被吹捧的“人類終極能源”，為何沒人提了？

今天小編分享的财經經驗：被吹捧的“人類終極能源”，為何沒人提了？，歡迎閲讀。

出品｜虎嗅 ESG 組

作者｜陳玉立

頭圖｜電影《鋼鐵俠》

本文是 #ESG 進步觀察 # 系列第 108 篇文章

本次觀察關鍵詞：氫能源

最近兩個月，沉寂許久的氫能源行業有了新動向。11 月，國富氫能成為繼億華通和國鴻氫能之後第三家港股 IPO 成功的内地氫能公司；12 月，重塑能源也成功登陸港股，發行規模達到約 1 億美元。

自 " 十四五 " 以來，從中央到地方圍繞氫能頻頻表态，推出了一系列重要政策以推動氫能產業的發展。前有《" 十四五 " 全國清潔生產推行方案》與 " 雙碳 " 目标，後有《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》，諸多利好政策直接将氫能源捧到了 "21 世紀人類終極能源 " 的高度。

氫能源之所以受推崇，主要還是在于其零碳排放、熱值高、安全性好的特點。首先，氫在燃燒、燃料電池電化學反應過程中都不會生成化石能源使用過程中所產生的污染源和二氧化碳；其次，它的高熱值也意味着相同質量燃料消耗下，氫氣能夠提供更多的能量。

但與耳熟能詳的 " 新三樣 "（指新能源汽車、锂電池和光伏產品）相比，目前氫能源無論在產值和規模上都還有較大增長空間。據貝哲斯咨詢的調研數據指出，2024 年全球制氫市場規模達 1206 億美元。其中，中國氫氣產量占全球總產量三成、約達 3500 萬噸，絕大部分用于國内工業、電力等部門，出口量極少。

回溯歷史，從被捧為 "21 世紀人類終極能源 " 到如今全球綠色氫能源發展停滞不前，短短幾年間，氫能源的 " 信徒 " 越來越少，產業發展也逐漸顯出疲态，其背後的原因是什麼？

氫能源為何沒人提了？

就在上個月，将氫能源當作企業增長 " 第二曲線 " 的隆基綠能總裁李振國表示，隆基綠能正在優化收縮綠氫業務，需要靜下心來發展。這側面反映出國内氫能源發展的尴尬現狀。

按照碳排放标準的不同，氫氣被分為灰氫、藍氫和綠氫。灰氫指通過煤炭、石油、天然氣等化石能源制成的氫氣；綠氫指通過可再生能源發電制成的氫氣；藍氫介于二者之間，屬混合制氫。

如前文所述，中國氫能源占全球總產量三成、約達 3500 萬噸，但其中絕大部分均為碳排放較高的灰氫，綠氫產量每年僅為 20 萬噸左右。據國信證券研報指出，國内以煤制氫為主，占 60% 以上；國外市場以天然氣制氫為主，占比約為 75%。

在 " 雙碳 " 背景下，以煤炭、天然氣為代表的灰氫，需要逐步轉向綠氫，這是氫能源邁入大發展的前提。

但關鍵問題在于，綠氫成本過高，這也是隆基綠能選擇收縮的重要原因之一。從制氫成本看，李振國直言當前綠氫的成本要比灰氫的成本高出 2-3 倍，如果将其用作儲能會更難。

雖然制綠氫有多條技術路線。但目前，鹼性電解槽由于技術成熟、成本較低、單槽制氫量高，成為電解水制氫的最主要方式。根據 IEA 統計，到 2022 年底，鹼性電解槽占全球裝機容量的 60%，其次是質子交換膜電解槽，約占 30%，而固體氧化物電解槽目前占比不到 1%，離子交換膜電解槽則尚未投入實際應用。

具體到價格細節，氫輝能源董事長李輝在接受中國能源報采訪時指出，" 假設煤價為 800 元 / 噸，煤制氫成本約為 11 元 / 千克、焦爐氣制氫成本約為 10 元 / 千克— 15 元 / 千克；假設電價為 0.6 元 / 千瓦時，電解水制氫目前成本仍大于 35 元 / 千克。目前，電解水制氫電價成本占比約為 60% — 70%，不同技術路線制氫成本構成稍有浮動。"

不同制氫方式生產成本比較（部門：元 /kg），圖源：東方證券

制約氫能源發展的不僅僅是成本問題，從制氫效率來看也存在瓶頸。光伏專業研究人士侯兵向虎嗅 ESG 組表示，" 用電解水制氫，根據熱力學第二定律，不是不能實現，而是能耗成本過高。效率只有 45%，加之光伏發電年運行小時數只有 2300 小時，所以綠氫很難形成再生循環能力。另外，氫能運輸能耗是天然氣的 8 倍。所以用氫能作為儲能的話，仍然任重而道遠。"

在剛舉辦不久的 cop29 國際會議上，全球綠氫 2030 的目标量被提高了 3 倍，在 100 萬噸左右，而灰氫則是 9600 萬噸，只是逐步替代了少量的灰氫，而整個能源存儲的目标則是 6 倍。因此，綠氫發展要比預想的緩慢得多。

侯兵繼續指出：" 相關數據顯示，中國當前裝機招标為 1-1.5gw 每年，而當前電解槽的產能超過了 20gw。" 這意味着當前氫能源產業已經存在一定的產能過剩現象。

既沒有性價比，也沒有經濟性，更沒有形成完整的商業邏輯，成了制約氫能源發展的主要原因。

全球氫能源發展，走到哪一步了？

過去幾年來，全球主要國家均開始高度重視氫能源的發展，日本、美國、歐洲等發達國家已将氫能源的發展上升到了國家能源戰略高度。

日本是其中的典型。據社科院世經政所指出，日本的一次能源供給 94% 來自海外，原油的消費 98% 集中在汽車燃油領網域，這些原油 87% 來自中東地區。為了減輕對外部能源的依賴，日本一直把提高能源效率作為重要的手段。

因此，早在 2017 年日本就發布了 " 氫能基本戰略 "，并提出了 " 氫能社會 " 的概念，涵蓋了制氫、儲氫和氫能利用及基礎設施建設等氫能全產業鏈。

2019 年 10 月，全球最大的制氫氣工廠——日本福島氫能源研究站完成建設進入運行階段，該制氫工廠通過 1 萬 kW 的制氫裝置來制造、儲藏和供應最大 900 噸的氫。驅動巨大制氫裝置的能源來自毗鄰的光伏發電設備和風能等可再生能源。

2020 年 12 月，《2050 年碳中和綠色增長戰略》由日本經濟產業省正式發布，該戰略再次強調了氫能產業對于日本能源供應端清潔低碳化的重要性，支持規模約 2.33 萬億美元，并指出預計到 2030 年進口氫氣 300 萬噸、成本下降至 20 日元 / 立方米，2050 年氫氣供應量達到 2 000 萬噸。

但好景不長，2023 年日本自然能源财團發布了一份報告《Re-examining Japan ʼ s Hydrogen Strategy》（以下簡稱 " 報告 "），對日本的氫能發展戰略進行了反思。報告認為，日本氫能戰略優先考慮化石燃料衍生的灰色和藍色氫氣，忽略了綠色氫，并且忽視了可再生能源的發展。

據《日本經濟新聞》報道，2023 年日本氫價較 2030 年目标價格高出 1/3，約為化石燃料價格的 12 倍。氫能供應量僅為每年 200 萬噸，其中超過一半被用于煉油。日本雖大力布局氫能產業，但收效甚微。

中國工程院院士幹勇在接受媒體采訪時表示，" 報告的反思比較中肯。日本氫能戰略發展受阻是多方面因素綜合的結果，綠氫發展滞後是重要因素，還有其他的阻力也不能忽視。"

細究來看，報告反思日本氫能戰略主要有兩大問題，一是應用場景；二是重視灰氫、藍氫，而綠氫生產滞後。

在應用場景上，報告指出在缺乏零碳手段的領網域應該優先采用氫能，可以采用其他高效和經濟方法減少碳排放的領網域則不應該采用氫能。例如，可直接使用再生能源的領網域或者熱泵，這些領網域都不應該采用氫能。

對于日本而言，氫能源一大重要使用場景是氫能源汽車。日本對氫燃料電池車的系統性探索始于 2008 年前後，并在 2013 年通過《日本再復興戰略》确立了氫能源車的地位。後續日本持續頒布相關政策，一度将氫能源車視作燃油車唯一替代方案。

但 " 成本 " 依舊是最大的問題，氫能源車不僅買車貴，用車也貴。國際領先的豐田 Mirai 價格在 70 萬元以上，國内技術相對領先的氫能源車型如深藍 SL03 價格也在 70 萬元左右。

從使用成本來看，1 公斤氫氣的價格約為 1100 日元（約合 8 美元），豐田 Mirai 一次加滿氫需要約 6000 日元（約合 44 美元），續航約 650 公裏，合 0.06 美元 / 公裏。而電車每公裏充電成本僅為 0.02 美元。

此外，氫能源車還面臨加氫站數量有限、燃料電池維護費用高等問題。這還是在日本大力補貼推廣氫能源的前提下，若換到國内，氫能源車的使用成本只會更高。

日本雖然只是氫能源轉型發展的一個縮影，但極具代表性。在全球範圍來看，" 成本過高 " 幾乎成了各國氫能源發展的通病，環球同此涼熱。

" 中東已經不再大力發展綠氫，歐洲多家企業退出綠氫市場，美國的綠氫已然受到極大的負面影響，在這樣的情況下，短期内綠氫發展的确不容樂觀，" 侯兵説道。

保持一些耐心

短暫的產業發展困境并不意味着長期看衰。

隆基綠能總裁李振國在接受媒體專訪時表示，氫能長期發展的主邏輯并未改變，綠氫會在未來能源體系裏面扮演不可或缺的角色。

國信證券研報也指出，未來在多因素的推動下，綠氫成本有望快速下行。

電解槽關鍵參數發展方向，圖源：國信證券研報

設備方面，目前國内已有 2500Nm³/h 鹼性電解槽產品發布，随着電解槽設備大型化以及設備生產規模化，設備部門投資額有望下降，帶動整體制氫成本下降；

技術方面，目前已有企業發布 3.87kWh/Nm³ 直流電耗的鹼性電解槽產品，降低直流電耗帶動制氫成本下降仍存在一定空間，且當電解槽工作時長從 2000 小時提升至 4000 小時後氫氣成本有望降低 4.6%；

電價方面，當可再生能源電價降至 0.2 元 /kWh 時，電解水制氫成本将接近于化石原來制氫成本。

需要點出的是，相比起其他國家中國在氫能產業發展方面有獨有的優勢。

目前，中國已基本形成較為完整的氫能產業鏈，初步掌握氫能制、儲、輸、運、用（燃料電池和系統集成等）主要技術和生產工藝。

在制氫方面，目前中國是全球氫氣生產第一大國，也是電解制氫項目部署的主導力量，截至 2023 年底累計規劃綠氫項目產能合計已超過 650 萬噸 / 年，電解槽裝機容量占到全球一半。輸運氫方面，中國建成加氫站超 480 座，新增加氫站、在運加氫站兩項指标均居世界第一。

但在先進電解制氫技術方面，中國卻處于落後地位。據中國科學院文獻情報中心指出，中國電解制氫裝機規模雖已超過全球半數，但對風、光等波動性能源适應性較差，發展風光耦合電解制氫還需開發運行更靈活的質子交換膜電解制氫技術。

目前，該技術在中國尚處于商業化初期，在技術成熟度、裝置規模、性能和可靠性等方面均落後于國外，單槽產氫量最大在 400 标方 / 小時，而國外廠家如康明斯已推出 1000 标方 / 小時產品；核心部件如全氟磺酸質子交換膜制備工藝復雜，長期被美日企業壟斷。

此外，在氫能儲運技術工藝與燃料電池核心部件材料工藝方面，中國也與當今世界頂尖技術存在一定差距，這是需要正視且攻克的難題。

2023 年，國際能源署（IEA）和歐洲專利局（EPO）曾聯合發布了《氫能源技術創新與專利趨勢報告》，報告全面分析了全球氫能源技術領網域的專利分布和發展趨勢。

報告數據顯示，歐盟國家是氫專利的全球領導者，在 2011-2020 年期間新增專利占比達到 28%，其中德國和法國表現出眾，分别占比 11% 和 6%；日本在 2011-2020 年間的專利占比高達 24%；美國表現依然強勢，十年間氫能專利占比達到 20%；相比之下，中國的國際專利申請數量在這十年間雖然不多，但處于快速增長狀态，平均年增長率達到為 15.2%。