氫能“風口”真的要來了

田澤普

氫元素是宇宙中最多的元素之一，來源多樣，且氫燃料電池具有環保性能佳、轉化效率高、能量密度高等優勢，可在儲能發電、汽車船舶、便攜式電源等多個領域應用，因此，氫能被認為是終極能源。2018年，氫能產業高調進入到資本界、產業界。未來，氫能產業能否點亮一片新天地，可持續性到底如何等問題，還需要業界不斷探索。

路徑比較與選擇

說到氫能及燃料電池，不得不從它最廣的應用場景——新能源汽車提起。早在2009年，混合動力、純電動和氫燃料電池三類新能源汽車動力系統技術均是國家新能源汽車推廣的重要方向。一方面，由于電動汽車的技術優勢相對明顯，三電系統相對簡單，且國內具有電池產業基礎;另一方面，電動汽車本質上并未增加能源類型，充電只是在原有電網上增加電力負荷，充電樁等基礎設施建設相對容易;同時，鑒于各地方政府背負著新能源汽車推廣指標，電動汽車成為了最佳的試點推廣對象。

國內氫能及燃料電池產業也在不斷沉淀和積累。從我國在氫能及燃料電池領域的專利數量來看，從2010年開始，國內呈現出持續、明顯的上升趨勢。各大高校及科研院所紛紛開始技術落地，以期通過領先技術快步進入市場化階段。2016年至今，氫能產業又一次迎來機遇。各地政府、投資機構和各類尋求轉型的企業開始緊緊抓住氫能的機遇，奮身投入。

縱觀這一次的產業高潮，其發展有以下幾方面原因。一方面，國際氫能及燃料電池相關技術已接近產業化程度，全球范圍內開始關注氫能產業發展，另一方面，國內幾家重要企業攜手成立聯盟，開始共同探索氫能產業發展。此外，以上海、武漢等為首的重要城市率先基于本地已有技術、產業基礎，發布了具有當地特色的氫能及燃料電池產業規劃，設置了研發和應用目標，在全國范圍內具有示范引領作用。氫能產業迎來了更多關注，氫能“風口”真的要來了。

發展變革逐步深入

通過對氫能及燃料電池技術的持續支持，我國氫能及燃料電池技術在許多方面取得突破，但仍有一些不足。

在制氫領域，煤氣化制氫和電解水制氫具有特色和優勢，煤制氫最低成本可達每標方0.7元;光催化和生物質制氫處于國際先進水平;天然氣重整制氫和可再生能源制氫等與國外差距較大。在儲運氫氣領域，固定式高壓儲氫技術、低溫液態儲氫材料和裝置與國外先進水平存在一定差距，固態儲氫材料技術多處于實驗室研發階段。在加氫站領域，我國加氫站建設緩慢，安全技術及防爆措施等技術仍處于基礎研究階段，國外已建立氫氣泄露和爆炸的研究體系。在燃料電池堆領域，具備一定的技術儲備，但在系統性能和總成本上仍存在較大差距，許多零部件尚未實現國產化，性能和成本仍有差距，技術仍處于示范應用階段。在燃料電池應用領域，僅停留在插混或增程式燃料電池階段;整車性能匹配、動力系統集成與控制、燃料電池發動機、儲氫技術測試與驗證等均面臨技術挑戰。

近年來，國內外燃料電池技術不斷取得突破，除部分一直做燃料電池相關產品的企業外，如億華通、新源動力等，傳統汽車產業鏈和傳統能源產業鏈上的企業也開始關注燃料電池的發展，共同推動燃料電池商業化進程。一類是以東風、上汽等車企為主，開始布局燃料電池汽車領域。另一類是汽車產業鏈上的相關零部件企業，如濰柴動力、大洋電機等，燃料電池成為該類企業的技術儲備，為產業鏈爆發積累技術基礎。還有一類則是傳統能源企業，如神華、中化、華能、中石油、中石化等，該類企業一方面面臨能源轉型壓力，另一方面在制氫技術、制氫裝備和原料等方面有較好基礎，同時在加氫站的選址、建設、規劃等方面也有優勢，近兩年在相關領域上也不斷有商業布局。

技術的突破、眾多企業的參與將帶來產業的變革。氫能及燃料電池產業逐步滲透，市場探索的步伐逐步推進。

由于技術有所突破，部分城市發布了推廣計劃、部分示范試點工作穩步開展，相較于此前，2017年燃料電池汽車銷量有突破性的成長。2017年我國共有8個品牌的10款燃料電池車型在產，總產量為1272輛，其中運營車輛超過1100輛。2018年燃料電池銷量也有所增長，燃料電池汽車產銷均完成1527輛，其中燃料電池客車1418輛，貨車109輛。

產業騰飛仍需時日

在一定技術水平之上，匹配合理的成本，是一個新興產業爆發的根本，在燃料電池產業鏈，這一點體現的更為明顯。

一方面，技術未完全突破，抬高了部分環節的成本，比如在燃料電池堆的催化劑上，技術突破可帶來Pt用量由現在0.2g/kg下降至0.1～0.05g/kg，也能進一步降低成本，推動實現更廣泛的商業化應用。

另一方面，由于目前燃料電池仍處于小規模化生產，各環節的設計、研發、生產成本均較高。以2017年生產80kW質子交換膜燃料電池系統為例，美國能源部相關報告表示，每生產1000套燃料電池，燃料電池系統（包括燃料電池電堆、高壓儲氫罐、升壓變頻器、電動機、動力控制單元等）的成本達到179美元/kW，每生產1萬套燃料電池，燃料電池系統成本僅為79美元/kW，可見規模化對現階段燃料電池產業鏈生產成本的影響之大。

技術和成本上仍與國外領先水平存在一定差距，導致國內燃料電池產業化進程偏慢。在產品性能和成本上，中國與國外相關研究機構和企業存在一定差距，這直接導致產業鏈上核心零部件還無法實現國產化，或是產品與國外水平相差甚遠，阻礙了產業化進程。

基礎設施建設落后，產業應用落地仍需時日。激發最下游的消費端，帶動全產業鏈的發展是新興產業發展的關鍵，充能基礎設施建設成為燃料電池應用領域便利性的重要保障。新技術、新能源的市場接受度仍待開發。氫燃料電池作為重要的清潔能源之一，國家層面無論是在能源規劃方面，還是新能源汽車政策方面都給予了一定的重視。但作為新興技術、產品，除本身技術不夠穩定之外，還需面對舊產品穩定的用戶習慣的挑戰，因此被市場認可仍需要一個漫長的過程。