◎文 《法人》雜志全媒體記者 岳雷 李遼

▲廣東省佛山市高明區(qū)，行駛中的氫能源有軌電車 CFP

8月，位于廣東佛山的全球首條商業(yè)運(yùn)營的氫能有軌電車示范線暫時(shí)停運(yùn)，引起業(yè)界唏噓，這不禁讓人聯(lián)想到今年一些氫能產(chǎn)業(yè)的負(fù)面新聞：位于新疆庫車的我國首個(gè)規(guī)?；G電制氫項(xiàng)目被曝運(yùn)行效率不足，利用率低；曾被稱為綠氫（用太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電直接制取的氫，生產(chǎn)過程中基本不產(chǎn)生溫室氣體）第一股的某能源企業(yè)也曾陷入業(yè)績指標(biāo)下滑、融資計(jì)劃不順的困境······

在中國能源轉(zhuǎn)型的大潮中，氫能行業(yè)是極具挑戰(zhàn)的領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈錯(cuò)綜復(fù)雜，技術(shù)門檻高企，市場化路徑不明朗，使得該行業(yè)的發(fā)展之路異常艱難。盡管如此，業(yè)界并未停止探索，專家、學(xué)者、企業(yè)家仍在試圖找到一條能夠?qū)崿F(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)化并可持續(xù)發(fā)展的道路。

今年7月，國家發(fā)改委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024-2027)》。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，因?yàn)闅淠艿母吣芰棵芏群涂蓛?chǔ)存性，可以解決可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性問題，因此，方案中雖然沒有提“氫能”，卻句句都在為氫能的發(fā)展鋪路。

為了讓氫能車更好地跑起來，各地也在積極行動(dòng)，幫助氫能車降本。近日，吉林、陜西相繼發(fā)布了氫能車上高速免通行費(fèi)的通知。今年以來，山東、四川、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等地也出臺(tái)了類似的高速免費(fèi)通行政策。

氫能發(fā)展的兩個(gè)邏輯

盡管面對(duì)諸多挫折，但氫能行業(yè)的底色依舊是積極向前。

幾組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)了中國氫能產(chǎn)業(yè)的成就：中國氫能專利位居全球第一，綠氫制取、氫燃料電池、大流量加氫站控制系統(tǒng)等技術(shù)取得突破；中國成為世界上最大的產(chǎn)氫國和氫氣消費(fèi)國，按照目前已規(guī)劃的綠氫項(xiàng)目，預(yù)計(jì)每年可生產(chǎn)22萬噸綠色氫氣，比世界其他國家總和多出6000噸；截至2024年上半年，全球累計(jì)建成加氫站達(dá)1262座，其中中國456座，全球占比達(dá)到36.1%，擁有加氫站數(shù)量最多。這些成就不僅展示了中國在氫能領(lǐng)域的綜合實(shí)力和技術(shù)創(chuàng)新能力，也為全球氫能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了重要的推動(dòng)力。

這些年，得益于國家政策扶持和企業(yè)的積極參與，以氫燃料電池汽車為核心的中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅速。近日，氫能產(chǎn)業(yè)資深分析師、中集集團(tuán)總裁戰(zhàn)略顧問鄭賢玲接受《法人》記者采訪時(shí)稱：“這條產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫、用氫等5個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？傮w來看，技術(shù)在持續(xù)革新，產(chǎn)品成熟度在不斷提升?！?/p>

特別是用氫環(huán)節(jié)進(jìn)步明顯。鋒源氫能是一家在氫燃料電池及其核心部件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全面國產(chǎn)化的公司。董事長王海峰表示，中國在氫燃料電池領(lǐng)域已經(jīng)解決了核心零部件的自主化問題。如今，氫燃料電池的八大核心零部件已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，成本降至幾年前的10%左右。在某些技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品性能方面，中國產(chǎn)品甚至超過了日韓等世界其他氫能技術(shù)發(fā)達(dá)的國家。

值得一提的是，目前在氫能行業(yè)中盈利的多為設(shè)備制造公司。例如中集集團(tuán)，之前生產(chǎn)天然氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸設(shè)備，憑借這份經(jīng)驗(yàn)，2023年，該集團(tuán)旗下的中集氫能在氫能儲(chǔ)存和運(yùn)輸設(shè)備業(yè)務(wù)上實(shí)現(xiàn)了7億元的收入，同比增長近60%，新簽訂單達(dá)到8.31億元，同比增長36.7%。據(jù)悉，中集氫能已經(jīng)在氫能的“儲(chǔ)、運(yùn)、加”產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)進(jìn)行了布局。

鄭賢玲稱，與前幾年相比，氫能行業(yè)已經(jīng)發(fā)生了很大變化。她回憶說：“幾年前討論行業(yè)時(shí)，焦點(diǎn)主要集中在如何服務(wù)氫燃料電池汽車上，目標(biāo)是降低綠氫成本，逐步用綠氫替代灰氫（利用煤和天然氣等化石能源制的氫）。然而，隨著光伏、風(fēng)力發(fā)電的消納問題日益凸顯，‘電氫耦合’成為氫能發(fā)展的另一個(gè)邏輯?！?/p>

光伏、風(fēng)力發(fā)電具有不穩(wěn)定性，電網(wǎng)難以容納過多的不穩(wěn)定電源。因此，將高峰時(shí)段多余的電轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的能源，也就是利用這些電力生產(chǎn)綠氫，成為消納可再生能源的最佳途徑。于是，將氫能作為儲(chǔ)能手段成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二條重要路線?！白罱K兩條路線會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)接?！编嵸t玲說。

運(yùn)氫成本高企

氫能產(chǎn)業(yè)是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的資源整合之旅。鄭賢玲說，人們往往期待氫氣的成本能夠迅速降低，但現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜。

首先，發(fā)展氫燃料電池汽車要解決氫氣的來源問題。全球每年有9500萬噸氫氣主要用于工業(yè)原料或燃料，電解水制氫不到1%。盡管現(xiàn)階段驗(yàn)證設(shè)備采用經(jīng)濟(jì)性更好的過渡方案，但作為能源的氫氣，其最終目標(biāo)是綠氫和藍(lán)氫（指利用化石燃料制氫，同時(shí)配合碳捕捉和碳封存技術(shù)，碳排放強(qiáng)度相對(duì)較低但捕集成本較高）。

目前，電解水制氫是綠氫制取的主流技術(shù)，但面臨不小挑戰(zhàn)。制氫需要的電解水制氫設(shè)備，其原始設(shè)計(jì)是面向穩(wěn)定的電力供應(yīng)，而綠氫生產(chǎn)依賴的光伏和風(fēng)力發(fā)電，其電力輸出是波動(dòng)且不穩(wěn)定的，功率輸出波動(dòng)范圍大，對(duì)電解水制氫設(shè)備的性能提出了更為嚴(yán)苛的要求。

北京科技大學(xué)特聘副教授、北京格睿能源科技有限公司研究院常務(wù)副院長胡松正致力于提高電解水制氫設(shè)備的穩(wěn)定性和效率。他稱，當(dāng)前電解水制氫系統(tǒng)故障率高、負(fù)荷下限高。此外，業(yè)內(nèi)對(duì)于電解水制氫系統(tǒng)的調(diào)度策略和控制算法，也未達(dá)到令人滿意的水平。這些問題不僅影響了電解水制氫系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和綜合能效，也增加了綠氫成本，成為制約綠氫大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。

在用氫環(huán)節(jié)，電堆的壽命問題也是制約氫燃料電池發(fā)展的關(guān)鍵。江蘇三氫科技有限公司CEO劉東偉對(duì)記者說，“目前，一些國產(chǎn)電堆產(chǎn)品質(zhì)量存在問題，壽命太短，幾千小時(shí)甚至幾百小時(shí)就會(huì)壞掉。現(xiàn)在我們正在這個(gè)領(lǐng)域?qū)で笸黄??！?/p>

目前，氫燃料電池的成本迅速降低，但受限于應(yīng)用場景的不足，其市場潛力尚未得到充分釋放。鄭賢玲表示，在中國，低廉的電價(jià)使得家庭使用氫能的經(jīng)濟(jì)效益并不顯著；從車用來看，如果氫氣的價(jià)格能夠降至每公斤40元，其在乘用車領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益將能與燃油車相媲美，然而這一市場正受到電動(dòng)汽車的擠壓。于是，氫燃料電池更多在商用車領(lǐng)域?qū)ふ椅磥怼?/p>

胡松指出，對(duì)于氫燃料公交大巴而言，一輛車價(jià)格在100萬元至150萬元，而純電動(dòng)公交大巴的價(jià)格則在60萬元至80萬元，相比之下，氫燃料公交大巴在價(jià)格上缺乏競爭力。

加氫費(fèi)用高，也是行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要瓶頸。王海峰稱，氫氣貴很大程度上是因?yàn)檫\(yùn)氫環(huán)節(jié)成本高。目前，氫氣主要通過重卡運(yùn)輸，這種方式的缺點(diǎn)在于，一旦運(yùn)輸距離超過200公里，成本就會(huì)急劇上升。

“雖然氫氣質(zhì)量輕，但體積大，導(dǎo)致運(yùn)輸效率不高。一輛普通的49噸重卡在運(yùn)輸其他物質(zhì)時(shí)可以裝載約30噸，而運(yùn)輸氫氣時(shí)只能裝載300公斤到500公斤?！蓖鹾７逭f，“這意味著，從一個(gè)地方運(yùn)送氫氣100公里，每公斤氫氣的成本可能增加近10元?？紤]到許多地方的制氫成本約每公斤10元，這意味著運(yùn)輸?shù)?00公里以外的地方，成本幾乎翻倍；而運(yùn)輸?shù)?00公里以外，成本則可能變成三倍。還要考慮運(yùn)輸車輛折舊和?；匪緳C(jī)費(fèi)用，這些都使氫氣的經(jīng)濟(jì)性大打折扣?！?/p>

據(jù)悉，一些原本專注于燃料電池的企業(yè)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向制氫領(lǐng)域，以尋求新的發(fā)展機(jī)遇?！澳壳?，在氫燃料電池領(lǐng)域，企業(yè)都在努力追求盈利?！蓖鹾７逄寡裕爸安挥皇且?yàn)橐苿?dòng)產(chǎn)品大幅降本，研發(fā)投入巨大；二是行業(yè)現(xiàn)金流不佳，新訂單生產(chǎn)往往要等上一批訂單的資金回籠。好消息是，商業(yè)模式已經(jīng)跑通，未來隨著規(guī)模的擴(kuò)大，盈利或?qū)⒃诮衲陮?shí)現(xiàn)。”

加大資源整合力度

為解決運(yùn)氫環(huán)節(jié)的成本難題，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為有兩種解決方案：一是鋪設(shè)管道運(yùn)輸氫氣，二是將氫氣液化再運(yùn)輸。然而，其液化過程需要消耗的能量幾乎與氫氣本身產(chǎn)生的能量相當(dāng)，這導(dǎo)致液化成本增加。相比之下，管道運(yùn)輸被認(rèn)為是更為可靠的選擇，既可以使用純氫管道，也可以采用天然氣摻氫的方式，且這兩種技術(shù)都已經(jīng)相當(dāng)成熟。

如何把內(nèi)蒙古乃至我國西部的綠氫運(yùn)送到東部市場需求旺盛的區(qū)域，一直是制約綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。目前，中石化正在建設(shè)一條從制氫端內(nèi)蒙古烏蘭察布到京津冀地區(qū)的氫能運(yùn)輸管道，一旦驗(yàn)證成功，將打開中國西氫東送的局面，并形成“西部綠氫，東部應(yīng)用場景”這一中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新格局。

而目前，站內(nèi)制氫讓一些專家和學(xué)者達(dá)成共識(shí)。鄭賢玲解釋，所謂站內(nèi)制氫，就是將方便運(yùn)輸?shù)暮瑲湮镔|(zhì)，如天然氣、甲醇、電解水等放在加氫站現(xiàn)場制氫，減少氫氣運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)。

對(duì)此，胡松稱，氫能產(chǎn)業(yè)如果能夠與冶煉化工行業(yè)結(jié)合，會(huì)更容易實(shí)現(xiàn)突破。“冶煉和化工企業(yè)對(duì)氫氣的需求量巨大，且使用地點(diǎn)固定，適合采用管道輸氫的方式，甚至可以在附近直接制氫。這樣就可以形成一個(gè)從定點(diǎn)制氫、管道輸氫到定點(diǎn)用氫的閉環(huán)系統(tǒng)?！钡Q，目前冶金化工企業(yè)使用綠氫的成本相對(duì)灰氫來說仍然較高，如果國家能夠針對(duì)綠氫提供一些政策補(bǔ)貼，將大大提高企業(yè)和行業(yè)使用綠氫的積極性。

氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立和完善同樣值得關(guān)注。在過去的標(biāo)準(zhǔn)中，出于安全考慮，制氫地點(diǎn)受到較多限制，加氫站往往建在人煙稀少的地方。目前，上海的幾座加氫站基本位于外環(huán)線以外的郊區(qū)，導(dǎo)致加氫站使用效率不高，難以充分發(fā)揮其服務(wù)功能。鄭賢玲認(rèn)為，加氫站應(yīng)該服務(wù)于人和車輛，“國外許多加氫站建在居民區(qū)附近，其實(shí)加氫站與居民點(diǎn)的距離標(biāo)準(zhǔn)是可以調(diào)整的”。

王海峰也表示，實(shí)際上氫氣是非常安全的。如今，這些限制正在逐步被打破，標(biāo)準(zhǔn)也正在完善。據(jù)悉，一些地區(qū)開始在加氫站內(nèi)制氫，有的甚至開始突破工業(yè)園區(qū)內(nèi)不能建設(shè)加氫站的限制。

在儲(chǔ)氫瓶的標(biāo)準(zhǔn)方面，之前乘用車使用的是30兆帕的儲(chǔ)氫瓶，其儲(chǔ)氫量并不能滿足長距離行駛需求。對(duì)于需要長時(shí)間運(yùn)行的氫燃料電池出租車來說，這種儲(chǔ)氫瓶的大小并不適用。如果使用70兆帕的儲(chǔ)氫瓶，儲(chǔ)氫量將大幅增加，使得氫燃料電池汽車在經(jīng)濟(jì)性上能夠與燃油車和電動(dòng)車媲美。

對(duì)于行業(yè)未來發(fā)展，鄭賢玲表示，任何一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都需要經(jīng)歷從0到1的科研階段、1到10的政府和企業(yè)共同推動(dòng)階段以及10之后的獨(dú)立發(fā)展階段?！澳壳皻淠芴幵?到10的階段，如果僅依賴自下而上的技術(shù)突破是不夠的，更重要的是需要有資源整合的力度和頂層設(shè)計(jì)的路徑。”

編審｜王 婧
責(zé)編｜惠寧寧
校對(duì)｜張波 張雪慧