鋰電、光伏“迷失”，氫能悄然崛起

“新的第四次工業(yè)革命是以什么推動的?我們看到的是數(shù)字技術(shù)，智能技術(shù)，包括生物科技和新材料，但是真正的動力是新能源。”在《英才影響力》的直播節(jié)目中，曾先后掌舵中海油和中石化的傅成玉這樣說。

不過，近兩年備受矚目的新能源賽道，卻上演了一出“冰與火之歌”。缺陷明顯的鋰電、光伏、風(fēng)能氣勢如虹，誕生了一個又一個千億市值公司，而被稱為“21世紀(jì)終極能源”的氫能卻反而落寞不已。

風(fēng)光過后，我們看到電動車、鋰電池企業(yè)為碳酸鋰打工，看到硅料暴漲大大吞噬組件環(huán)節(jié)的利潤，看到風(fēng)電迷失在過去兩年的搶裝潮。而正當(dāng)大家為此苦尋解脫之道的時候，氫能悄悄站了起來。

終極能源

電動車的尷尬源于上游原材料的有限性，而光伏除了同樣受困于原材料，還與風(fēng)電一樣受天氣、時間影響大，不穩(wěn)定、不持續(xù)。不僅如此，鋰電池、光伏還存在固體廢棄物、廢水污染等問題，鋰電池回收劣幣驅(qū)逐良幣的情況至今也沒有解決辦法。

相比之下，氫能雖不至于取之不盡用之不竭，但受制于主要原材料的可能性要微乎其微。同時，風(fēng)光資源豐富的地區(qū)與用電量較大的地區(qū)不匹配，電網(wǎng)消納和儲存都存在一定問題。而氫能則不受時間限制，受地域的影響也極小，氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種儲存形式也比光伏、風(fēng)電更豐富，長期儲存也不影響質(zhì)量和使用。而且氫能是真正的綠色能源，不像鋰電池、光伏一樣需要通過回收等手段來“擦屁股”。

隆基綠能的董事長李振國就表示，“氫在元素周期表排名第一位，是宇宙中最多的元素，占到宇宙質(zhì)量中75%以上。”“氫氣的能量密度是汽油的3倍，是焦炭的4.5倍，氫氣與氧氣燃燒或者發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成的是水，所以氫是一種清潔高效的二次能源。”

不僅如此，電動車的發(fā)展不僅需要充電樁、換電站等基礎(chǔ)設(shè)施配合，充電速度也要有保證。而新建的基礎(chǔ)設(shè)施除了需要占用新的資源外，其經(jīng)營及后期維護(hù)也都需要磨合。

與充電樁不同，氫能除了直接新建單一的加氫站外，還可以有油-氫合建站、CNG-氫合建站以及LNG-氫合建站等合建方式，利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，同時在很大程度上避免了選址、審批等成本，維護(hù)上也可以使用現(xiàn)有人員和設(shè)施，商業(yè)模式不需要從新探索。

更重要的是，氫能的應(yīng)用并不局限。

根據(jù)碳排放交易網(wǎng)，二氧化碳的主要排放源為工業(yè)(68.1%左右)、建筑(17.6%左右)和交通(10.2%左右)。要實(shí)現(xiàn)碳中和，不能忽視工業(yè)領(lǐng)域。顯然，鋰電池和光伏、風(fēng)能很難解決工業(yè)領(lǐng)域的碳排放問題。

而氫能不僅可以像光伏、風(fēng)能一樣發(fā)電，像鋰電池一樣用于交通領(lǐng)域，同時也可作為冶金、化工等工業(yè)領(lǐng)域的燃料使用。艾瑞咨詢曾做過測算，預(yù)計到2060年，我國氫氣利用結(jié)構(gòu)中工業(yè)占比最大，約為60%，其次才是占比31%的交通領(lǐng)域。

供給不受限，應(yīng)用尤其廣，這對于深受油價上漲之苦、依賴能源進(jìn)口的中國來說，意義非凡。

技術(shù)掣肘

“終極能源”有兩層含義，除了天然優(yōu)勢以外，也表明目前還不能大規(guī)模應(yīng)用。事實(shí)也確實(shí)如此。

在《英才影響力》節(jié)目中，傅成玉表示，這一次新能源革命是和第四次工業(yè)革命相伴生的。前三次工業(yè)革命我們沒有及時跟上，這次中國有機(jī)會在新能源領(lǐng)域、科技領(lǐng)域引領(lǐng)第四次工業(yè)革命，這里面的關(guān)鍵則是技術(shù)。

而氫能之所以沒有獲得顯著的發(fā)展，直接原因是成本高，根本原因還是技術(shù)不夠成熟。這體現(xiàn)在從制氫、儲運(yùn)、加氫到應(yīng)用的全過程，其中儲運(yùn)和加氫十分關(guān)鍵，這也是此前二級市場炒作最熱的環(huán)節(jié)。京城股份就曾在去年底，因為儲氫瓶短短一個月左右上漲了3倍。

氫氣的制取主要有三種方式：化石原料(石油、天然氣、煤炭)制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫。前兩個稱為灰氫，在灰氫基礎(chǔ)上應(yīng)用碳捕捉技術(shù)則為藍(lán)氫，可再生能源電解水制氫為綠氫。很明顯，實(shí)現(xiàn)碳中和最需要的是綠氫。

我國是全球第一大產(chǎn)氫國，2021年氫氣產(chǎn)量約 3300 萬噸，制氫工業(yè)體系比較成熟。不過目前主要還是灰氫，綠氫占比不足5%。未來隨著光伏、風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的不斷增加，綠氫的發(fā)展?jié)摿鸩结尫?。只是降本不會一蹴而就，《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》預(yù)計到2030年我國可再生能源制氫才有望實(shí)現(xiàn)平價。

儲運(yùn)是掣肘氫能源發(fā)展的重要一環(huán)。因為氫在常溫下為氣態(tài)，體積能量密度僅為天然氣的1/3、硬煤的1/20，所以在儲運(yùn)時更需要壓縮密度來提高運(yùn)輸效率。這就涉及到什么運(yùn)輸方式最有效率，壓縮到什么程度既安全又經(jīng)濟(jì)的問題。

在三種儲運(yùn)形態(tài)中，氣態(tài)儲運(yùn)主要有高壓氣態(tài)儲運(yùn)(即長管拖車)和管道運(yùn)輸，液態(tài)儲運(yùn)包括液氫槽罐車、液氫儲罐，固態(tài)儲運(yùn)包括儲氫金屬和稀土儲氫材料。目前長管拖車是國內(nèi)外最成熟的儲運(yùn)方式，在我國占比超過90%。液氫儲運(yùn)僅用于航空和軍事，暫時未推廣民用，固態(tài)儲運(yùn)則還處于試驗階段。

以應(yīng)用最廣的長管拖車為例，雖然成本較低、壓縮過程耗能低、釋放簡單快速，但也存在體積儲氫密度極低的缺陷，同時也有泄漏、爆炸的安全風(fēng)險。當(dāng)前我國長管拖車工作壓力僅為 20~25MPa，單車氫氣裝載量在 350~400 公斤，成本隨著運(yùn)輸距離而增加，經(jīng)濟(jì)半徑只有120~150 公里。也就是穩(wěn)定性還需要提高，暫時也不夠經(jīng)濟(jì)。

加氫站之于氫能源車，就像充電樁之于電動車、加油站之于燃油車，沒有加氫站，氫能源車寸步難行。加氫站建設(shè)成本包括氫氣壓縮機(jī)、儲氫罐、加氫機(jī)、管道及閥門、站控系統(tǒng)以及土建成本等。中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，在不考慮土地成本的情況下，一座加注能力為 500kg/d 的固定式加氫站，投資規(guī)模達(dá)到 1200 萬元，相當(dāng)于傳統(tǒng)加油站的2-3 倍。

關(guān)鍵設(shè)備是加氫站不可承受之重。以目前我國建設(shè)最多的外供氫加氫站為例，其核心設(shè)備氫氣壓縮機(jī)、站用儲氫容器、加氫機(jī)約占 500kg/d 外供氫加氫站建設(shè)總成本的58%，其中氫氣壓縮機(jī)、加氫槍仍為進(jìn)口產(chǎn)品把控，而氫氣壓縮機(jī)占到建設(shè)成本的30%左右。

還有關(guān)鍵的燃料電池。作為能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，燃料電池是氫能源發(fā)展的核心，被譽(yù)為繼水電、火電、核電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。可以說沒有燃料電池，以上關(guān)于氫能的一切都很難商業(yè)化。與純電動汽車、傳統(tǒng)燃油車相比，燃料電池汽車具有燃料熱值高、溫室氣體排放低、燃料加注時間短、續(xù)航里程高等優(yōu)點(diǎn)，比較適合中長距離或重載運(yùn)輸。因此，商用車或重卡就成了燃料電池發(fā)展的突破口。

但是燃料電池汽車對低溫性能要求和動力系統(tǒng)成本都比較高，再加上基礎(chǔ)設(shè)施缺乏等原因，至今也沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣。2022 年 1-7 月我國燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成 2094 輛和 1633 輛，這還是在銷量同比增長130%的情況下實(shí)現(xiàn)的。

與此同時，核心零部件電堆、雙極板、質(zhì)子交換膜、膜電極等都具有較高的技術(shù)壁壘，需要企業(yè)持續(xù)投入較高的研發(fā)費(fèi)用。而在商業(yè)化前景不明的情況下，企業(yè)生存狀況面臨不小挑戰(zhàn)，從燃料電池龍頭億華通的業(yè)績和股價走勢就不難理解。

政、企發(fā)力

電動車這兩年的迅猛發(fā)展給我們一個啟示，即一個產(chǎn)業(yè)只有實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化才算真正步入正軌，也才會迸發(fā)出真正的活力。但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，需要政策呵護(hù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)力，最好還能有明星企業(yè)的帶動。電動車正是在持續(xù)的政策補(bǔ)貼、鼓勵之下，鋰電池、整車廠等產(chǎn)業(yè)各界共同創(chuàng)新，再加上特斯拉的帶動及鯰魚效應(yīng)，這才有今天電動車對汽車產(chǎn)業(yè)的重構(gòu)。

這些故事也正在氫能領(lǐng)域上演。

首先，過去幾年不曾缺失的政策，在今年更密了。今年3月，發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2025年)》(簡稱“《規(guī)劃》”)，認(rèn)定氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

《規(guī)劃》提出，到2025年要初步建立以工業(yè)富產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。實(shí)現(xiàn)燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站?？稍偕茉粗茪淞窟_(dá)到 10-20 萬噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排 100-200 萬噸/年。到 2035 年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)。

不僅如此，各地也在爭先恐后布局氫能，生怕落后。其中包括享盡電動車紅利的特斯拉中國工廠所在地上海。

一個月前，新華網(wǎng)報道上海市發(fā)改委、上海市經(jīng)信委等部門印發(fā)了《關(guān)于支持中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》。該文件顯示，上海將在臨港加快推進(jìn)多個氫能示范項目推廣落地，其中包括加大氫能在特色交通領(lǐng)域推廣應(yīng)用、開展海上風(fēng)電制氫示范、規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)先的氫能港口、建設(shè)氫貿(mào)易基地和氫交易平臺等。

根據(jù)此前上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022-2035 年)，上海計劃到 2025 年建設(shè)各類加氫站 70 座左右，培育 5-10 家具有國際影響力的獨(dú)角獸企業(yè)，燃料電池汽車保有量突破 1 萬輛，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破 1000 億元。

不止上海，北京、廣東、安徽、河南和山東等地也都于今年出臺了與氫能源相關(guān)的方案和規(guī)劃。其中，北京計劃到 2025 年前氫燃料電池汽車?yán)塾嬐茝V量突破 1 萬輛，山東和河南均計劃到2025 年氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過 1000億元。

政策搭臺，企業(yè)唱戲。

央企在氫能的動作十分矚目。今年1月，中國能建注資50億元成立中能建氫能源有限公司，統(tǒng)籌氫能業(yè)務(wù)發(fā)展，打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈和一體化發(fā)展平臺。7月6日，中國能建設(shè)計的國內(nèi)首座兆瓦級氫能綜合利用示范站在安徽六安投運(yùn)，標(biāo)志著我國首次實(shí)現(xiàn)兆瓦級制氫-儲氫-氫能發(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通。

還有中國石化。去年11月30日，中石化宣布我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目正式啟動建設(shè)。這是全球在建的最大光伏綠氫生產(chǎn)項目，投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達(dá)2萬噸。9月2日，中國石化發(fā)布實(shí)施氫能中長期發(fā)展戰(zhàn)略，表示將加快打造中國第一氫能公司，遠(yuǎn)期力爭成為世界領(lǐng)先的氫能公司。

據(jù)了解，目前超過1/3的央企已經(jīng)在制定包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈的布局。

如果說央企的布局一定程度上是政治使命的話，那么新能源民企的布局就更有指向性了。

2021年3月，光伏巨頭隆基正式成立氫能公司，隆基董事長李振國親自擔(dān)任隆基氫能董事長兼總經(jīng)理，后來李振國還專門發(fā)文予以解釋。同年10月，首臺大型電解水制氫設(shè)備下線。李振國在2022清華大學(xué)“碳中和經(jīng)濟(jì)”論壇介紹，隆基氫能將在今年1.5GW產(chǎn)能基礎(chǔ)上，建立起更大規(guī)模電解水制氫的設(shè)備裝備能力。同時研究用光伏這種間歇式綠電進(jìn)行間歇式電解水制氫的應(yīng)用。

不止隆基，陽光電源、晶科、協(xié)鑫、林洋能源等光伏巨頭也都紛紛進(jìn)入氫能產(chǎn)業(yè)，風(fēng)機(jī)龍頭金風(fēng)科技、明陽智能也毫不掩飾在氫能的野心。即便是當(dāng)前風(fēng)頭正盛的比亞迪，也早已申請了燃料電池相關(guān)專利。企查查顯示，比亞迪已獲得授權(quán)的燃料電池相關(guān)專利有44項之多，涉及雙極板、膜電極、儲氫裝置等。

雖然當(dāng)前氫能暫時還沒有特斯拉這樣的明星企業(yè)，但在國家、地方、央企、民企的共同努力下，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不會慢，明星企業(yè)也將從中脫穎而出。電動車走過的路，天然稟賦更好的氫能源也一定能走好。