近日，科爾尼管理咨詢發布中國氫能產業發展白皮書（下稱“白皮書”）指出，氫能行業有望成為新能源行業的新“風口”，迎來大發展。但是，中國氫能產業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，白皮書建議氫能產業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。

 

 

 

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、安全可控等顯著優勢，是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。

 

由此，一場以氫能為支點，瞄準碳達峰、碳中和的攻堅戰已經悄然打響。

 

如今，氫能正逐步成為中國乃至全球能源轉型發展的重要載體之一，是實現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《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》已經發布，涉及戰略定位、科技創新、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和眾多的創業型中小型企業在內的越來越多的企業開始布局氫能產業鏈。全產業鏈規模以上工業企業超過300家，集中分布在長三角、粵港澳大灣區、京津冀等區域。

 

從目前的政策推動和企業、資本入局的速度和強度來看，氫能源產業即將迎來爆發式的發展勢頭。

 

目前，中國能源行業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、內蒙古風電制氫等，為規模化生產清潔低碳氫能奠定了良好產業基礎。綠氫產量的增加，將幫助作為氫能的頭部消費國與生產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。

 

 

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、化學品原料、建筑、鋼鐵生產、道路交通和區域軌道交通等行業。這其中，工業和交通運輸等領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化前景。

 

 

 

僅就氫氣的產量而言，白皮書認為，中國氫能市場規模預計將從2020年的3300萬噸增加到2060年的1.3億噸。其中，綠氫的產量將快速攀升。白皮書預計，中國綠氫產量將從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副產氫，成為中國占比最大的氫氣來源。

 

從目前來看，白皮書認為，中國氫能產業鏈已趨于完善。目前，中國已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝，在部分區域實現燃料電池汽車小規模示范應用。

 

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，主要包括工業原料、工業供熱、交通運輸、住宅取暖、發電等。其中，氫能是實現交通運輸、工業和建筑等領域大規模深度脫碳的最佳選擇。

 

白皮書建議，未來十年內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式增長。

 

 

白皮書指出，就目前而言，中國氫能產業仍處于發展初期，相較于國際先進水平，仍存在產業創新能力不強、技術裝備水平不高、支撐產業發展的基礎性制度滯后，產業發展形態和發展路徑尚需進一步探索等問題和挑戰。

 

首先，高成本是目前中國氫能產業推廣的主要攔路虎。從目前來看，氫能產業鏈的制氫成本、建站成本等都很高昂，限制了氫能產業的大規模發展。

 

目前，制約包括氫能汽車大規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副產氫。

 

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大規模的綠氫生產。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年左右實現與灰氫平價。

 

加氫站的建站成本高昂是氫能行業大規模鋪開的核心掣肘。近年來，中國加氫站數量逐年攀升。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，中國加氫站數量有望在2050年突破萬座，加氫站累計投資額逾600億元，實現約16%的年復合增長率。

 

隨著氫能產業鏈各環節的逐步突破，無論是生產端、儲存端與運輸端，還是應用端的成本都有望大幅下降。

 

第二，中國氫能產業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展潛力，但是技術不夠成熟，只有少數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的發展。

 

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、氫儲能系統等主要環節創新突破，重點突破“卡脖子”技術，全面提升基礎研究、前沿技術和原始創新能力。

 

第三，激勵措施不足。當前的氫能技術仍需要繼續進行研發投入與補貼。但是，目前中國促進氫能產業發展的政策方向過于狹窄，基本圍繞氫燃料電池汽車展開，對氫能技術創新的驅動作用有限。

 

在頂層戰略方面，中國目前尚未出臺大規模針對氫能的明確扶持補貼政策，但預計即將出臺，屆時將為氫能產業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，對氫能產業相關企業有補貼、優惠電價、稅收優惠等政策。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也是氫能全面商業化的主要障礙之一。盡管中國建成加氫站位居世界首位，但是，對于氫能產業的發展來說，這些加氫站的數量還是較少。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業發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，國內加氫站建設將提速，到2030年預計建成數量將超過1000座。

 

面對目前中國氫能發展所面臨的問題，白皮書認為，只要堅持正確的戰略方向，扎實做好基礎研究，借鑒國外的優秀經驗，解決好產業存在的問題，建立起資源共享、優勢互補、利益共享、協同配合的合作機制，氫能在未來必將大有作為。