2022《环球问策》：氢能产业距离盈利，还有几步之遥？

【环球网 记者 陈超】近年来，氢能源愈发受到重视。不久前，国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》（以下简称《规划》），氢能正式被确立为未来国家能源体系的重要组成部分，成为实现绿色低碳转型的重要载体。作为战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向，氢能将为我国加快能源转型升级、培育经济新增长点提供重要战略选择。

《规划》明确了氢的能源属性，以及氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。

氢能作为一种环保绿色新能源，越来越获得市场的认可。然而，氢气的制备和储存都还有着较大的探索空间。中国石油国家高端智库研究中心专职副主任吕建中表示，当前，我国氢能产业尚处于发展初期，与国际先进水平相比还存在较大差距，特别是产业创新能力不强、技术装备水平不高，支撑产业发展的基础性制度滞后，产业发展形态和发展路径尚需进一步探索等，不能完全满足战略发展的需求，亟待加强统筹谋划，进一步提升创新能力，拓展市场应用新空间，引导产业健康有序发展。

那么，我们距离跑通氢能源全产业还有多远？其中哪些环节是降低成本的主要攻克环节？为什么唯一跑通全产业链的普拉格能源公司的模式难以复制？

绿氢是主要发展方向

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，对构建清洁低碳、安全高效的能源体系，实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。

富国大通投研中心对环球网记者介绍，氢能是一种理想的二次能源，被认为是全球能源转型的重大战略方向。氢能产业链包含了上游制氢、中游储运氢、加氢和下游用氢等环节。上游制氢可分为化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢等；中游储运氢可分为气态、液态、固态储运；下游氢气的应用广泛，既可以用作燃料电池发电，应用于汽车，船舶和航空领域，也可以单独作为燃料气体或化工原料进入生产，同时还可以在天然气管道中掺氢燃烧，应用于建筑供暖等。

我国拥有规模较大、基础较好的“氢气产业”，目前是世界第一大氢气生产国，氢气主要作为化工原料气体广泛应用于石油炼制，合成氨、甲醇生产等传统产业。但是，因其易燃易爆，人们更为关注其危险化学品属性，对其能源属性认知不足。不过，业内专家指出，随着技术的进步，可再生能源可能会变成制氢的主要方式，经济性上明显强于化石能源。

这么多氢从哪里来呢？目前制氢的主要来源：化石燃料制氢、工业副产物制氢、电解水制氢、生物质制氢等。按照此次《规划》，可再生能源制氢是主要发展方向。以电解水制氢为基础的氢电互变技术，为可再生能源储能提供了新的技术选择，这也是实现可再生能源规模化开发利用的重要技术路线，将成为氢能产业发展的重点方向。

玩转氢能还有哪些坎儿要过？

价格，是氢能无法普及的拦路虎之一。

“我国氢能成本较高，主要是因为制取技术薄弱。”富国大通投研中心表示，制氢成本的下降主要依靠电解槽技术进步、新能源电价下降，其中电价成本占制氢总成本的约80%，是影响成本的主要因素。根据CPIA及CWEA的数据，当电价降至0.2元/kWh时，电解水制氢成本将降低至18元/kg左右；当电价降至0.1元/kWh时，电解水制氢成本将降低至13元/kg左右。此外，通过国产化电解槽技术进步和规模化能够带来的成本下降，目前我国电解槽国产化率达95%，虽然隔膜和电极技术水平与国外有差距，但国内成本优势明显，预计2025年/2050年碱性电解系统成本有望从1250~2000元/kW降低到600~1000元/kW。

除了生产成本，富国大通投研中心还认为，我国氢气储运成本也面临降本的问题。“目前国内普遍采用20MPa气态高压储氢和长管拖车运输的方式，随着今后国内用氢规模的扩大、运输距离的拉长，50MPa气态高压储氢或液氢运输才能满足高效经济的要求，但在国内现有技术下液化过程总成本高昂，且前期设备固定投资较大，仍然面临较大降本压力。”富国大通投研中心负责人介绍。

根据业内人士测算，不同原料同样制取一公斤氢的成本从高到低依次为：电解水制氢48.27元，煤制氢26.32元，天然气制氢28.11元，乙醇制氢27.6元。其中，化石燃料制氢与工业副产制氢以较低的成本占据制氢结构的主体地位。但化石能源面临着碳排放问题，未来碳捕捉技术可能会解决二氧化碳排放问题，但也会增加制氢成本。目前国内的现实情况是多数制氢成本不具竞争力。比如，按照中国工程院院士彭苏萍的分析，燃料电池车用氢成本控制在40元/公斤才有竞争力。

值得一提的是，5月初，我国科研人员的一项研究公开发布，通过搭建新型光热系统，让氢能的制备效率提高了6倍。据扬子晚报称，此次河北大学科研人员的最新研究发现，便是在氢能的制备效率上有了突破。河北大学物理学院研究员李亚光团队最新在《自然通讯》上发表的一项研究成果显示，通过构建新型光热系统，6㎡正常光照面积日均产氢量可以达到23.27m3，有望实现规模化室外阳光驱动甲醇重整制氢。根据已经公开的数据，这种新型光热系统制备氢能的效率，是目前文献报道的光催化产氢效率的6倍。

此外，还有一些关键技术和核心装备需要实现突破。协鑫集团董事长朱共山在接受媒体采访时坦言，目前绿氢成本集中在储能端，如果通过技术突破降低储能成本，就解决了绿氢发展的一大问题。上海岚泽能源科技有限公司董事长孙予罕也认为，在氢的储运及应用方面，深入的研究与成果还比较少。制氢要求储能稳定，膜电机、膜材料等技术有很大的创新空间。

不仅存储需要技术突破，氢能的生产、运输、应用等也有很多技术问题需要突破。西南化工研究设计院有限公司党委书记、总经理陈健也在接受媒体采访时称，氨制氢目前还没有得到大规模工业化应用，未来还要解决大型化和高温催化剂的相关技术问题。

而更紧迫的是，我国目前尚欠缺氢能相关技术标准和规范。据中国能源报报道称，国内一些与氢相关的关键材料都与国外存在着差距，比如氢密封材料、低温金属材料、高效冷绝缘材料、一些零部件和装备都需要突破。燃料电池方面，耐久性寿命比国外产品要短。在储氢环节，车载储氢罐与国外具有一定差距，还达不到完全工程化。此外，固定式、移动式的氢气存储装置、加压和加注设备，这些零部件的耐久性和可靠性还未形成技术规范和标准，未实现批量化、商业化的应用。加氢机和氢气压缩机，燃电电池系统检测和氢气检测都与国外差距比较大。

氢能“一哥”的成功经验可否复制？

谈起氢能，人们最熟悉的是氢燃料电池汽车，该领域也成为各方聚焦的重点。而谈到氢燃料电池如何盈利，不得不提及一家公司——普拉格能源(Plug Power)。

全球来看，目前只有美国上市公司普拉格能源跑通了全产业链的盈利模式。普拉格最先是做燃料电池起家的，后来因为抓住了沃尔玛等公司在冷链物流使用的电动叉车痛点，推广“氢能叉车”模式。

富国大通研究院介绍，普拉格能源是一家专注于氢燃料电池系统设计、开发、制造和商业化的公司，公司业务重点在燃料电池物料搬运领域应用，已经在全球累计部署超过3.2万台燃料电池叉车，累计运行超过10亿英里3亿小时，处于世界绝对领先地位，市场占有率高达95%。主要客户包括零售商如沃尔玛、亚马逊、耐克、家得宝等，制造商如奔驰、宝马、宝洁、米其林等，物流公司如DHL等。

据中国能源报报道称，2020年，美国普拉格能源在全球累计销售超过3.2万辆氢燃料电池叉车，全球市场占有率达95%。此外，普拉格能源公司的氢燃料电池广泛应用于航空、航天和无人机领域。

富国大通研究院分析指出，普拉格能源公司探索盈利模式可分为三大发展阶段：

阶段一，是1997-2005年：切入技术相对简单的燃料电池电站领域，布局燃料电池叉车领域；阶段二，是2006-2015年：专注燃料电池叉车领域，布局高市场容量的道路领域；阶段三，是2016年至今：道路车辆领域布局逐步落地，形成叉车、道路车辆、固定电站多赛道局面。

不过，富国大通研究院分析认为，普拉格能源的成功难以复制，主要原因有二点：一是有特殊的政策背景。富国大通研究院认为，拜登的当选将氢能源产业一个重要的催化剂，拜登团队的施政方针中，其中一条是到2050年实现能源零排放。

二是燃料电池叉车市场机会主要在于替代传统铅酸电池叉车，并且与锂电叉车相竞争。受到叉车行业整体市场空间和电动化进程制约，全球整体有效市场规模约300亿美元，目前普拉格能源处于世界绝对领先地位，市场占有率高达95%，掌握了几乎全部零售业和制造业客户，在行业发展红利期普拉格能源最早卡位了赛道并近乎统治了燃料电池叉车市场，因此说普拉格能源公司的模式难复制。

如何高质量发展？

氢能产业链长、利用领域广，涉及技术包罗万象。吕建中认为，在当前氢能产业投资布局热情高涨、技术路线选择“百花齐放”的情况下，需要围绕高质量发展需求，准确把握氢能产业创新发展方向，以需求为导向，带动产品创新、应用创新和商业模式创新。采用“揭榜挂帅”“赛马”等方式，鼓励探索多种技术路线，保证氢能产业的技术积淀。从基础研究、应用技术开发、创新产品示范等多维度部署重点科技创新项目，根据技术开发进展、可靠性、安全性及经济性，统筹不同技术发展路线，聚焦短板弱项，加强应用基础研究，超前部署颠覆性技术研发，明确技术推广及示范重点，形成跨部门、跨行业、跨区域的研发布局和协同高效的创新体系。

此外，还需要持续推动氢能先进技术、关键设备、重大产品示范应用和产业化发展，特别是要因地制宜开展可再生能源制氢示范，探索氢能技术发展路线和商业化应用路径。吕建中强调，提高氢能产业发展质量，绝不能靠盲目上项目，更不能搞低水平重复投资，而要把技术创新放在首位，集中突破核心技术，增强全产业技术装备自主可控能力，制定完善行业基础标准，增强氢能产业链供应链的稳定性和竞争性。

富国大通投研中心建议，从国家层面明确各级政府、各级企业中的职责和定位，建立科学长效的产业发展扶持与激励政策，给予氢能产业链财税奖励或补贴。另外，尝试与金融机构共同建立产业投资基金，或吸引社会资本参与，发挥资金杠杆与放大作用，加快推进实质性建设与运作。

不过，吕建中指出，氢能市场的关注度正持续提升，但其发展仍处于初级阶段。对此，吕建中提出以下四方面建议：

一是亟需发挥好政府在优化整合创新资源方面的作用，引导创新要素向氢能产业聚集，加大共性技术能力供给；二是明确企业的创新主体地位，发挥龙头企业的主导作用，促进政产学研用深度融合，面向市场需求开展氢能原创技术、共性技术、应用技术联合攻关；三是支持优势企业组建技术联盟、产业联盟，吸引更多中小企业参与氢能产业创新发展；四是在氢能产业的制-储-运-用各环节，合理布局氢能产业创新中心、工程研究中心、企业技术中心以及装备制造中心等多层次创新平台，为《规划》提出的氢能产业发展目标提供强有力的支撑。

同时，吕建中还建议，应建立完善氢能产业标准体系，重点围绕建立健全氢能质量、氢安全等基础标准，制氢、储运氢装置、加氢站等基础设施标准，交通、储能等氢能应用标准，增加标准有效供给。积极参与国际氢能标准化活动，促进国内国际氢能标准的有效对接。