氢能崛起！将在未来碳中和重构的新能源格局下扮演怎样的角色？

　　新能源
　　转自：脑极体
　　冬奥圆满落幕之后，细数冬奥会发生的种种，不仅仅是运动员带来的精彩令人感动，冬奥的绿色科技也是不能让人忽视的风光。从基础设施各大场馆的改造与建设，到冰场的零排放二氧化碳制冰，冰雪赛道的节能造雪，全场馆绿色电能的供应，赛事交通服务等。一场极致的绿色科技赛事，无不展现着绿色冬奥的主旨，让人大饱眼福。
　　拿交通运输的服务来说，各类新能源车齐齐上阵，不仅包括我们常见的纯电动车，传统能源车，也包括一些氢燃料车。整体的冬奥运输保障中节能与清洁能源车辆在小客车中占比100，在全部车辆中占比85。84，为历届冬奥会中含绿素最高。
　　氢燃料车的展示，可谓是目前来全球范围内最大的一次集中示范，吸引了众多的目光关注，也是冬奥会场中不可或缺的一抹亮色。根据冬奥组委公布的数据，本届冬奥会示范运行超1000辆氢能源汽车，并配备30多个加氢站，积极投入的氢能燃料车的厂商包括丰田汽车、北汽集团、宇通客车、福田汽车等车企。在这个最大的盛会中，以冬奥为契机集中展现了氢能产业的应用潜力。
　　借助冬奥的机遇，氢能产业被推向世界的舞台，氢能产业的发展在这个世界窗口中被行业议论纷纷，那么，在未来碳中和重构的新能源格局下，氢能产业到底将扮演怎样的角色？
　　氢能强势崛起
　　氢能作为清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的能源类型之一，在能源、交通、工业生产领域，有着巨大的市场潜力。
　　在欧美日等发达国家和地区，早已将氢能纳入国家能源发展战略，并出台产业发展规划和支持政策。国内将氢能定位战略能源技术，政策利好也在逐步释放。2019年氢能首次被写入政府工作报告，2020年《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》第一次将氢能列为能源范畴，同年氢能纳入年度国民经济和社会发展计划，并启动燃料电池汽车示范推广及国家氢能产业发展战略规划编制。
　　2021年3月，氢能正式被纳入十四五规划纲要草案。截至2021年，我国政府累计支持氢能及燃料电池研发经费超过20亿元；2021年12月，工业和信息化部印发的《十四五工业绿色发展规划》也提出，加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用。近日，《氢能产业发展中长期规划（20212035年）》更是明确了氢能产业发展定位：氢能是未来国家能源体系的重要组成部分；氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体；氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
　　追溯本源，氢能产业得到全世界各国的大力支持与发展，与能源结构、能源趋势的变化需求不无关系。碳达峰、碳中和的长期发展目标，化石能源的枯竭、污染、气候等问题，都加速着能源结构的转变。我们自己的能源国情是多煤少气缺油，石油和天然气都需要进口来解决资源紧缺的问题，其中石油75依靠进口，天然气50依靠进口，并且进口比例仍在逐年增大。
　　无论是减碳还是能源安全的把控，都在驱动着我们朝着氢能产业的深处走去。据不完全统计，目前，全国有30个省份、150多个城市在其十四五规划中提及氢能发展，有50多个城市出台了地方氢能产业发展专项规划。根据各省区市规划目标，到2025年全国将建成加氢站超过1000座，推广氢燃料车超过54000辆。
　　从氢能的产业政策、研究、基础设施的不断构建与完善，到真金白银的推广示范区的建立，都反映着我们对能源系统改革的决心，加速着氢能产业的发展改造，国内氢能产业再度迎来发展热潮。
　　身份牌：多能耦合
　　我们知道氢气并不是天然存在于自然界的能源，必须通过技术的制备才能产生，是一种典型的二次能源。因为制备的能源消耗碳排不同，也被分为三种类别，用清洁能源电解水的制备被称为绿氢，用化石燃料煤炭天然气等制灰氢、蓝氢。煤制氢与天然气制氢因为成本较低，应用也最为广泛，是主要的氢气生产来源，占总产量的90以上。
　　在氢能实际的落地应用中，最被人广泛认知的是在交通运输领域的应用，相比于电动车，氢燃料电池车加氢5分钟，续航800公里，耐低温，续航高，真正规避了电动车的所有痛点，还能实现零排放，无污染，几乎是完美的能源车。
　　不过发展氢能不仅仅是为了交通，虽然出行是万亿级别的消费场景，但在氢能源系统的棋局中，在碳中和大循环的背景下，出行并不是氢能的主战场。氢能擅长的领域，也包含在能源电气化后的工业生产和电网系统的储能调配中。
　　在工业领域中，现阶段约90的氢气主要用于化工工业生产甲醇、氨等工业产品，约10的氢气用于玻璃制造业、半导体制造业、多晶硅行业、食品行业、航空航天、钢铁等行业。不过受限于目前氢能供应波动性较大、氢能生产产量与需求不匹配等现实情况，氢能在化工工业上的应用有限。但可预见的未来，随着制氢的成本下降，在耗能大户的工业领域，氢能作为清洁能源，将会是减碳排的主力应用能源之一，满足工业需求。
　　除了工业领域外，在风电光伏的可再生能源储存中，氢能作为优质的储能对象也会发挥作用。我们知道在能源领域，风电与光伏已经被大规模推广与应用，但因为能源的有效储备问题，已经成为其发展的瓶颈之一。
　　如果将用不完的电能与风能，通过电解水转化成绿氢，在夜晚为整个电网系统削峰填谷，也可以替代掉部分昂贵的锂电储能电池。目前众多的光伏企业都开始瞄准了氢能，作为打开增长的新空间。
　　2021年3月，隆基股份通过全资子公司隆基绿能创投与上海朱雀投资合资成立西安隆基氢能科技有限公司，计划大力发展光伏制氢；同月，阳光电源也发布大功率的SEP50PEM制氢电解槽；5月晶科科技公布了布局光伏制氢的消息；协鑫新能源随后也成立高达100亿元的氢能产业投资基金；林洋能源在8月宣布成立合资公司正式进军氢能。氢能产业被光伏风电企业们作为价值投资锚定，开始了争相的研究与布局。氢能产业的价值将会成为新一轮的投资风口。
　　据中国氢能联盟预计，到2050年氢能将在中国终端能源体系中占比至少达到10，氢需求量将由目前的2000多万吨提升至约6000万吨，产业链年产值约12万亿元。
　　无论是作为储能的属性，还是清洁能源的属性，我们会发现氢能的地位将变得越来越重要，不过氢能产业也只是能源系统中的一环，并不能完全代替其他能源，甚至是淘汰掉其他能源。因为风光电化石等能源的独特属性，只使用一种能源是不能解决所有的需求问题，未来的能源体系统注定是朝着低碳、多能耦合的方向发展。而氢能作为能源系统中重要的一环，其产业的价值也会在交通、工业、电网储能等全面开花。
　　羁绊与终结
　　梳理人类使用能源的踪迹脉络，从化石能源到清洁能源的转变，也不过几十年，小时候的节能减排口号逐渐成为战略与发展的必需品被强制要求。整个世界的经济、社会发展都开始向低碳转变。
　　氢能成为重要的新能源产业方向，无论是技术储备还是产业规模，氢能产业都开始走向了爆发的临界点。目前我国的氢产量大概占世界13，是世界上产氢最大的国家。不过也面临不少的问题，影响最大的一个根本问题就是产业链未打通，导致用氢的成本非常高。
　　氢能产业链要成长为雨林滋润万业生长的前提，最先需要解决的就是氢源成本的问题，氢源的成本问题解决了，才会对下游的应用起到支撑和推动作用。
　　很多读者可能在有关能源领域的文章中，了解过氢能产业的产业链，其中上游的氢源制备和中游的储运等都存在发展的瓶颈，这也是氢能产业现在未规模化发展的主要原因。氢能源的制备，运输的成本与技术等都有很大的提升空间。
　　拿加氢站举例来说，国内现在的加氢站都是站外供氢，需要把氢运到站内后再加注，运输成本高，公路运输安全风险大，如果建设管道运输，投入的资源更深似海。但在国外，都是制氢、加氢一体化的操作方式，既节约又安全。
　　在国内，氢气是被作为危化品进行管理，而不是能源。制氢属于化工项目，法规管理要求需要进入化工园区制备，但多数的氢能应用领域都是在商业用地和工业用地中，因此这对氢能的使用与发展带来限制，也提高了氢能运输的成本。如果想要将高企的加氢站成本大幅降下来，还需要政策进一步放宽对制氢项目的限制，有序引导制氢运氢的发展。而不是长期的输血补贴，这也不是良性的发展模式。
　　不过运氢的问题无法避免，终须解决，因为能源的运输流通对发展非常必要。在氢能产业的储存中，也有新的研究方向可以解决运氢一些安全问题。研究人员发现，氨是一个非常好的储氢介质，高中化学告诉我们氨的主要功能是当肥料用的。合成氨容易运输、液化，并且安全。
　　氨的分解比较容易，分解出来是纯的氮气和氢气，氨与绿氢比较容易耦合，很适合用氨来储存氢。日本是氢能产业研究比较先进的国家，也将氨储存氢技术作为其研究应用的重要方向。对于氢能的储备来说，氨储氢的技术研究还是非常值得重点关注。
　　回到氢能产业的原点，我们会发现政策与战略层面的疏导，产业与技术的深耕，氢能产业暂时整体的发展虽然缓慢，但不会一直停滞于此。纵观目前氢能产业的发展，无论是从立法、顶层设计，还是具体落地的示范应用等，市场和产业都给予氢能持续发展的肥沃土壤。统筹、规范、支持氢能产业向健康的方向持续发展。
　　艰难的初始爬坡期过了，就是迅速开花结果期，技术、政策浇灌出的氢能产业果实也会和能源系统的其他关键元素一起润泽全行业中的每一环，助力全产业的深度脱碳，早日实现2060碳中和的目标。
　　延伸阅读
　　3月31日，由智慧芽和《科创板日报》联合撰写的《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》（以下简称：《报告》）正式发布。《报告》从政策、专利等视角出发，全方位分析目前我国氢能产业技术发展情况，包括：氢能产业链技术布局、相关专利发展趋势，以及重点创新企业等。
　　《报告》意在为中国氢能企业制定氢能发展战略和攻坚氢能技术突破、为更广大科技界捕捉氢能技术发展动向、为政府制定氢能发展政策等提供借鉴参考；其共六大章节，分别为：氢能行业简介及发展历程梳理、氢能行业全景扫描、中国氢能行业技术发展趋势透视、中国氢能行业研发竞争格局、中国氢能代表性企业技术盘点、氢能行业技术发展展望。
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