氫能產業：萬億市場的痛點與機遇

　　去年北京冬奧會，投入使用了816輛氫燃料電池汽車成為官方客運的主力。氫能這種新型清潔能源，受到更加廣泛的關注。

　　上個月，2023中國國際清潔能源博覽會暨中國國際氫能及燃料電池產業展覽會舉行，百余家相關企業共同亮相，展出氫能全產業鏈各類產品。

　　氫能，在碳中和主題下反復被提及，也是接下來數十年里構建新型電力系統的重要組成部分。那么，氫能未來會走向何方?發展過程中有哪些痛點?市場上又有哪些潛力型玩家?

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　　優質能源，萬億規模市場

　　數據顯示，截至2022年底，全球鋰電市場規模已超過500億美元。再加上帶動的新能源電車市場，合計規模已經超過了萬億人民幣。

　　作為另一種優質的含能體能源(包含能量的物質)，氫能源也呈現出許多類似的優勢：來源廣泛、續航能力強、加注方便。這些優勢一再表明，氫能即將成為下一個“鋰電”。

　　2022年3月，國家發改委、能源局出臺了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)》，指出氫能是我國未來能源體系的重要組成部分、是用能終端首先綠色低碳轉型的重要載體、是戰略新興產業和未來產業重點發展方向。

　　規劃還提到，至2025年，我國燃料電池車保有量有望達到5萬輛，可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年;到2030年，形成完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源制氫及供應體系;到2035年實現涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫能應用生態。

　　在國家政策的積極號召下，各地也在積極規劃布局氫能產業。僅去年一年，就有十余個省出臺了氫能產業發展規劃。這些規劃的實施初步形成了五個示范區，分別為京津冀、河北、河南、上海和廣東，為氫能技術的推廣和應用奠定了堅實基礎，同時也為推動地方經濟的轉型升級提供了新的契機。

　　從產業鏈角度看，氫能市場可以分為上游制氫、中游儲氫運氫和下游加氫用氫三個環節，每個環節細分又能帶來一系列龐大的產業體系。

　　平安證券研究所的統計預測，未來可預見氫能市場的上游制氫、中游儲氫運氫和下游加氫用氫三個環節分別有著10000億元、200億元以上和萬億級的市場規模，氫能市場將會成為一個巨大的藍海市場，未來有著巨大的發展潛力。

　　隨著氫能技術的不斷發展和政策的強力支持，氫能產業的萬億市場將會逐漸兌現。上下游各環節的巨大市場潛力也將吸引更多企業涉足氫能產業，推動整個行業的快速發展。

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　　產業存在“致命”痛點，商業化進程仍存阻力

　　盡管氫能有著諸多成為主流能源的理由，但至今仍未能大規模推廣，產業上和技術上也存在一些“致命”痛點，阻礙了氫能產業商業化進程。

　　圍繞產業鏈，最先需要解決的問題就是起點的制氫問題。目前工業制氫主流方法包括化石能源制氫、工業副產氫和電解水制氫，前兩者由于在生產中不可避免會產生二氧化碳排放，一般被劃分為“灰氫”。電解水制氫則是通過水的電解得到氫氣和氧氣，沒有碳排放，故被稱為“綠氫”。

　　根據有關統計，2021年全球氫氣生產結構中通過天然氣和煤制的灰氫達到81%，是當前氫能消費結構中的主體，而電解水僅占0.04%。

　　當下，制約電解水發展最大問題是“電貴”。中信證券對于電解水成本的拆解測算，以常見的堿性電解水制氫法為例，目前總成本為23.8元/Kg，其中電費為16.8元/Kg，占比超過70%;根據預測，2030年的電費下降一半達到8.4元/Kg，相應總成本也下降到12.6元/Kg，成本大幅下降。

　　十四五規劃指出，第二批風光大基地預計總裝機約4.55億千瓦，其中十四五期間完成裝機約2億千瓦。隨著風光能源運用并網，有望為電價“減負”，電解水制綠氫的成本將會不斷向灰氫接近靠攏。

　　其次，我國的制氫基地和用氫站分布不均，氫的運輸也是目前亟待解決的難題之一。參照其他的氣體能源，氫能源最理想的運輸方式也是管道儲運。

　　由于氫氣分子量較小，分子間間隔較大，因此壓縮乃至液化都是十分困難的。目前我國現行的儲運方式也以高壓氣氫運輸為主，液氫運輸作為試點進行推廣。這種運輸模式下，最顯著的特征就是“高成本、近距離”，遠無法達到經濟性推廣的要求。

　　根據未來能源布局發展規劃，長距離的“西氫東輸”是大趨勢所在。就在近日，我國首條“西氫東送”跨省區長距離純氫運送管道項目啟動，總長約400多公里，運輸成本為每公斤幾元，相較于目前的長管拖車下降了近80%-90%，有望為運輸痛點帶來解藥。

　　在用氫端，制約氫燃料電池車推廣的核心問題在于電堆成本。電堆作為燃料電池系統的“心臟”，成本約占總體的60%左右。再對燃料電池電堆進行拆分，其中催化劑和質子交換膜是目前技術與成本較難推進的兩個部分，分別占比36%和16%。

　　工業上目前主流的催化劑是Pt(鉑)、Pd(鈀)等貴金屬，價格昂貴，難以大規模推廣。非貴金屬、納米材料等新型催化劑的性能也已經在實驗室中得到驗證，但距離工業化仍有一定距離要走。

　　而質子交換膜，則面臨著類似光刻機的困境。根據不完全統計，2021年國內燃料電池質子交換膜的市場份額中戈爾(W. L. Gore & Associates)占了85%，國外廠商累計市占率超過88%。

　　高度的進口依賴，讓質子交換膜有著被“卡脖子”的風險。因此，質子交換膜的國產替代也是氫燃料電池普及的必然條件。

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　　氫能產業布局刻不容緩

　　面對氫能產業痛點，多家企業已經積極開展技術布局，相應給出了一些解決方案。

　　在綠氫的制備方面，即將沖擊IPO的國富氫能給出了一個值得借鑒的思路。根據國富氫能官網展示的方案，制氫可以與水、風、光等可再生能源結合，將多余的電能高效的轉為氫能。其還與歐洲技術團隊合作，研發并生產用于單戶和多戶住宅的智能太陽能分布式制氫儲能解決方案，融合了太陽能、氫能、熱能、鋰電儲能和燃料電池等多能互補的一體化系統。在高效的能源利用轉化方案下，高額電費成本帶來的制氫困境有望得以緩解。

　　在儲氫方面，長城汽車旗下子公司未勢能源聚焦于拓展氣氫、液氫兩大應用，圍繞長距離、重載運輸和大容量車載儲氫開展了一系列研發突破。月初，未勢能源發布了最新的“木星”車載液氫儲氫系統，單瓶儲氫質量高達80kg，續航里程超過1000km，已經配套長城汽車“新長征1號液氫重卡”進入到路試階段。面對乘用車，未勢亦推出了第二代70MPa-57L Ⅳ型儲氫瓶，超出主流的35MPa儲氫瓶一倍，處于行業領先地位。

　　在氫能產業鏈整體解決方案方面，億華通在去年12月與新疆伊犁打造“光伏制氫源網荷儲一體化項目”。項目立足于新疆伊寧，共建光伏電站、電解水制氫、加氫站、氫儲能、氫燃料電池整車應用等項目，預計電解水制氫工廠產能達到每年2萬噸綠氫，計劃建成加氫站20座，可滿足3000余輛氫燃料電池重卡的日常運營需求。

　　隨著產業布局深化，多種能源共生發展將成為大勢所在，風光儲氫一體化和高壓儲用氫將成為行業發展主流，產業痛點有望得到緩解，產業潛力有望在近些年得到兌現。

　　結語

　　雖然氫能作為一種高效、環保的能源，具有長期的發展潛力，但現階段仍存在制氫成本高、儲氫技術不夠成熟等問題。

　　在全球能源結構轉型和清潔能源需求逐漸增長的背景下，隨著技術變革、政策支持和產業布局，相信氫能將成為未來的重要能源形式，展現更廣闊的發展前景和市場機遇。