PEM電解水技術(shù)國產(chǎn)化替代，推開萬億氫能賽道的第一重門

有了大規(guī)模的扶持和補(bǔ)貼，相信氫能的商用時間一定會早于預(yù)期。

3月23日，國家能源局、國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021－2035年）》。文中明確提出，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，充分發(fā)揮氫能清潔低碳特點，實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，將氫能產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和未來重點產(chǎn)業(yè)。

此外，《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標(biāo)到2025年，基本掌握核心技術(shù)和制造工藝，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站，可再生能源制氫量達(dá)到10－20萬噸／年，實現(xiàn)二氧化碳減排100－200萬噸／年。

到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實現(xiàn)。到2035年，形成氫能多元應(yīng)用生態(tài)，可再生能源制氫在終端能源消費中的比例明顯提升。

受此利好消息刺激，氫能概念股在二級市場掀起來漲停潮。

對產(chǎn)業(yè)有所了解的朋友們應(yīng)該知道，自2016年氫能產(chǎn)業(yè)納入國家能源戰(zhàn)略以來，我國氫能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)已初具雛形，完成了從0－1的過程、正在邁向從1－N的道路。

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計，2020年至2025年間，中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)1萬億元，2026年至2035年產(chǎn)值達(dá)到5萬億元?？梢哉f，氫能未來的前景就是星辰大海。

當(dāng)然，現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)鏈各技術(shù)環(huán)節(jié)仍舊存在著諸多需要攻關(guān)的技術(shù)，比如液態(tài)氫儲運，IV型儲氫瓶，大型加氫站、電堆成本等等。

在這些問題之上，還有一個問題，如果無法解決氫能產(chǎn)業(yè)推進(jìn)便無從談起。

這個環(huán)節(jié)便是推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)程所面臨的第一重門——制氫。

01 深度脫胎靠綠氫

隨著氫能知識的逐步普及，人們對氫能燃燒高效無碳的優(yōu)點普遍接受，對氫能的產(chǎn)業(yè)鏈也有所了解。

的確，能效上來看，氫氣的熱值約為140MJ／kg，高達(dá)煤炭、汽油等傳統(tǒng)燃料的3倍以上。

儲量上來看，氫是宇宙中含量最多的元素，大約占據(jù)宇宙質(zhì)量的75％，地球上豐富的水資源中蘊(yùn)含著大量可供開發(fā)的氫能，未來是獲取最便利和成本最低的能源之一。

與之相反，鋰電池的金屬材料成本，如鋰和鈷則在電池總體成本中占據(jù)了很大比例，且相對稀缺，價格高昂。

電池生產(chǎn)過程中要使用大量鋰、鈷、鎳等金屬材料，其生產(chǎn)過程中，金屬材料的開采、生產(chǎn)加工都會產(chǎn)生大量能量消耗和碳排放，屬于冶煉、化工產(chǎn)業(yè)。

而氫氣直接燃燒或通過燃料電池發(fā)電的產(chǎn)物為水，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的零碳排放，對環(huán)境不造成任何污染。故而氫能被稱為終極能源。

按照產(chǎn)業(yè)鏈由上到下的次序，氫能源產(chǎn)業(yè)鏈可以分成三段，上游是氫生產(chǎn)與供應(yīng)；中游，是燃料電池及核心零部件，而它的下游，則是燃料電池應(yīng)用。

現(xiàn)階段較為成熟的制氫的技術(shù)路線有三種一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫，俗稱藍(lán)氫；二是以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，俗稱灰氫；三是電解水制氫，俗稱綠氫。

化石能源制氫為我國目前主流的制氫方式，而基于可再生能源的電解水制氫方案的碳排放最低。

前兩者生產(chǎn)氫氣的技術(shù)無法擺脫對傳統(tǒng)能源的消耗，雖然通過碳捕捉與封存技術(shù)（CCS）可有效降低化石能源制氫過程中產(chǎn)生的碳排放。但長期來看，只有可再生能源電解水制備的“綠氫”才能實現(xiàn)真正的零碳排放。

我國是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，其中，能達(dá)到工業(yè)氫氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的約有1200萬噸?？稍偕茉囱b機(jī)量全球第一，在清潔低碳的氫能供給上具有巨大潛力。

在未來，通過電解水可以將富足的可再生能源轉(zhuǎn)化成綠氫，為建筑、交通、工業(yè)等高排放部門供給清潔環(huán)保的綠色原料和燃料，從而減少化石能源的使用，有效減少碳排放。

因此，未來綠氫的大規(guī)模生產(chǎn)，才是氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)深度脫碳的首要任務(wù)。

不過，實際進(jìn)展道阻且長。根據(jù)IRENA的測算，全球僅有4％的氫氣來自電解水制氫，其余均來自煤炭、天然氣以及石油煉化領(lǐng)域。

未能大規(guī)模推廣的原因在于成本，電解水制氫的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于化石能源成本。

然而隨著光伏、風(fēng)電的進(jìn)一步降本，到2030年國內(nèi)部分可再生資源優(yōu)勢區(qū)域，其度電成本到達(dá)到0．1－0．15元／KWh，綠氫成本逐步下降到14元／KG左右，實現(xiàn)與灰氫平價。

具備深度脫碳屬性的綠氫無疑是更好的選擇，大規(guī)模商用拓展便隨之來臨。