『壹』 中國氫能發展現狀
根據中國氫能聯盟的預測，2020年以後中國氫能需求將持續增加，尤其是2030年以後，為達成「碳中和、碳達峰」的目標，氫能需求量將大增。到2060年，中國氫能年需求將超過1.3億噸。
『貳』 我國氫能產業未來發展趨勢如何
氫能源作為清潔能源，對「碳達峰」和「碳中和」的實現起到重要作用，也是推動能源體系綠色低碳轉型的重點。國內多數企業布局氫能源，其中上市企業中較多為國有企業，包括中國石化在內等央企為我國氫能源領域頭部企業。目前，已有超過三分之一的央企布局氫能源。
氫能源行業主要上市公司：目前國內氫能源行業的上市公司主要有中國石化(600028)、厚普股份(300471)、中國石油(601857)、美錦能源(000723)、金通靈(300091)、科融環境(300152)、東方電氣(600875)、安泰科技(000969)、重慶燃氣(600917)、嘉化能源(600273)、東華能源(002221)、華昌化工(002274)、雄韜股份(002733)、中國旭陽集團(01907.HK)、佛燃能源(002911)、開山股份(300257)、冰輪環境(000811)、雪人股份(002639)等。
本文核心數據：氫氣產量、氫能源競爭梯隊、氫能源央企布局情況
國內氫氣產量超2500萬噸
氫能源作為清潔能源，對「碳達峰」和「碳中和」的實現起到重要作用，也是推動能源體系綠色低碳轉型的重點。經過十餘年的長足發展，我國氫氣年產量已逾千萬噸規模，位居世界第一大產氫國。據中國煤炭工業協會數據統計，2012-2020年，中國氫氣產量整體呈穩步增長趨勢。2020年，中國氫氣產量超過2500萬噸，同比增長13.6%。
目前，國內各大企業氫能源業務主要在制氫、儲運氫、加氫三個氫能源環節布局，以及下游氫燃料電池及汽車技術上的應用。多數公司其中部分領域進行布局，較少數實力雄厚的企業開展全產業鏈布局。
氫能源上市企業中多數為國有
氫能源生產領域依據企業的注冊資本劃分，可分為3個競爭梯隊。其中，注冊資本大於100億元的企業有中國石油、國家能源集團、中國石化、寶武集團、河鋼集團;注冊資本在10-100億元之間的企業有：寶豐能源、美錦能源、隆基股份、鴻達興業、億利潔能等;華昌化工、凱美特氣、東華科技、航天工程、金馬能源等企業的注冊資本在10億元以下。
從中可以發現，頭部企業多數屬於中央及地方國有企業。從國內氫能源上市企業的性質來看，氫能源領域中國有上市企業不在少數，其中有多個屬於中央國有企業。
超過三分之一央企布局氫能源
2021年7月16日，在國新辦新聞發布會上國務院國資委秘書長、新聞發言人彭華崗表示，目前超過三分之一的中央企業已經在布局包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產業鏈，並取得了一批技術研發和示範應用的成果。氫能源作為我國未來能源發展的重要領域，央企在不斷入局。
以上數據參考前瞻產業研究院《中國氫能源行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》
『叄』 氫能源，真正的清潔能源，發展瓶頸在逐步突破，未來前景廣闊
作為碳中和領域的一個分支。氫能源板塊近期表現非常亮眼，板塊處在明顯的上升通道中，並不斷創出 歷史 新高。
下面就對氫能源板塊做一個分析以及相關標的參考。
氫能源，被譽為是世界上最干凈的能源，是真正意義上的清潔能源，也是被稱作21世紀最有發展前景的二次能源。
氫能源具有燃燒熱值高，燃燒性好，無毒無污染，運輸損耗少，可以以多種形態保存的諸多優點，是未來取代化石燃料的終極清潔能源。
各國政府都已出台氫能源及燃料電池的發展戰略，美國、日本、德國等發達國家更是將氫能規劃上升到國家能源戰略高度。
我國對於氫能源發展和氫燃料電池技術的開發也相繼出台了一系列扶持政策，並將氫能源 納入《中華人民共和國能源法（徵求意見稿）》。
由於氫能源是屬於二次能源，就是需要通過一定的方法，利用其它能源製取出來。
雖然我國是世界第一制氫大國，但是我們的制氫方法主要是採用化石燃料製取，因此會產生大量的碳排放。
而最環保的制氫方式是電解水制氫， 無污染，氫氣產品純度高。也就是我們俗稱的綠氫。
但是因為耗電量大而導致製造成本高。
這也是目前制約我們發展氫能源的一個瓶頸之一。
如今，隨著光伏發電的逐步普及，大部分光伏項目告別了多年來的補貼模式，平價上網的時代即將來臨。而這對於耗電量高的制氫工藝是極大的利好。
發展氫能產業的另外一個瓶頸是就是儲存，由於氫能源的特殊性，制氫完成後需要經過壓力處理，再用特殊的儲能設備來進行存儲，而儲存設備的高昂成本也使得氫能源的使用成本居高不下。隨著儲存技術的不斷發展，未來成本具有很大的下降空間。
氫能未來最大的應用領域就是氫燃料電池。
氫燃料電池 汽車 國外是從大巴車起步，現在已向乘用車領域拓展。而我國目前只有燃料電池大巴車，並且大多燃料電池功率小，只能當作充電寶使用。所以這個領域未來發展的空間非常巨大。
整個氫能源產業規模巨大，據估算，到2050年，中國氫能源規模將達到12萬億，而氫能源 汽車 佔比將會達到51%！
在實現碳中和目標的指引下，綠色制氫（電制氫）將會是未來發展的主要方向。
在A股上市公司中，很多公司已經在布局綠色制氫產業。日前寶豐能源發布公告稱，擬投資十億元在寧夏設立 全資子公司，通過光伏發電製取綠氫用於化工生產，並計劃通過20年時間實現以新能源製取的綠氫替代原料煤制氫。
對於光伏制氫的成本核算，公司算了一筆賬： 根據公司現有制氫設備的運行情況，制 1 標方氫氣需要 5.2度電，用電成本為 0.63 元;制氫設備的折舊、人工、輔助等，每標方氫約 0.07 元。每方氫氣的成本可控制在 0.7 元，與目前化石能源制氫成本每標方 0.6 元接近。
我國光伏產業 歷經了十餘年的發展，一毛錢一度電已經成為現實。在有些光照好的地方，光伏制氫的電力成本約0.15元，大幅低於現在制氫的電力成本。因此，未來光伏制氫的競爭力大幅增強，市場空間巨大。
目前，我國氫能源產業的上市公司數量較多，從各個產業鏈劃分主要有以下幾個部分：
氫氣製取： 中國石化(600028)、華昌化工(002274)、東華能源(002221)、衛星石化(002648)、金馬能源(06885.HK)、鴻達興業(002002)、凱美特氣(002549)、寶豐能源(600989)、金宏氣體(668106)、濱化股份(601678)、嘉化能源(600273)、航天工程(603698)、美錦能源(000723)、中國石油(601857)、隆基股份(601012)、*ST金鴻(000669)、東華 科技 (002140)、億利潔能(600277)；
氫氣液化： 深冷股份(300540)、中泰股份(300435)；
氫氣純化： 創元 科技 (000551)、昊華 科技 (600378)、杭氧股份(002430)。
氣態儲運： 中材 科技 (002080)、*ST京城(600860)、天沃 科技 (002564)、亞普股份(603013)；
液態儲運： 富瑞特裝(300228)、航天晨光(600501)。
加氫站： 中國石化(600028)、厚普股份(300471)、中國石油(601857)、美錦能源(000723)、金通靈(300091)、科融環境(300152)、東方電氣(600875)、安泰 科技 (000969)、重慶燃氣(600917)、嘉化能源(600273)、東華能源(002221)、華昌化工(002274)、雄韜股份(002733)、中國旭陽集團(01907.HK)、佛燃能源(002911)；
壓縮機上市公司： 開山股份(300257)、冰輪環境(000811)、雪人股份(002639)。
相關資料僅供參考。
『肆』 氫燃料電池的發展現狀和前景，連豐田都決定放棄氫能源
相關技術及市場仍不成熟
氫燃料電池燃料能量密度最大，高於鋰離子電動車及燃油車，能效比上占據優勢。考慮全生命周期後，能源效率約為29%，高於鋰離子電動車的28%及燃油車的14%。在續航方面，氫燃料電池汽車傳統燃油車相似，續航里程約在600公里左右，優於鋰離子電動車;此外氫燃料電池汽車還具有無噪音，充能時間短，耐低溫，事故嚴重性小等優點。
然而目前，氫燃料電池汽車在中國市場剛剛起步，技術和市場仍不成熟，處於幼稚期，未來發空間巨大;且氫燃料電池汽車應用領域不具有普適性，這也是未來氫燃料電池汽車技術需要革新和研究之處。
—— 更多數據請參考前瞻產業研究院《中國氫燃料電池行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》
『伍』 碳中和｜氫能及燃料電池產業瓶頸分析
文/於廣欣 紀欽洪 劉強 肖鋼 熊亮，中海油研究總院，現代化工
氫是宇宙中最豐富的元素。氫能作為二次能源是最佳碳中和能源載體，可用於發電、發熱、交通燃料，具有零污染、熱值高、可存儲、儲量足、應用廣等優點。氫的儲能屬性使其具備跨時間和空間靈活應用的潛力，能與可再生能源有效銜接，助力可再生能源消納與更大規模發展。正是基於氫的優點與潛能，在應對氣候變化、全球能源轉型的大背景下，國際上普遍認為氫能將成為未來能源系統的關鍵節點，在全球能源轉型及提高能源系統靈活性方面發揮關鍵作用。而近些年全球資本、技術、輿論等因素正共同催生本輪氫能熱潮。
1 氫能產業發展現狀
本輪氫能熱潮起於歐美日發達國家，並逐步擴展至全球。歐盟、美國、日本已將氫能納入國家能源發展戰略，並出台產業發展規劃和支持政策。美國重視氫能產業鏈關鍵技術培育，應用方面固定式燃料電池發電、氫燃料電池叉車和 汽車 有絕對優勢。歐盟實現凈零排放，氫能是其重要抓手，德國制定《國家氫能戰略》支持可再生能源制氫、氫基合成燃料、燃料電池產業與技術發展。日本、韓國發布詳細的發展路線圖，政策導向明確，在燃料電池車、家用燃料電池、加氫站網路和氫技術開發處於領先。國際氫能理事會發布的《Hydrogen Scaling Up》報告預測，2050年氫能約佔全球能源需求的18%，工業、交通、建築供暖供電是氫能應用重點領域。
國內將氫能定位戰略能源技術，政策利好逐步釋放。2019年氫能首次被寫入政府工作報告，2020年《中華人民共和國能源法（徵求意見稿）》第一次將氫能列為能源范疇，同年氫能納入年度國民經濟和 社會 發展計劃，並啟動燃料電池 汽車 示範推廣及國家氫能產業發展戰略規劃編制。國家層面從立法、頂層設計、示範應用等層面給予氫能產業持續的政策支持，統籌規劃、引導、規范氫能產業 健康 持續發展。在持續穩定的政策環境下， 社會 資本、產業鏈上下游相關企業、地方政府等多因素疊加催化下，近幾年國內以加氫站為代表的氫能基礎設施（表1），制-儲-運-用產業鏈關鍵技術與裝備得到發展，初步形成珠三角、長三角、京津冀等氫能產業熱點區域，目前產業整體處於技術研究與示範應用階段。根據公開資料整理，目前國內氫燃料 汽車 超過6000輛，在運營加氫站46座。《中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2019）》預測，2035年氫能占國內終端能源總量5.9%，加氫站數量1500座，燃料電池車保有量130萬輛。
面對全球應對氣候變化政策倒逼，Shell、Total、BP等歐洲石油公司相繼提出2050年「凈零碳排放」目標，押注綠色低碳能源成為普遍選擇，其中布局綠色氫工廠、加氫站等氫能業務是重點方向。至今，殼牌氫能業務已在美國、日本、德國投資超過24座加氫站，並與道達爾等企業合作在德國加速推進H2 Mobility項目（預期加氫站建設規模超過400座）。國內石化企業在發展氫能方面，具有氫源和銷售網路的優勢，中國石化等已開展制氫、加氫站及儲運設施網路的規劃和建設，2018年中國石化加入國際氫能委員會，2019年與法液空開展氫能合作，採用「油氫電一體化」新模式，在現有加油站基礎上配建加氫站，目前已在廣東、上海、浙江建成油氫合建站4座。
2 產業鏈技術與成本瓶頸分析
全球氫能及氫燃料電池車示範應用進展顯著，但氫能產業涉及制、儲、運、用多個環節，產業鏈長，技術復雜，現實中氫能大規模推廣應用仍面臨氫燃料電池製造成本高、加氫站設施薄弱、終端用氫成本高等瓶頸。
2.1 技術因素導致製造氫燃料電池成本較高
氫燃料電池系統由電堆、供氣系統、控制系統等部件共同構成。電堆是將化學能轉化為電能的核心部件，電堆成本占氫燃料電池系統總成本60%左右（見圖1）。造成電堆成本居高的主要因素包括：膜電極、電堆加工製造過程及使用環境要求。而電堆技術的瓶頸也導致氫燃料電池系統成本較高。
膜電極是電堆的核心部件，由催化劑、質子交換膜、碳紙組成，其成本約占氫燃料電池系統的36%。目前商用催化劑為鉑/碳，其成本約占氫燃料電池系統成本的23%，是成本的主要來源。質子交換膜、碳紙材料成本也較高，國內主要依靠進口，在性能和批量化上與國外還存在差距。膜電極已經發展到第三代有序化膜電極技術，趨勢是降低大電流密度下的傳質阻力，進一步提高燃料電池性能，降低催化劑用量，使膜電極的材料成本大幅降低。
均一性是制約電堆性能的重要因素，也是影響製造成本的關鍵。電堆通常由數百節單電池串聯而成，均一性與材料的均一性、部件製造過程的均一性有關；特別是流體分配的均一性，不僅與材料、部件、結構有關，還與電堆組裝過程、操作過程密切相關。由於操作過程生成水累積引起的不均一、電堆邊緣效應引起的不均一等，電堆中一節或少數幾節單電池的不均一會導致局部單節電壓過低，限制了電流的載入幅度。設計、製造、組裝、操作控制等環節產生的不均一性直接影響電堆的比功率，進而影響電堆成本。
2.2 氫燃料電池車成本較高限制了商業化銷售規模
車用燃料電池系統成本高是造成氫燃料電池車售價高的主要根源。由電堆、氫瓶和空壓機等主要部件組成的燃料電池系統是氫燃料電池車的核心，約占氫燃料電池車成本的50%。其中除電堆成本高外，供氫系統、空氣供給系統成本也較高，技術上與國外還存在較大差距。
氫燃料電池車尚未規模化生產，市場銷量有限。目前，全球最大的氫燃料電池車企業——豐田公司現有生產能力僅3000輛/年，2020年也只能達到3萬輛/年，本田、現代、日產、上汽等車企雖相繼推出商業化車型，但市場銷量依然有限（見表2）。氫燃料電池發動機企業億華通與宇通客車、福田 汽車 、中通客車等車企合作，建設了國內首條自動化氫燃料電池發動機生產線，年產能也僅1萬台。生產規模小導致整車成本較高，如豐田公司官網上2020款Mirai售價為58 550美元，是混合動力2020款PRIUS售價（24325美元）的2.5倍，遠高於消費者預期。
2.3 加註車輛少及設備國產化仍是早期加氫站發展的主要限制因素
加氫站的建設與運營仍面臨發展初期的困難。新建加氫站及將現有加油站改造為加油加氫站難度較大。新建加氫站建設標准主要採用《GB 50516—2010加氫站技術規范》，其對氫氣儲運安全和建站選址條件的要求較高，特別是加氫站的氫氣工藝設施與站外建築物、構築物的防火距離。加油加氫合建站設計要符合《GB 50156 汽車 加油加氣站設計與施工規范》，依託現有加油站設施進行改造困難較大，特別是大城市、人口密集地區問題更加突出。
加氫站的網路布局與氫燃料電池車的市場規模依然是產業初期互相掣肘的因素。純電動車推廣和充電樁建設也曾經面臨過同樣問題，加註車輛較少，限制了加氫站的良性滾動發展。目前國內建設和在運營加氫站分別是66座和46座，分布在19個省市，其中廣東、上海、江蘇、山東是加氫站主要集中地區（見表3）。目前國內加氫站數量與規劃2020年建設100座、2030年建成1000座還有較大差距。國內最早示範運營的上海安亭、北京永豐加氫站始終處於加氫車輛少的尷尬局面。德國H2 Mobility項目已建成的加氫站也存在車少的狀況，但仍在推進2023年建設400座加氫站網路的目標，試圖解決產業初期的問題。
加氫站設備國產化還面臨瓶頸，氫氣壓縮機、加註機等關鍵設備目前仍以進口為主。根據公開資料整理，加註量1000kg/d的35MPa加氫站建設成本高達1500萬元，高出加油站數倍。其中儲氫裝置、壓縮機、加註機、站控系統等佔加氫站總投資約60%，其中氫壓縮機佔比最高，約為30%。
2.4 終端用氫成本高，制儲運關鍵技術亟待突破
目前，氫作為燃料的價格仍遠高於化石燃料。氫燃料電池車的用氫成本包括從制、儲、運到加註的全過程成本。與傳統燃油車相比，氫燃料電池車百公里消耗的燃料費用要高於燃油車。根據國內示範項目的運行經驗初步估算，氫燃料電池車的燃料費用約為燃油車的1.8倍左右。氫燃料終端售價雖高於化石燃料，但國內外仍通過車企、政府補貼方式來彌補氫燃料價格的劣勢，推動氫燃料電池車產業發展。
化石能源制氫技術成熟、規模大、成本低（見表4）。國內現有工業制氫產能為2500萬t/a，氫氣來源構成主要是煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、工業副產氫以及電解水制氫，佔比分別是40%、12%、12%、32%和4%。在氫能及氫燃料電池車產業發展初期，化石能源制氫以及工業副產氫是低成本氫燃料的主要來源，有利於推動產業發展。但化石能源制氫CO2排放量大，利用可再生能源製取低成本氫氣是業界一直瞄準的方向和攻關重點，最終目標是氫氣價格與化石燃料價格持平。
綠色、低成本制氫技術是氫能產業發展的關鍵。質子交換膜（PEM）水電解制氫技術在總體效率、工作電流密度、氫氣純度、產氣壓力以及動態響應速度等方面優於鹼性水電解制氫技術（詳見表5），能適應可再生能源發電的波動性，是氫能產業鏈發展的重點技術之一，但目前面臨採用鉑催化劑、電耗高而導致的制氫成本較高問題。突破鉑催化劑、電堆等關鍵技術，進一步提高電流密度、系統能效、降低投資是PEM制氫技術的重點開發方向。
目前國內氫儲運標准、規范不完善，導致氫燃料只能以氣態方式運輸，限制了加氫站的技術選擇。液氫儲運在國內僅用於航天軍工領域，商用加氫站未有液氫供應的標准和規范。國家層面正通過立法將氫能作為能源進行管理，並制定商用液氫制、儲、運、用相關標准，2019年已完成三項液氫國家標准徵求意見稿，將填補國內民用領域液氫標准空白，由此可能帶來氫能全產業鏈技術突破，從而降低終端用氫成本。
液態氫密度高達70.6g/L（-253 ），相同有效裝載容積下液氫儲運能力遠高於高壓儲氫。盡管氫液化的能耗比氫壓縮的能耗高1倍以上，但在運輸環節液氫的運輸成本只有高壓氫的1/5~1/8。國外仍採用高壓氫氣管束車作為主要運氫方式，氣態氫限制了儲運能力，詳見表6。
3 思考與建議
氫能及燃料電池產業已進入早期示範應用階段，大規模商業化推廣仍需解決產業鏈關鍵環節的技術與成本瓶頸。具體來講，加快氫能及燃料電池產業商業化步伐需要政策、規劃、標准規范、技術等因素協同發力。
持續穩定的產業支持環境，配套相應的產業補貼，對早期氫能產業發展至關重要哦。國家應盡快啟動氫能及燃料電池產業頂層設計，編寫國家產業發展戰略規劃，制定產業發展實施方案，統籌規劃氫能產業重點發展區域，明確產業鏈制、儲、運、用環節的發展路徑。技術方面，加強綠色低碳制氫、高效低成本燃料電池、氫壓縮機、加氫機等產業鏈關鍵技術、核心零部件重點攻關，加快設備國產化，完善產業鏈標准規范。具體實施建議國家主導設立氫能 科技 重大項目，聯合企業、高校科研院所，集中力量突破核心技術、材料、裝備及關鍵零部件，打造自主技術、材料、設備生態鏈，進一步降低成本，推動產業 健康 快速發展。
展望未來綠色氫氣製取、儲運、加註與燃料電池技術突破以及氫能基礎設施完善與普及，將激發氫能及燃料電池產業應用場景多元化與規模化應用，推動氫能在全球能源轉型中擔當更加重要的角色。
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『陸』 氫能如今發展的態勢如何，氫能的發展方向都有哪些
隨著世界范圍內對綠色經濟發展重視程度的提升，氫能源的需求和應用領域不斷擴展。氫能源產業下游應用場景主要可以分為：工業領域、交通運輸領域、建築領域、電力領域四個領域。
目前，我國主要氫能源主要的應用領域為工業領域。根據中國氫能聯盟數據顯示，到2060年，工業領域用氫依舊占氫能源應用主導地位。
工業領域為我國主要氫能源應用領域
氫能源是一種二次能源，它是通過一定的方法利用其它能源製取的。氫能源作為一種高效、清潔、可持續的能源已得到世界各國的普遍關注，被譽為21世紀的新能源。隨著世界范圍內對綠色經濟發展重視程度的提升，氫能源的需求和應用領域不斷擴展。
氫能源產業下游應用場景主要可以分為：工業領域、交通運輸領域、建築領域、電力領域四個領域。涉及到除了傳統石化工業應用如合成氨、石油與煤炭深加工外，還包括燃料電池汽車、建築、發電等方面的應用。
—— 更多行業相關數據請參考前瞻產業研究院《中國氫能源行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》
『柒』 儲氫仍是氫燃料汽車發展難題，低壓儲氫技術還能解決嗎
其實氫能面臨的挑戰比燃料電池本身的挑戰要大得多。」中國科學院院士歐陽明高曾多次在采訪中反復指出當前發展燃料電池汽車面臨的一大困境——儲氫技術仍面臨重大挑戰。
魏蔚指出，低壓車載儲氫系統的重量是現在高壓儲氫方式的三倍以上，因此低壓儲氫系統當下的目標定位應該是對重量不敏感的車型。畢竟，車輛重量的增加，意味著終端用戶使用成本的增加，再加上系統成本偏貴，因此該技術目前更適合的應用場景主要是以政府采購為主、成本相對不很敏感的公交領域，而向其他領域拓展應用的難度較大。同時，公交車作為大量載人的交通工具，對安全性要求更高，相比之下也更適合低壓儲氫技術路線。
對於成本問題，該技術的研發方之一——有研工程技術研究院教授級高工蔣利軍表示，低壓合金儲氫技術目前確實存在重量偏重的問題，百公里耗氫量比高壓儲氫多0.3公斤，按照目前每公斤50元的價格計算，百公里增加的用氫成本是15元。他同時表示，未來努力方向是通過產品的標准化和批量化，以及改善儲氫材料等方式降低成本。
『捌』 氫能源「降成本」為何困難重重
制氫方式決定降成本可能性不高
制氫的常見方式包括：
這是五種常見的制氫方式，第一種的常規燃料指的是天然氣，均為不可再生的化石燃料；很顯然這種方式不能普及，投入巨大的人力物力和財力去研發電動 汽車 ，初衷正是為了減少對常規能源的依賴，同時去減少二氧化碳排放，可是通過這種方式會產生大量的二氧化碳，會加劇溫室效應；且國內天然氣的儲能比較有限，滿足CNG車輛使用都有壓力，更別提去制氫了。
甲醇重整制氫也標記哦常見，上世紀應用的很廣泛，理論上用甲醇制氫確實能做到無排放，但是甲醇可不像江河水一樣隨處可取；制備甲醇主要是以一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成，使用的原料主要是天然氣、石腦油、重油、煤炭和焦炭等，燃料是否清潔不能只看燃料本身，還要看獲取或製造燃料是否存在污染，那麼用甲醇制氫就不是理想選項了，車輛燃燒甲醇也沒有什麼意義。
工業副產品制氫主要是從焦爐煤氣變壓吸附工藝制氫，作為副產物仍舊要去看主體，主體本身不夠清潔也就不用討論氫氣的規模化生產與應用了。水鋁制氫技術近幾年熱度較高，但這種制氫的方式同樣存在污染的問題，以目前的技術似乎就沒有「清潔制氫」的理想方式，至此似乎決定了氫燃料普及無望，唯一的希望就是「電解水制氫」，然而看起來還是不靠譜。
2021年出現過「拉閘限電」，初衷不論是為了去垃圾產能還是對虛擬幣行業進行打擊，實際上也確實有用電緊張的問題；那麼電解水制氫也就行不通了，電解水可以獲得氫氣，這是個很成熟的制氫方式，但是損耗也特別大。
氫燃料 汽車 不是「用氫氣替代天然氣」，以燃燒氫氣產生熱能的「燃氣車」，本質實際是電動 汽車 。
氫氣加註到氫燃料 汽車 的儲氫罐里，增程模式中為消耗氫氣發電，電流輸入到電池組和電機以實現充電和驅動車輛行駛；這是典型的「增程式電動 汽車 」，一公斤的氫在車輛上通過燃料電池發電，能轉化出大約20kwh左右的電能。普通代步車高速巡航駕駛的電耗都在20kwh/100km以上，中大型車可以達到30kwh左右，也就是說「百公里氫耗可以達到1.0-2.0kg」。
但是用電解水制備一公斤的氫所消耗的電大約為60kwh左右，那麼跳過「電制氫、氫轉電」的流程，是不是等於這種氫燃料增程電車的實際耗電量達到了60-120kwh/100km左右了呢？實際上就是這樣，這是在浪費有限的電能。
有些說法認為光伏發電、電解水制氫、氫燃料增程的方式可行，這看起來也有些天方夜譚；光伏發電的效率不高，按照 計算的話，1 的發電功率能有200瓦左右就算不錯。假設一台車要加註5kg的氫，制氫需要耗電300kwh左右，想要在一小時內獲得300kwh的電能，需要的是大約1500 的光伏發電板，發電板的成本是相當高的哦。
所以用這種方式制氫的成本也會非常之高，其次儲氫罐的成本也非常高，目前每公斤高壓儲氫的成本在6000元上下，實製造成本極高、儲備和運輸成本極高，這樣車即便量產也用不起，所以氫燃料 汽車 目前看來沒有什麼前景可言。
天和MCN發布，保留版權保護權利
我們單位就有負責製造氫氣的車間，很危險！特愛容易爆炸，有一次爆炸，兩百多公斤的閥門飛出好幾公里！給附近老百姓的房子都震裂了。我們的技術就是燒煤然後產生一氧化碳在通過反應得到氫氣，成本很高。氫氣不易儲存和運輸，還愛爆炸！如果裝到 汽車 上，稍微泄露一點，遇到一點打火就容易爆炸！
2022年，即將到來的北京冬奧會颳起了一陣氫能源的旋風。冬奧會的火炬傳遞，全部採用氫能源。在核心賽區，延慶和張家口投入了700餘輛氫燃料大巴車，用於日常的交通運輸。
這股「氫旋風」還刮到了A股市場上，氫能源概念紅到發紫，刺激個股頻頻漲停——主營氣體運輸裝備的京城股份，在去年12月份實現了14個漲停板，股價單月飆漲300%；主營高壓容器的石重裝實現了六連板；開發氫能電源產品的動力源，也在上月下旬連續三個漲停板。
這是氫能源在當下火熱的縮影。與其他新能源相比，氫能源不僅儲量大、無污染，還兼具零碳排的特性。每單位質量所蘊含的能量更是石油的3倍、煤炭的4-5倍。除此之外，氫能源應用場景廣泛，氫燃料電池可以供給重載卡車、有軌電車、船舶、無人機、分布式發電等行業；綠色制氫還可消納太陽能和風能發電間歇式、狀態高低起伏不定的問題。
根據中國氫能聯盟的預測，到2025和2035年，我國氫產業產值將分別達到1萬億和5萬億規模。
氫能前景固然廣闊，但落地的困境卻不容忽視。
在國外，日美的氫能源能佔到各自能源總量的10%以上。日本擁有世界上數量最多加氫站，美國則擁有最低廉的氫能源價格，兩國燃料電池應用均已經投入商業銷售。
反觀國內，當前氫能源的佔比只有4%。據未來智庫測算，2020年我國氫能總成本約為60-80元/kg，距離30元/kg的可商用價格相距甚遠。
氫能源價格居高不下，還要追溯到制氫、儲氫和運氫三大環節，它們使我國氫能發展面臨著開局不利、技術瓶頸與規模化約束等重重難題，令「降成本」困難重重。
那麼，氫能降成本難題究竟如何拆解？又如何破解？
01 點歪「 科技 樹」的制氫
中國的能源結構可以歸納為「富煤、貧油、少氣」。這種特殊的結構令中國成了名副其實的「煤炭大國」——大量的化工產業平均每天要消耗掉95萬噸的煤炭資源，同時產生巨量的化工副產物。
這些副產物中，焦爐氣和氯鹼等是極其便利的制氫原料。我國氫能源產業發展的初期，就依託化工生產中的副產物作為主供氫源的原材料，以節省制氫投資，降低成本。
藉助原生資源的優勢，短短幾年間，我國就成為世界第一大產氫國。2020年中國氫氣產量突破2500萬噸，已連續多年位列世界第一。
但成也蕭何，敗也蕭何。
依託化工副產物生產的氫能源，有個致命的問題——不能算作真正的「綠色能源」。
事實上按照制氫工藝的不同，氫能源大體分為 「灰氫」、「藍氫」和「綠氫」三類。其中，藉由對工業副產物進行提純獲取氫氣，俗稱「灰氫」。通過裂解煤炭或者天然氣所得的氫氣，便是「藍氫」。「綠氫」則是通過可再生能源、電解水等方法，實現全程百分之百零碳排、零污染。
「灰氫」和「藍氫」本質上仍然是用化石燃料提供能量，會產生大量的碳排放。相關研究表明，製造「藍氫」所產生的碳足跡，比直接使用天然氣或煤炭取暖高出20%，比使用柴油取暖高出約60%。而「灰氫」的污染還要高出18%-25%。縱使有碳捕捉與封存技術（CCS）降低碳排放，依舊是杯水車薪。
也就是說，要符合氫能源產業零碳排的核心理念，產業界只能期望於綠氫。
但中國的綠氫產能著實少得可憐。由於我國氫能源產業相較歐美日發展較晚，為了在短期內快速發展，我國優先選擇了依託於優勢資源煤炭發展氫產業，其代價便是，「綠氫」制備所需的基礎建設的投資和相關技術遲遲未有發展。2020年，我國灰氫的佔比超過60%，綠氫尚且不足1%。
一筆經濟賬可以看出綠氫與灰氫的成本差距：
在我國，電解水制氫的平均成本是38元/kg，其中電力成本要佔到總成本的50%以上，而使用工業副產物制氫，平均成本僅僅只8-14元/kg。這意味著，工業電價要從當前的0.6kW·h對半折到0.3kW·h以下，綠氫才能在市場上具有競爭性。
但對標歐美日等國家，歐盟的綠氫的成本價低於14元/kg；美國的綠氫在12元/kg左右，而日本的綠氫成本固定在13.2元/kg。
如何讓綠氫從奢侈品行列變成經濟適用型，成為困擾中國氫能產業的一大難題。
而進一步拆分成本，造成綠氫高成本的兩大因素分別是電力消耗量和架設電解槽費用。歐美給出的解答是政府引導+技術革新。
在歐盟，從2020起由政府牽頭投資相繼安裝了6千兆瓦的可再生氫能電解槽，降低企業製造綠氫時電解槽的費用。
在技術上，歐盟摒棄採取工業用電電解水的模式，而使用PEM技術電解制氫。PEM技術的電解池結構緊湊、體積小，這使得其電解槽運行電流密度通常是鹼性水電解槽的4倍以上，效率極高，平均每生產1立方米氫氣可節省1千瓦時的電力。
想要讓這個棵歪掉的「 科技 樹」回到正軌，就需要投入很高的時間成本和資金成本。
去年11月，中石化建成首座PEM氫氣提純設施，其陰極和陽極催化劑、雙極板以及集電器等關鍵核心材料部件均實現國產化，制氫效率達85%以上。而這筆投資的門檻是數十億，研發周期在兩年以上。
寶豐能源也在斥巨資投入綠氫項目。其在互動平台上表示，2021年4月，耗時兩年後，公司首批電解水制氫項目全部投產，預計年產2.4億標方「綠氫」和1.2億標方「綠氧」。據其公開披露數據，近兩年來，寶豐能源在綠氫項目上已投入超過20億元。
除了兩家代表性頭部企業以外，絕大多數中下游的企業，仍在生產灰氫。如何將點歪的灰氫 科技 樹扭轉回綠氫產業，必將需要長時間的產業引導。
02 被「氫脆」卡脖子的儲氫
作為一種化學性質活潑的氣體，氫氣生產之後，需要用一種既安全又經濟的方式儲存起來。儲氫不僅是令我國頭疼的難題，而且在全世界，都沒有很好的解決辦法。
國內的主流方法是採取高壓氣態儲氫。目前，我國儲氫瓶的成本造價在27000元左右，同時配套設施的價格在15萬元，對標美國，儲氫瓶的價格也在22000元左右，略低於中國，但同樣高昂。
高成本源於氫頑皮的特性，學術上稱作「氫脆現象」。
所謂「氫脆」是指，氫氣會在金屬晶粒附近聚集起來，破壞金屬的結構，讓金屬脹氣變脆。氫氣會在金屬內累積成18.7兆帕的高壓，這是地表氣壓187倍。更糟糕的是，氫脆一經產生，就消除不了。
氫脆在 歷史 上引發過嚴重的事故。
1943年1月16日的晚上，俄勒岡州造船廠發出巨響，尚未交付的自由輪一下子斷成了兩半，這在當時引起了巨大的恐慌，眾人都以為是納粹的黑 科技 。
無獨有偶，2013年，世界上最寬的橋，舊金山-奧克蘭海灣大橋為即將到來的通車進行測試。然而僅僅2周，負責把橋面固定在水泥柱上的保險螺栓就出現了裂痕，96個保險螺栓里有30個壞掉了，使得這座大橋幾乎成了廢品。
為了緩解「氫脆」的困擾，全球想出了一種特殊的解決方法——低溫液態儲氫。將氫氣壓縮成液體，能大幅避開氣態氫造成的安全隱患。
學界普遍認為，液氫儲運技術是儲氫技術發展的重要方向。
但目前，我國液氫儲運技術相對落後，缺少大容量、低蒸發率的液氫存儲設備的開發。僅有的一些研究，多聚焦在高壓氣態儲氫方面。
例如，2020年，中科院寧波材料所使用高強高模碳纖維作為儲氫瓶的內膽，大幅提升了儲氫瓶性能。企業方面，京城股份投建了全亞洲最大的高壓儲氫瓶設計測試中心及生產線。
儲氫成本的大山，路漫漫其修遠兮。
03 「爹不疼媽不愛」的運氫
作為氫氣「出廠」前的最後一步，運氫在整個氫能產業鏈中地位舉足輕重。
然而長期以來，我國的氫氣運輸產業處於「爹不疼媽不愛」的境地，沒有系統性的規劃——幾乎所有中央和地方層面的戰略規劃中，都提到了制氫和終端應用環節。
理論上，氫氣運輸產業分為短途和中長途兩種。短途的運輸可依賴長管拖車，中長距離的運輸對成本敏感許多。其中一種經濟的方式，是先將氫氣轉為高密度的液氫狀態再進行運輸。
液氫能適應陸運和海運的模式。在陸運上，液氫儲罐最大容積可達到200立方米，是長管拖車模式的2倍。海運的液氫儲罐最大容積可達到1000立方米，在歐洲和加拿大氫氣運輸中，就均採用液氫海運的模式。
如此重要的液氫在中國卻產能極低。目前，液氫工廠僅有陝西興平、海南文昌、中國航天 科技 集團有限公司第六研究院第101研究所和西昌衛星發射中心等，主要服務於航天發射， 總產能僅有4t/d， 最大的海南文昌液氫工廠產能也僅2t/d。目前， 中國民用液氫市場基本空白。
而對標歐美，美國是全球最大、最成熟的液氫生產和應用地域，擁有15座以上的液氫工廠， 全部是5t/d以上的中大規模，總產能達到375t/d。此外，亞洲有16座液氫工廠， 日本佔了2/3。
另外一種是藉由管道運輸，但現實是，我國氫氣管網嚴重不足，全國累計僅有100km輸氫管道，且主要分布在環渤海灣、長江三角洲等地。在2016年的統計數據，全球共有4542km的氫氣管道，其中美國有2608km的輸氫管道， 歐洲有1598km的輸氫管道。
目前，我國僅僅在《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》提到，期望在2030年建成1000m長的氫氣運輸管道。而對比國外，管道運輸已經開始全面與上下游形成聯動。
例如，德國在北萊茵至威斯特法倫州鋪設的240km的氫氣管道，在給用戶供氫的同時這些氫氣管道也為工業所用。德國Frankfurt的氫氣管道直連加氫站與氯鹼電解工廠，可以免去壓縮機直接供氫。
總結來說，由於上層規劃的缺失，我國氫能運輸仍處於「地方割據」的局面，還未形成規模經濟。
04 破題關鍵詞：液氫
氫能源產業的相關的難題是多方面的，但抽絲剝繭，氫能源產業迫切需要解決的問題集中在存儲和運輸之上。
原理很簡單，「綠氫」的生產技術可以逐步迭代，但氫氣如果不能長期低成本地存儲，生產再多的「綠氫」都是徒增消耗。
此外，氫氣如果不能便捷運輸，氫能的廣泛應用就是無從談起。對照電力行業，正是高壓輸電技術的成熟，電力才能在全國范圍內大規模應用。
而儲氫與運氫問題的源頭，在於液氫。
無論是存儲端的低溫業態儲氫技術，還是中長距離的液氫運輸，都少不了大規模液氫的身影。因此，如何提升液氫產量、開發相關儲運設備，是氫能應用降成本的關鍵。
歐美日氫能產業的發展也能佐證這一點。歐盟早《未來氫能和燃料電池展望總結報告》就提到液氫重要性，同時在液氫方面的投資也從不吝嗇。2021年在法國，一個液氫廠的投資就超過1.5億美元。
美國壟斷了全球85%的液氫生產和應用，根據美國氫能分析中心的統計，在液氫的幫助下，美國的氫能源被大量用於石油化工行業和電子、冶金等行業，兩大行業平均每年要消耗掉82000噸的液氫。
日本則在液氫加氫站方面走在了前列。液氫加氫站具有佔地小，儲量大的優勢，甚至能完成制氫就發生在加氫站里。
目前，日本有建成142座，佔全球加氫站總數的25%，依託於加氫站，日本燃料 汽車 投放使用全球領先，燃料 汽車 的商業化也是全球最好的。
所以，中國的液氫亟需從當前軍用、航天領域，走向大規模民用環節。
思考歐美日液氫的發展歷程，我們有許多借鑒之處，概括而言，包括三點：
一、政策引導，為相關工作提前鋪好路。2021年5月，國家相關部門陸續出台了《氫能 汽車 用燃料液氫》、《液氫生產系統技術規范》和《液氫貯存和運輸技術要求》三個文件，制定了三項國家標准，這將對液氫發展起到關鍵性引領作用。
二、龍頭企業牽頭，建成大規模氫液化系統。液氫生產工廠的建設成本高，必須由龍頭企業率先投產，提高生產規模，才能有效降低單位成本。
三、系統整合相關資源，發揮產學研機製作用。例如，建立政府、研究機構和企業的氫能源產學研合作平台，將科研產品第一時間應用到實際生產當中。
05 結語
世界已進入雙碳時代。國際氫能委員會預計，2050 年氫能源將佔全球能源消耗總量的18%，催生年產值2.5萬億美元的產業。
世界各國對氫能源越發重視，歐美日各國氫能源產業的規劃已經做到了2050年後，並且還在迭代更新；而在我國，自2021年氫能被列為「十四五」規劃重點發展產業後，國家和各地政府迅速出台了400多項政策，規劃了2025年之前的產業發展目標。
一場事關產業政策、技術競技的產業爭霸賽已經打響。