氢能“风口”真的要来了

田泽普

氢元素是宇宙中最多的元素之一，来源多样，且氢燃料电池具有环保性能佳、转化效率高、能量密度高等优势，可在储能发电、汽车船舶、便携式电源等多个领域应用，因此，氢能被认为是终极能源。2018年，氢能产业高调进入到资本界、产业界。未来，氢能产业能否点亮一片新天地，可持续性到底如何等问题，还需要业界不断探索。

路径比较与选择

说到氢能及燃料电池，不得不从它最广的应用场景——新能源汽车提起。早在2009年，混合动力、纯电动和氢燃料电池三类新能源汽车动力系统技术均是国家新能源汽车推广的重要方向。一方面，由于电动汽车的技术优势相对明显，三电系统相对简单，且国内具有电池产业基础;另一方面，电动汽车本质上并未增加能源类型，充电只是在原有电网上增加电力负荷，充电桩等基础设施建设相对容易;同时，鉴于各地方政府背负着新能源汽车推广指标，电动汽车成为了最佳的试点推广对象。

国内氢能及燃料电池产业也在不断沉淀和积累。从我国在氢能及燃料电池领域的专利数量来看，从2010年开始，国内呈现出持续、明显的上升趋势。各大高校及科研院所纷纷开始技术落地，以期通过领先技术快步进入市场化阶段。2016年至今，氢能产业又一次迎来机遇。各地政府、投资机构和各类寻求转型的企业开始紧紧抓住氢能的机遇，奋身投入。

纵观这一次的产业高潮，其发展有以下几方面原因。一方面，国际氢能及燃料电池相关技术已接近产业化程度，全球范围内开始关注氢能产业发展，另一方面，国内几家重要企业携手成立联盟，开始共同探索氢能产业发展。此外，以上海、武汉等为首的重要城市率先基于本地已有技术、产业基础，发布了具有当地特色的氢能及燃料电池产业规划，设置了研发和应用目标，在全国范围内具有示范引领作用。氢能产业迎来了更多关注，氢能“风口”真的要来了。

发展变革逐步深入

通过对氢能及燃料电池技术的持续支持，我国氢能及燃料电池技术在许多方面取得突破，但仍有一些不足。

在制氢领域，煤气化制氢和电解水制氢具有特色和优势，煤制氢最低成本可达每标方0.7元;光催化和生物质制氢处于国际先进水平;天然气重整制氢和可再生能源制氢等与国外差距较大。在储运氢气领域，固定式高压储氢技术、低温液态储氢材料和装置与国外先进水平存在一定差距，固态储氢材料技术多处于实验室研发阶段。在加氢站领域，我国加氢站建设缓慢，安全技术及防爆措施等技术仍处于基础研究阶段，国外已建立氢气泄露和爆炸的研究体系。在燃料电池堆领域，具备一定的技术储备，但在系统性能和总成本上仍存在较大差距，许多零部件尚未实现国产化，性能和成本仍有差距，技术仍处于示范应用阶段。在燃料电池应用领域，仅停留在插混或增程式燃料电池阶段;整车性能匹配、动力系统集成与控制、燃料电池发动机、储氢技术测试与验证等均面临技术挑战。

近年来，国内外燃料电池技术不断取得突破，除部分一直做燃料电池相关产品的企业外，如亿华通、新源动力等，传统汽车产业链和传统能源产业链上的企业也开始关注燃料电池的发展，共同推动燃料电池商业化进程。一类是以东风、上汽等车企为主，开始布局燃料电池汽车领域。另一类是汽车产业链上的相关零部件企业，如潍柴动力、大洋电机等，燃料电池成为该类企业的技术储备，为产业链爆发积累技术基础。还有一类则是传统能源企业，如神华、中化、华能、中石油、中石化等，该类企业一方面面临能源转型压力，另一方面在制氢技术、制氢装备和原料等方面有较好基础，同时在加氢站的选址、建设、规划等方面也有优势，近两年在相关领域上也不断有商业布局。

技術的突破、众多企业的参与将带来产业的变革。氢能及燃料电池产业逐步渗透，市场探索的步伐逐步推进。

由于技术有所突破，部分城市发布了推广计划、部分示范试点工作稳步开展，相较于此前，2017年燃料电池汽车销量有突破性的成长。2017年我国共有8个品牌的10款燃料电池车型在产，总产量为1272辆，其中运营车辆超过1100辆。2018年燃料电池销量也有所增长，燃料电池汽车产销均完成1527辆，其中燃料电池客车1418辆，货车109辆。

产业腾飞仍需时日

在一定技术水平之上，匹配合理的成本，是一个新兴产业爆发的根本，在燃料电池产业链，这一点体现的更为明显。

一方面，技术未完全突破，抬高了部分环节的成本，比如在燃料电池堆的催化剂上，技术突破可带来Pt用量由现在0.2g/kg下降至0.1～0.05g/kg，也能进一步降低成本，推动实现更广泛的商业化应用。

另一方面，由于目前燃料电池仍处于小规模化生产，各环节的设计、研发、生产成本均较高。以2017年生产80kW质子交换膜燃料电池系统为例，美国能源部相关报告表示，每生产1000套燃料电池，燃料电池系统（包括燃料电池电堆、高压储氢罐、升压变频器、电动机、动力控制单元等）的成本达到179美元/kW，每生产1万套燃料电池，燃料电池系统成本仅为79美元/kW，可见规模化对现阶段燃料电池产业链生产成本的影响之大。

技术和成本上仍与国外领先水平存在一定差距，导致国内燃料电池产业化进程偏慢。在产品性能和成本上，中国与国外相关研究机构和企业存在一定差距，这直接导致产业链上核心零部件还无法实现国产化，或是产品与国外水平相差甚远，阻碍了产业化进程。

基础设施建设落后，产业应用落地仍需时日。激发最下游的消费端，带动全产业链的发展是新兴产业发展的关键，充能基础设施建设成为燃料电池应用领域便利性的重要保障。新技术、新能源的市场接受度仍待开发。氢燃料电池作为重要的清洁能源之一，国家层面无论是在能源规划方面，还是新能源汽车政策方面都给予了一定的重视。但作为新兴技术、产品，除本身技术不够稳定之外，还需面对旧产品稳定的用户习惯的挑战，因此被市场认可仍需要一个漫长的过程。