣制氫成本為 15 元 /kg。由此可見，綠氫的成本將近煤制氫成本的兩倍多。

" 綠氫的成本主要是受電價、電耗和制氫設備等影響，其中電力成本約占到六七成以上。" 在活動現場，一位氫能從業人士告訴鈦媒體 APP，雖然當前綠氫成本有所下降，但目前比較主流的觀點都認為，綠氫要與藍氫具備競爭力起碼要到 2025 年之后，要與灰氫平價則需要更長的時間。

天風證券的研報就指出，預計至 2025 年，綠氫制備單位成本有望下降至 14.46 元 /kg，；至 2030 年，綠氫制備單位成本有望進一步下降至 8.88 元 /kg，分維度對比綠氫與藍氫、灰氫的經濟性看，綠氫與藍氫有望在 2025 年平價，與灰氫有望在 2025-2027 年平價。

氫能替代不會一蹴而就，降成本亦非一朝一夕，隨著氫能產業的發展，由綠電與綠氫耦合而形成的 " 電氫體系 " 被視為氫能創新的主要方向。

雷憲章就在會上表示，" 要力爭實現以電網為主，氫能（氫基能源）為輔的電氫耦合協同的清潔能源的新型能源供給模式，保證綠色能源安全供應和消費。"

他建議建設分布式主動供電系統，通過固體氧化物燃料電池技術及固體氧化物燃料電池蒸汽輪機聯合循環系統，以充分保障新型電網的穩定運行和提高能源綜合使用效率，為經濟社會高質量發展提供堅強的能源保障。

" 新型電力系統面臨的最大挑戰是高比例間歇性和波動性的可再生能源與剛性負荷的矛盾。" 雷憲章認為，不同時段的電力系統負荷平衡需求可通過不同的儲能技術來滿足。面對以分鐘小時為時間尺度的調度需求，可利用電池充放電實現調峰、調頻；以天為時間尺度，則可利用抽水蓄能、壓縮空氣儲能、SOFC ( 固體氧化物燃料電池 ) 等實現功率平衡；中長期時間尺度下，可利用電解水制氫消納新能源發電，以氫燃料 SOFC 發電技術匹配功率波動，確保電網高比例清潔電力條件下的全時域功率平衡和動態穩定。

同樣面臨嚴峻成本挑戰的還有氫燃料電池。加拿大國家工程院院士、廣州大學教授葉思宇在現場表示：" 燃料電池產業鏈非常長，比如終端的汽車、飛機到上游的膜電極，再到上游的催化劑。而在我國，燃料電池的一些關鍵核心技術環節亟待實現技術突破，其中一個非常重要的材料就是膜電極。"

（西博會上展出的氫燃料電池發動機，來源；鈦媒體 APP 拍攝）

葉思宇介紹，膜電極材料的一些研制環節依然是被國外技術壟斷的，整個燃料電池電堆的研制成本中，膜電極所占的成本非常高。從某種意義上說，膜電極在整個燃料電池降成本過程中承擔著最艱巨的任務。

如何解決？葉思宇稱，要提升膜電極的研發水平，往上游看，需要提升膜電極所需的原材料技術水平和規模化水平。

" 氫行業的快速發展依賴于跨行業、跨區域的合作、整合和創新，氫燃料電池全產業鏈多層級工程化驗證尤其需要上下游產業鏈密切配合。" 葉思宇建議，以產業化為導向的政、產、學、研、用的緊密合作是推動燃料電池關鍵材料不斷更新換代的最佳路徑。

針對氫燃料電池發展，陶文銓則更多從底層研發給出建議：一是深度研究并掌握催化層內部復雜的物理與電化學過程，查明與掌握催化層中復雜的多尺度、氣液固、物理化學反應的規律、優化結構及掌握與制造工藝的關系；二是發展應用相似原理的高效的實驗研究方法，只有利用相似原理才能大大減少實驗測試次數而又能得到有較寬應用范圍的結果；三是研發燃料電池堆全數字化多尺度仿真設計平臺。

成渝氫能發展已上路

可喜的是，隨著從國家到地方各級政府的重視和支持，上述的問題正在逐步化解。

2022 年 3 月 23 日，國家發改委、國家能源局印發了《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》，提出要建立 "1+N" 政策體系，明確氫能戰略定位，部署產業發展重點任務。

之后，各地方政府紛紛跟進，相繼推出各類支持政策。截至 2022 年底，我國各地方政府發布氫能政策超 300 項，政策類型多方面，支持方向以氫能交通應用向跨行業耦合應用場景拓展。

以川渝為例，兩地先后出臺氫能產業發展規劃和指導意見，簽訂《打造成渝地區雙城經濟圈氫走廊戰略合作協議》，出臺《成渝地區雙城經濟圈汽車產業高質量協同發展實施方案》等相關政策文件 60 余項，形成較為完整的政策體系。2021 年 11 月，總體規劃了兩條城際線路和一條直達干線的 " 成渝氫走廊 " 正式貫通。

四川省經信廳汽車產業處處長劉珂在會上發布的川渝氫能及燃料電池汽車產業發展情況顯示，川渝地區發展氫能的政策力度大、氫能來源優、創新能力強、產業鏈條全、應用場景廣，目前聚集產業鏈上下游及科研院所 200 余家，基本打通了產業鏈上下游。成渝氫走廊現已投入燃料電池汽車 695 輛，建成加氫站 24 座。力爭到 2025 年，累計投入燃料電池 1000 輛，建成加氫站 30 座。

劉珂表示，" 下一步，川渝兩地將進一步加強協作，共同支持產業鏈上下游企業、高校和科研院所協同創新；關鍵零部件和原材料領域實現更多國產化替代，降低全產業鏈成本，引進培育碳紙等關鍵零部件企業；不斷延鏈強鏈補鏈，加大示范應用，推動成渝‘氫走廊’提質擴容。"

當然，氫能產業發展也離不開產業鏈上各鏈主的主動作為。據央視新聞報道，當前，已有超過 1/3 的中央企業在氫產業鏈上布局發展，覆蓋了煤炭、電力、石油天然氣、核能等各個重要的能源領域。

典型的如東方電氣，據東方電氣氫能科技有限公司（以下簡稱 " 東方氫能 "）副總經理謝光有介紹，早在 2010 年東方電氣集團就瞄準了氫燃料電池研究，將氫能產業納入集團戰略發展規劃，并于 2015 年設立東方氫能前身東方電氣（成都）清能科技有限公司；" 十三五 " 期間，又將氫能作為重點培育發展的戰略新興產業。" 經過多年的發展，公司不斷夯實燃料電池系統發電技術優勢，逐步開展工程應用示范，針對長時發電需求的高效率設計方案，額定點氫耗降低 20%；基于多種氫源的燃料電池聯合供能整體解決方案；并開展熱 - 電聯供、冷 - 熱 - 電綜合功能等多種方式的應用和示范。"

且如上所述，產業鏈上各主體協同發展已成行業共識。在此次會上，以東方電氣、一汽解放、蜀都客車、億華通等為代表的川渝氫能產業鏈主企業就共同發布了 " 氫聚川渝，共繪藍圖 " 川渝氫能產業發展共識，它們將強化技術創新協同，聯合突破新技術推出新產品；強化產業集群協同，打造高質量氫能及燃料電池汽車產業集群；強化基礎設施協同，建設互聯互通的氫能基礎設施網絡；強化示范效應協同，構建多元氫能應用場景。

值得一提的是，各類氫能政策的催化和企業協同發展，已經驅動一批氫能項目落地或加速推進。

6 月 30 日，中石化宣布，新疆庫車綠氫示范項目順利產氫，產出的氫氣通過管道輸送到中國石化塔河煉化，替代現有天然氣化石能源制氫。至此，該項目實現綠氫生產到利用全流程貫通，標志著我國首次實現萬噸級綠氫煉化項目全產業鏈貫通。

時間往前推，6 月 21 日，四川能源投資集團有限責任公司剛剛與攀枝花市簽署投資協議，前者擬投資 30 億元在攀枝花市打造氫能全產業鏈基地……（本文首發于鈦媒體 APP，作者 | 蘇啟桃）

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