氫能，一直被視為全球能源向可持續發展轉型的主要路徑之一，而氫能及燃料電池產業的發展，也一直需要引領者的示范引領與精耕細作。氫能是一種清潔、高效、安全、可持續的二次能源，可通過多種途徑獲取。且符合我國碳減排大戰略，同時有利于解決我國能源安全問題。同時氫能的應用可以廣泛滲透到傳統能源的各個方面，包括交通運輸、工業燃料、發電等，主要技術是直接燃燒和燃料電池技術。現在超過三分之一的中央企業已經在布局包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產業鏈的布局。
根據相關機構預測，在2060年碳中和目標下，到2030年，我國氫氣的年需求量將達到3715萬噸，在終端能源消費中占比約為5%。到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中的占比約為20%。其中，工業領域用氫占比仍然最大，占總需求量的60%。到2050年，氫能在交通運輸、儲能、工業、建筑等領域廣泛使用，氫能產業鏈產值擴大，產業產值將超過10萬億元，全國將進入氫能社會。
氫能產業鏈主要由上游制氫—中游儲運—下游應用組成。
氫能源按生產來源劃分，可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。
目前，我國氫氣主要來自灰氫。未來與大規模光伏發電或風力發電配套的電解水制綠氫將成為發展趨勢。
制氫成本與原料價格關系最大。雖然綠氫是未來的主流，但目前電解水制氫成本最高，制氫1公斤耗電約35~55度左右，所以水解制氫成本取決于電價高低。
我國風光已經進入平價上網階段，在清潔能源基地配備制氫產業，不僅有效減少棄風棄光率，還可以降低新能源制氫的電價成本，一舉多得。
氫氣儲存方面，在未來有大規模氫氣存儲需求的可能性下，利用鹽?/巖洞進行氫氣儲存（配合管網運輸）是大規模氫氣儲存的最佳方式（低成本、高可行性），但是該類儲存方式受到天然地理條件的直接制約，對于天然鹽礦床資源缺乏區域并不具備可行性；目前在氫氣用量相對較小且運輸半徑有限的情況下，采用高壓氣態儲存在經濟性和實用性上最優，而隨著技術的進步和運輸半徑的提升，液氫儲運將具備一定的競爭力。
氫能運輸方面，目前主要運輸手段有三種，即高壓氣氫、低溫液氫、管道輸氫，其中高壓氣氫運輸是現下主流的運輸方式。
氫能運輸成本與儲運距離和儲運量有密切關系。短距離低用量（城市內）適合高壓氣態儲運，但是需要高壓容器的投資建設；中距離低用量（城際間）適合液氫儲運，但是仍需要技術進步推動降本；長距離高用量（洲際間）適合管網運輸，但是需要高額的基礎設施建設投資。
加氫站作為氫能產業上游制、中游儲與下游應用市場的樞紐，加氫站的數量和布局直接影響著氫能的儲運成本。
目前我國建設一個日均加氫量500kg的35MPa固定式加氫站的建設成本約1200萬元（對應單位投資2.4萬元/kg·d）。國內現階段主要為外供氫高壓氫氣加氫站，其最為重要、成本占比最高的是三大系統——壓縮、儲氫及加氫系統。
佛山市全國加氫站最多的城市，在加氫站的建設上也走在前列。為解決氫能短缺和運輸問題，佛山探索建設了全國首個綜合能源制氫加氫加氣一體化站。
佛燃能源南莊制氫加氫加氣一體化站于2020年12月28日開工，是集天然氣制氫、光伏發電耦合電解水制氫、加氫、加氣等功能于一體的綜合能源供應站，屬于站內制氫-加氫母站，日制氫加氫能力達到1000公斤，可滿足100輛氫能公交的使用需求。
由于一體化站無需長管拖車運輸、無裝卸車環節，因而無運輸成本、無運輸裝卸安全風險，對于降低終端用氫成本和減少城市道路運輸安全風險有積極作用。這一模式也為全國加氫站建設提供了參考價值。
氫能的下游應用市場主要有工業、交通、儲能三大場景。其中交通將是氫能消費的重要突破口。氫燃料汽車發展方面，目前是以政策引導的區域市場模式，由“短期示范——公交、物流領域示范運行——城市群示范”，逐步邁入商業化推廣階段。
預計，2050年氫能在中國終端能源體系中占比至少達到 10%，氫氣需求量接近6000萬噸，其中交通運輸領域用氫2458萬噸，約占該領域用能比例19%，燃料電池車產量達到520萬輛/年。
氫燃料電池車具有能量密度高、安全、舒適等優點。燃料電池的能量密度高，可達0.5-1.0kWh/kg，特別適合重載車。電堆與氫罐是分開的，提高了發動機的安全性，電堆不易產生爆炸。氫燃料電池車在續駛里程、加氫時間、駕駛舒適性均可與燃油車接近。目前，氫燃料電池車必須解決購置和使用成本較高的問題，經濟性是能否大規模發展的關鍵。
目前燃料電池發動機貴，導致一輛車售價是燃油車的三倍左右，鋰電池車的1.5-2.0倍
在加氫站的加氫費用每公斤高達60-80元，只有降到40元以下才具備與燃油車競爭的基礎。
因此，要實現無補貼的燃料電池車商業化，必須大幅度降低燃料電池發動機的成本和氫氣的成本，同時降低加氫站的建設費用。
中央企業是氫能產業鏈的主要參與者。此外，在上游制氫環節，參與者還有陽光電源、隆基股份等光伏龍頭企業，探索光伏制氫項目。
由于氫能生產主要分布在西北和華北地區，而氫能的下游應用市場主要在華東、南方等發達城市，這導致了產銷矛盾突出，消費端用氫成本上漲，氫儲運問題成為現階段制約產業進一步發展的重要因素。
來源丨國際高新技術研究院
編輯丨汪冰冰 張玉書 董春燕
審核丨張文武
簽發丨王曉紅
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