作為一種清潔、高效、靈活且應用場景廣泛的能源載體，氫能在“雙碳”目標的實現(xiàn)中被寄予厚望。在政策和市場的雙重驅動下，越來越多的企業(yè)開始布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈，這其中包括跨國公司、投資公司、國有與民營大型企業(yè)和眾多的創(chuàng)業(yè)型中小型企業(yè)。
近日，科爾尼管理咨詢發(fā)布中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（下稱“白皮書”）指出，氫能行業(yè)有望成為新能源行業(yè)的新“風口”，迎來大發(fā)展。但是，中國氫能產(chǎn)業(yè)也面臨著核心技術短缺、成本高昂、基礎設施薄弱等諸多亟需解決的難題。未來十年內(nèi)，白皮書建議氫能產(chǎn)業(yè)鏈重點關注綠氫制合成氨、綠氫制甲醇、商用燃料電池車、直接還原鐵煉鋼和高等級供熱等5大細分領域。
即將迎來爆發(fā)式的發(fā)展
當前，中國的能源體系主要以化石能源為主，碳減排壓力非常大。碳達峰、碳中和目標，為構建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系提供了第一驅動力和根本遵循。
在雙碳目標的背景下，如何選用更清潔的能源成為中國面臨的現(xiàn)實問題。這其中，氫能具有零碳、高效、可儲能、安全可控等顯著優(yōu)勢，是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉型的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。
由此，一場以氫能為支點，瞄準碳達峰、碳中和的攻堅戰(zhàn)已經(jīng)悄然打響。
如今，氫能正逐步成為中國乃至全球能源轉型發(fā)展的重要載體之一，是實現(xiàn)雙碳目標的重要抓手，被寄予厚望。由此，中國對氫能的各類支持政策逐步出臺。國家層面的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》已經(jīng)發(fā)布，涉及戰(zhàn)略定位、科技創(chuàng)新、基礎設施建設、政策保障等諸多方面。而很多省市都出臺了氫能相關的政策或規(guī)劃。
在政策和市場的雙重驅動下，包括跨國公司、投資公司、國有與民營大型企業(yè)和眾多的創(chuàng)業(yè)型中小型企業(yè)在內(nèi)的越來越多的企業(yè)開始布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈。全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)超過300家，集中分布在長三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀等區(qū)域。
從目前的政策推動和企業(yè)、資本入局的速度和強度來看，氫能源產(chǎn)業(yè)即將迎來爆發(fā)式的發(fā)展勢頭。
目前，中國能源行業(yè)積極投資可再生能源制氫，例如四川水電制氫、新疆光伏制氫、內(nèi)蒙古風電制氫等，為規(guī)模化生產(chǎn)清潔低碳氫能奠定了良好產(chǎn)業(yè)基礎。綠氫產(chǎn)量的增加，將幫助作為氫能的頭部消費國與生產(chǎn)國的中國在氫能市場乃至雙碳領域中扮演更為重要的角色。
建議未來十年內(nèi)重點關注五大細分領域
作為一項深度脫碳技術，氫能化是電氣化的最佳替代方案。在那些無法電氣化、難以減排，或對電池有較高限制、電氣化成本收益不高的應用場景中，氫能是最佳的能源脫碳解決方案。
白皮書分析，從具體的下游應用來看，氫能的應用場景具有很強的多樣性，主要在工業(yè)、化學品原料、建筑、鋼鐵生產(chǎn)、道路交通和區(qū)域軌道交通等行業(yè)。這其中，工業(yè)和交通運輸?shù)阮I域的氫能應用具有良好的示范作用。從短期來看，合成氨、甲醇和煉鋼脫碳以及商用燃料電池車將具備較為理想的商業(yè)化前景。
從長期看來，未來中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間巨大。
僅就氫氣的產(chǎn)量而言，白皮書認為，中國氫能市場規(guī)模預計將從2020年的3300萬噸增加到2060年的1.3億噸。其中，綠氫的產(chǎn)量將快速攀升。白皮書預計，中國綠氫產(chǎn)量將從2020年的不到100噸，上升至2060年的超一億噸，電解水制氫占比將逐步取代化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，成為中國占比最大的氫氣來源。
從目前來看，白皮書認為，中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈已趨于完善。目前，中國已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術和生產(chǎn)工藝，在部分區(qū)域實現(xiàn)燃料電池汽車小規(guī)模示范應用。
氫能的應用領域和場景具有很強的多樣性，除了用作燃料，還可作為原料應用于多個領域進行深度脫碳，主要包括工業(yè)原料、工業(yè)供熱、交通運輸、住宅取暖、發(fā)電等。其中，氫能是實現(xiàn)交通運輸、工業(yè)和建筑等領域大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇。
白皮書建議，未來十年內(nèi)重點關注綠氫制合成氨、綠氫制甲醇、商用燃料電池車、直接還原鐵煉鋼和高等級供熱等5大細分領域，其它領域也有望在中長期迎來爆發(fā)式增長。
四只“攔路虎”掣肘氫能發(fā)展
白皮書指出，就目前而言，中國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，相較于國際先進水平，仍存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強、技術裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎性制度滯后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑尚需進一步探索等問題和挑戰(zhàn)。
首先，高成本是目前中國氫能產(chǎn)業(yè)推廣的主要攔路虎。從目前來看，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的制氫成本、建站成本等都很高昂，限制了氫能產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。
目前，制約包括氫能汽車大規(guī)模推廣應用的因素除了高購置成本之外，高使用成本也是不容忽視的問題，尤其是高昂的氫氣價格。中國氫氣成本在氫氣售價中的占比達70%。目前，電解水的制氫成本約為3-5元/Nm³，仍顯著高于化石燃料制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫。
好在近年來光伏等可再生能源的成本在不斷降低。在理想情況下，白皮書預測，堿式和PEM的成本都將在2035年左右低于灰氫，屆時堿式和PEM將在各自適用的領域和場景實現(xiàn)大規(guī)模的綠氫生產(chǎn)。在電解槽成本與可再生能源電價下降的共同助推下，電解水制氫成本有望在2035年左右實現(xiàn)與灰氫平價。
加氫站的建站成本高昂是氫能行業(yè)大規(guī)模鋪開的核心掣肘。近年來，中國加氫站數(shù)量逐年攀升。但是，加氫站核心部件主要依賴進口，使得加氫站的建設成本昂貴，建一個加氫站需要1500萬——2000萬人民幣。白皮書預計，在國家及地方政策的強力推動下，中國加氫站數(shù)量有望在2050年突破萬座，加氫站累計投資額逾600億元，實現(xiàn)約16%的年復合增長率。
隨著氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的逐步突破，無論是生產(chǎn)端、儲存端與運輸端，還是應用端的成本都有望大幅下降。
第二，中國氫能產(chǎn)業(yè)某些核心材料嚴重依賴于進口。例如，固定氧化物與陰離子交換膜有很大的發(fā)展?jié)摿Γ羌夹g不夠成熟，只有少數(shù)公司和設備制造商參與其中。核心材料缺失制約著中國氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展。
這就需要采取多種措施賦能技術，從氫能制備、儲運、加注、燃料電池、氫儲能系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破，重點突破“卡脖子”技術，全面提升基礎研究、前沿技術和原始創(chuàng)新能力。
第三，激勵措施不足。當前的氫能技術仍需要繼續(xù)進行研發(fā)投入與補貼。但是，目前中國促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方向過于狹窄，基本圍繞氫燃料電池汽車展開，對氫能技術創(chuàng)新的驅動作用有限。
在頂層戰(zhàn)略方面，中國目前尚未出臺大規(guī)模針對氫能的明確扶持補貼政策，但預計即將出臺，屆時將為氫能產(chǎn)業(yè)帶來進一步的推動影響。供給側的激勵政策基本上都是在省市層面，對氫能產(chǎn)業(yè)相關企業(yè)有補貼、優(yōu)惠電價、稅收優(yōu)惠等政策。需求側的政策目前主要集中在儲氫和氫能汽車領域，沒有實際的指標。
第四，基礎設施局限。基礎設施和運輸方面的挑戰(zhàn)也是氫能全面商業(yè)化的主要障礙之一。盡管中國建成加氫站位居世界首位，但是，對于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來說，這些加氫站的數(shù)量還是較少。這主要是因為，比起充電樁低廉的成本，加氫站則是動輒過千萬元的巨大投入，這也是氫能源汽車乃至氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到制約的一個重要原因。不過，2021年隨著示范城市政策的落地，國內(nèi)加氫站建設將提速，到2030年預計建成數(shù)量將超過1000座。
面對目前中國氫能發(fā)展所面臨的問題，白皮書認為，只要堅持正確的戰(zhàn)略方向，扎實做好基礎研究，借鑒國外的優(yōu)秀經(jīng)驗，解決好產(chǎn)業(yè)存在的問題，建立起資源共享、優(yōu)勢互補、利益共享、協(xié)同配合的合作機制，氫能在未來必將大有作為。
