双碳趋势下的新赛道：氢能！未来趋势如何？

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碳言

氢能是国家能源战略的重要一环，发展氢能是实现双碳目标的必经之路，在能源转型过程中，低碳氢必将发挥重要的作用。

中国气候变化事务特使 解振华

他表示：发展绿氢将成为我国碳达峰碳中和的重要行动。氢能是国家未来能源的一部分，行而不辍，未来可“氢”。

一、政策先行

2019年两会期间

氢能首次写入政府工作报告。

此外，“十四五”规划在“前瞻谋划未来产业”中特别提出组织实施氢能产业孵化与加速计划。

2021年11月

国家发改委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》首次将氢能产业列入国家中长期能源发展规划并出台单独文件，促进氢能产业规范有序高质量发展，并将氢能定位为：未来国家能源的重要组成部分、绿色低碳转型的重要载体、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

2022年6月17日

上海市发改委印发《上海市氢能产业发展中长期规划（2022-2035年）》，明确提出了上海市氢能产业发展的总体要求、发展目标、重点任务和空间布局等，推动完善氢能制、储、输、用，围绕产业链部署创新链。

二、技术突破

国家积极推进氢能产业全链条的技术研发、持续推进绿色低碳氢能制取、储存、运输和应用等各环节关键核心技术研发。

相关机构、高校及企业持续开展光解水制氢、氢脆失效、低温吸附、泄漏/扩散/燃爆等氢能科学机理，先进技术、关键设备等研究，进行技术突破。

探索引进国外先进技术，促进科技成果转化，促进氢产业高质量发展。

制氢

目前，商业化应用的制氢技术主要有工业副产品提纯、化石能源重整、电解水制氢等。

水电解制氢是“零碳排放”模式下氢气的主要来源，俗称“绿氢”，目前制氢成本较高；煤炭和天然气等化石能源制氢，俗称“灰氢”，成本相对较低；若使用碳捕捉与封存（CCS）技术，碳排放量可减少90%以上，次技术制氢被称为“蓝氢”，CCS 技术将大幅增加制氢成本。

其他“零碳 排放”制氢如光解水制氢、生物质制氢，尚处于试验阶段，能量转换率偏低。

氢制备工艺类型

图片来源 | 东吴证券行研报告

储运

中国氢能价值链中的储存和输送环节仍然相对薄弱，氢气实现大规模、长距离储运技术的商业化仍需要解决成本与技术的平衡问题。

我国目前储存氢能的方式有高压气态储氢和低温液态储氢两种，并采用管束车、槽车等交通运输工具的方式实现配送，固态储氢和有机液态储氢尚处于示范阶段。

在低温液态储氢方面，国内目前有氢储运技术和产业化能力的企业有富瑞氢能、中科富海等。

固态储氢国内尚属于研发阶段，成本较高，但固态储氢具有单位体积储氢密度高、结构紧凑、不需要高压容器、安全性高、放氢纯度高的优点，是未来重要发展方向。

我国氢能运输以高压气态方式为主，气氢的运输工具主要有长管拖车和管道等。

目前国内液氢则主要是依靠槽罐车运输，且只有航天领域存在液氢运输，对比而言液氢在国外应用广泛。眼下我国已加大对民用液氢领域的支持，进行科技创新及成果转化，未来这一领域有望迎来较大发展。

应用

氢气被广泛应用于工业、交通、建筑、农业等多个领域。

目前氢气最主要用于化工、石油炼制和冶金等工业领域。

在交通领域，随着燃料电池相关技术的不断完善，产业渐成规模。

加氢站

国内现有的加氢压缩机仅能生产用于石油、化工领域，系统处于 35MPa压力的技术水平，无法满足加氢站技术要求，加氢站技术成熟核心设备依赖进口。

国内氢气家属的技术要求和标准尚未落实明确，国家在积极完善相关标准体系，国内相关企业如富瑞特装、厚朴股份、上海舜华等正在研发70MPa的加氢机，未来会进行技术突破，并实现量化生产。

燃料电池

根据电解质的不同，燃料电池可以分为六类：质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池 （AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、磷酸燃料电池（PAFC）。

电堆是整个电池系统的核心，包括由膜电极、双极板构成的电池单元以及集流板、端板、密封圈等。其中膜电极的关键材料是质子交换膜、催化剂、碳纸等部件。

国家大力推动燃料电池相关技术研究及应用，随着燃料电池技术的不断完善，燃料电池及燃料电池产业渐成规模。

三、聚焦当下

在政府统筹规划和持续政策支持下，我国制氢、储存、运输及氢气利用等全产业链不断完，技术实力不断增强，但要实现高质量发展，仍然面临诸多的挑战。

全产业链标准体系需完善。

我国目前出台了近100项技术标准，主要涉及氢能和燃料电池技术、检测、安全相关领域，而制氢、储运、加注等关键领域的标准较少，行业标准确实，极大地影响了氢能产业链的高质量发展。

基础设施不足。

我国输氢基础设施不足，极大地制约了氢能储运业务发展，同时加氢站建设步伐缓慢，影响了用户选择氢燃料电池汽车的积极性，最终限制了氢能产业终端应用。

关键核心技术待突破。

虽然化石能源制氢技术比较成熟，但是生物质制氢、核能制氢、光催化制氢等技术待突破，储运和加氢环节部分关键技术储备不足，氢燃料电池核心组件：质子交换膜、催化剂、碳纸等很多关键材料需要进口。

经济效益较差。

我国氢能仍处于产业培育期，氢能全产业链成本高昂，同时商业模式创新不足，市场应用场景有限，经济效益差，制约了氢经济的发展。

四、规划路线

强化顶层设计。

制定氢能产业规划，推动氢能和其他能源协同发展；加大政策扶持，推动氢能产业基础设施建设、核心技术研发、成果示范应用等；

建立全产业链的评价检测体系，完善要制氢、储运、加注等关键领域的标准规范，为氢能全产业链生态良性发展提供政策支撑。

推进基础设施建设。

为使氢能下游协同发展，根据各地区氢源及制氢方式的不同，因地制宜地发展多元化氢源供应及储运，健全加氢站建设、规范审批管理制度，积极探索盈利模式，突破中国氢能发展瓶颈。

攻关核心技术。

努力消除“卡脖子”技术隐忧，加快攻克低成本制氢、氢能储运、燃料电池电堆等关键核心技术，突破产业链上下游关键材料和零部件。

加强与国际组织、科研机构、氢能公司之间的交流与合作， 要加强关键技术的研发及成果转化。

加强创新能力建设。

鼓励以氢能关键技术研发和应用创新为导向，拓展人才引进通道，引进海外高端人才；

聚焦氢能重点领域和关键环节，构建多层次、多元化创新平台；

加强校企联动，培养创新人才，共同开展技术攻关，提升创新策源能力。

培育行业领军企业。

创新型领军企业行业带动性大，在自主创新能力方面优势明显，应围绕产业链关键环节，加大研发投入，开展核心技术攻关，高水平、高标准打造氢能产品和服务，培育氢能行业的领军企业，进一步激发氢能产业的创新创业活力。

开展氢能产业示范。

在氢能产业基础较为成熟的地区设立国家级的应用示范区，对推动氢能技术创新、装备制造、成果转化、基础设施建设。

支持氢能龙头企业通过合资合作等多种形式，创新商业模式，做好产业示范工作。

我国早在2021年开始创建氢能产业示范城市，对氢能加以推广及示范应用。2021年8月底，以北京为牵头城市的京津冀地区12个城市（区）获批成为首批氢能示范城市。

上海、广东、河南及河北也获批成为氢能示范城市。在中央政府支持下，地方政府纷纷着手发展低碳氢经济，目前已有超过20多个省市制定氢能设施建设计划。

五、“氢”尽所能，碳见未来

国家对氢能产业愈发重视，从顶层设计到示范先行，中国氢能产业链各环节发展潜力巨大，到2025年中国氢能产业产值或突破万亿人民币。届时，绿色制氢将会占据主导地位。

计 然 碳 见

现阶段绿氢开发面临一系列技术、政策、资金、标准等方面的挑战，应加强政府部门、高校、科研院所合作，推动产业链、人才链和创新链协同发展、攻关氢能全产业链核心技术、加强氢技术研发，以推动氢经济高质量发展。

参考文献

1. 魏楚、许勤华等，《中国氢能产业发展前瞻、政策分析与地方实践》，中国人民大学国家发展与战略研究院
2. 王帅、杨志芳，《能源新势力，双碳主力军—氢能专题报告》，兴业证券
3. 袁理、赵梦妮、任逸轩，《氢能系列研究一：氢能源产业链分析》，东吴证券