氢能商业化加速行业堵点仍需突破

在全球减碳大趋势下，氢能作为清洁高效的二次能源，已经成为摆脱石化能源对全球碳排影响的重要路径。自2019年氢能首度被写入政府工作报告，我国氢能已经走过5个年头，氢能产业链上下游经过行业探索，已积累丰富的经验，成为世界上氢能高速发展的国家之一。但是，我国氢能处于产业发展初期，仍有很多行业堵点难题亟待解决。

制氢端：副产氢优势明显  绿氢尚未放量

在能源绿色低碳转型的大背景下，推动制氢流程从化石能源制氢、工业副产氢向电解水制氢转变，将是氢能行业发展的大方向。

工业副产氢产量大，制氢成本低，从氢源供应量方面来看，副产氢作为能源用氢的优势明显。据隆众资讯不完全统计，2022年，我国焦炭产量为4.73亿吨，理论上副产高纯氢984万吨/年；烧碱产量为3643.3万吨，副产氢约98万吨/年；2022年我国合成氨产量为6095万吨，可副产氢气36万吨/年；我国已投产PDH合计产能1010万吨/年，副产氢31万吨/年。综上，目前我国工业副氢产量已超过1100万吨/年，约占我国氢气产能的四分之一。

利用工业副产氢的成本和产量优势，国内大型焦化、氯碱以及钢铁企业已经布局氢能产业链的关键环节，如美锦能源、旭阳集团、鹏飞集团等企业已打通“制储运加用”环节，推广园区内重卡物流的示范运行；宝武集团、河钢集团等已在氢冶金、氢炼钢技术上取得突破，为未来进一步降低钢铁行业碳排打下基础。在我国氢能发展初期，副产氢不但可以提供稳定的大量氢源供给，而且可提供经济性较强的终端减排应用场景，将在短期内继续为我国氢能行业扮演重要角色，但考虑到由于无法完全避免制氢过程中的碳排问题，工业副产氢并不是未来氢能行业的长期氢源首选。

绿氢是由可再生能源电解水制取的氢气，其“零排放”特性是我国发展多元低碳清洁能源结构的大势所趋。2022年3月我国印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，提出可再生能源制氢量达到10万~20万吨/年，将在2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标实现。据隆众资讯统计，截至2023年9月，我国绿氢项目总计332个，其中已建成投产绿氢项目50个，总产能达到10万吨/年以上。预计在2023年12月之前还将有24个绿氢项目投产。

氢气在炼化加氢、合成氨、合成甲醇等领域是重要的气体原料，目前绝大多数原料氢来自化石燃料制取的灰氢。如果这部分原料氢气全部替换成绿氢，将为制氢端完全免除来自碳排放的压力。绿氢替换大化工的灰氢，已成为我国发展绿色化工的重要路径之一，由绿电制绿氢，从而完成绿氨、绿醇等产业链清洁原料的替换。2023年8月，新疆库车绿氢项目全面投产，年产绿氢2万吨，氢气通过管道输送到中国石化塔河炼化，替代现有天然气化石能源制氢。该项目是我国首个万吨级光伏绿氢示范项目，为国内光伏发电绿氢产业发展提供可复制、可推广的示范案例。

虽然绿色化工是绿氢的蓝海，但是就绿氢项目总体规模而言，国内现阶段绿氢尚未放量落地，对市场影响十分有限。2022年我国氢气总产能4000万吨，而目前已投产的绿氢项目产能仅不足15万吨，占比不足1%，亟待放量。到2030年，我国氢气在终端能源体系中占比将达5%，而2023—2030年将是绿氢实现市场化的重要成型期，伴随国内绿氢相关政策法规的不断完善，以及产业持续正向的发展，将进一步加快绿氢对灰氢的替代进程，同时也为绿氢放量带来新机遇。

储氢端：加氢站数量世界第一 但运营情况欠佳

加氢站在氢能源产业链中扮演着重要的角色，是连接制氢端和用氢端的桥梁。截至2023年9月，我国共建成加氢站340座（不含已拆站），数量全球第一。自2019年以来，我国加氢站建设速度呈逐年增加的态势，尤其是2021年国内五个燃料电池汽车示范城市群的落地以及北京冬奥会的举办，在大力推动燃料电池汽车示范运营的同时，极大加速国内加氢站的建设与普及。另外，国内各省份发布的加氢站建设管理办法以及奖励措施，市场情绪高涨，驱动加氢站建设不断加快。

从分布省份来看，除西藏没有建设加氢站，我国其他省级行政区均已建设或发布加氢站建设计划。珠三角、长三角、环渤海等地区是燃料电池汽车推广的主要区域，同时也是加氢站聚集的主要区域。其中，广东省建站数量最多，运营加氢站超50座，远超其他地区。佛山作为国内氢能发展最早的城市之一，建站数量已超过30座，是国内建站数量最多的城市。

从建站主体来看，在国家“双碳”背景下，中国石化、中国石油等油气龙头凭借其资源先天优势，已经成为国内加氢站建设主力军。一方面油气龙头企业具备以相对较低成本生产氢气的条件，另一方面这些企业拥有庞大的加油站网点以及天然气管网，在建站选址、运营成本、储运技术等方面已有丰富的技术积淀，缩短加氢站规模化建设的进度。中国石化是国内建设加氢站最多的主体企业，截至2022年底，中石化已在全国建成98座加氢站，计划到2025年将至少建成600座。

从加氢站类型来看，自2019年中石化建成国内第一座油氢合建站并成为加氢站主要建设力量以来，国内新建加氢站中合建站比例逐年提升。目前，国内油氢合建站的建站比例约占六成，加氢、加油、加气及充电的综合能源供应站已成为加氢站的发展趋势。此外，国内部分地区非化工园区制氢相关政策有所放宽，制氢加氢一体站建设数量明显增多，可缓解部分地区供氢紧张及氢价过高局面，有助于燃料电池汽车的加快推广。国内“3+2”燃料电池汽车示范城市群的4年任务期，将推广氢车约5万辆，加上示范群外地区的氢车推广，隆众资讯预测，到2025年国内加氢站建站数量或将突破1000座，未来5~10年，中国加氢站市场成长空间广阔。

值得注意的是，虽然我国加氢站建站数量多，但是加氢站整体运营情况欠佳。据隆众资讯调研，受氢源供氢稳定性、建站及运营成本、区域氢车投运情况等因素的影响，国内加氢站总体运营饱和度不足50%，能源化工企业等建站主体投资建设的心态更加理性。另外，加氢站的供需矛盾愈演愈烈。一方面，下游燃料电池汽车用氢尚未真正实现规模化落地，以小范围示范推广为主，导致加氢站对上游氢气的需求极不稳定。对大部分上游制氢供氢企业而言，小批量且用量不稳定的氢气并不具备足够的经济性，氢气到站价较高，而示范群指导加氢价偏低，致使加氢站盈利空间受到积压。另一方面，加氢站运营成本高，为保证不亏损而提高氢气销售价格，燃料电池汽车因氢价过高而出现加氢难甚至停运的现象，唇寒齿忘，最终导致加氢站的运营处境更加严峻。

应用端：氢能交通长足发展 但提升空间巨大

自2006年我国首台氢燃料电池汽车成功研制以来，氢能交通一直是推动我国氢能发展的主要动力，氢燃料电池技术水平已位列世界第一梯队，竞争力显著提升。我国已实现膜电极、双极板、电堆、燃料电池系统等零部件的国产化替代，基本实现氢燃料电池自主生产，国产化供给未来可期。质子交换膜、碳纸等零部件尚未实现国产化，但我国出台相关政策“以奖代补”，鼓励地方开展氢燃料电池核心技术攻关，氢燃料电池重要零部件的国产化水平将进一步提升，有望在3~5年内实现氢燃料电池完全国产化供给。

在终端燃料电池汽车产销方面，我国燃料电池汽车保有量已接近1.4万辆。2023年1—8月，国内燃料电池汽车总产销量分别为2839辆和2864辆，已经分别完成2022年全年产销量的78.2%和85.3%，预计2023全年产销量或将突破4000辆。2023年1—8月，燃料电池汽车上险量累计达到3296辆，已完成2022年全年上险量的65.8%，燃料电池汽车市场整体预期向好。

从车辆车型来看，氢能重卡、公交、物流轻卡是燃料电池汽车推广落地的主流车型。其中，氢能重卡凭借零排放、续航里程长、-30°C低温启动等技术优势，更加适用于矿区、港口、化工园区等中长距离运输场景，已成为国内燃料电池汽车在商用车领域投放最多的车型。

值得注意的是，虽然近年来国内燃料电池汽车呈现增长态势，但其市场体量仍然有限，处于商业化初期阶段。根据公安部发布的最新数据显示，截至2023年8月，全国新能源汽车保有量达1620万辆。燃料电池汽车保有量在新能源汽车总量的占比微乎其微。以氢燃料电池重卡为例，目前在国内重卡销售市场份额的占比不足1%。对比电动重卡以及天然气重卡，氢能重卡整车购置成本高、氢气燃料成本高、基建加氢限制等问题仍然是限制推广放量的主要原因。未来，随着燃料电池技术不断升级优化以及规模化水平的提升，燃料电池汽车有望进一步实现降本，2025年或将实现与柴油车平价。

根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035)》，预计到2025年，我国燃料电池车辆保有量约5万辆。虽然目前距离该目标还有较大差距，但是随着示范城市群的进一步巩固和扩容、燃料电池技术的进一步更新迭代以及氢能基础设施的进一步建设发展，相信氢能源将进入产业商业化的高速发展期，高成本、低收益等行业堵点将逐渐被突破，氢能在交通端应用将保持高速增长的态势。

(应菲菲 转载自中国化工信息杂志网)