世界主要國家的氫能戰略基本上都是將燃料電池汽車作為切入點的，正是燃料電池成本的大幅下降使得氫能這個人類“終極能源”從理想走近現實，“碳達峰，碳中和”則是推進氫能規模化應用的催化劑。但基于汽車產業的發展思路使得發展過程中面臨巨大的使用成本壓力，因此，我們需要進一步理解氫能的定位，關照到氫氣的能源屬性，適當調整產業布局。

01

運行：燃料電池車用氫氣供應缺口超過1.6萬噸

燃料電池汽車是氫能應用的切入點，因為技術進步和國產化進程，我們可以預期燃料電池成本將很快下降至純電動汽車的水平。但燃料電池汽車還只是剛剛起步，產業的運行就卡在了氫氣的供應上。

據香橙會統計，自2015年至今年8月份，中國累計生產燃料電池汽車8149輛，累計銷售燃料電池汽車8055輛。來自中汽中心的數據顯示，到今年8月，接入燃料電池汽車示范運行監控平臺的車輛總計6762輛。其中載貨汽車3371輛、公交車2762輛、公路客車626輛、乘用車3輛。

目前，我國燃料電池客車主要以10-11米客車為主，每天正常運行約200km以內，耗氫量按照3.8kg/百公里計算，每輛車每天耗氫量約7.6kg/天·輛；燃料電池貨車主要以30噸以上為主，目前主要是短倒為主，日行駛里程約100km，按照耗氫量12kg/百公里計算，每天每輛車耗氫量約12kg/天·輛。

如果按照中汽中心檢測平臺接入車輛總數滿負荷運行，則現有車輛每天消耗氫氣66噸左右，年消耗氫氣2.32萬噸（按照350天計算）。

圖1 中汽中心檢測平臺接入車輛

目前，即使還沒有進入氫冶金和氫電耦合時代，市場對氫氣的新增需求不僅僅是運行中的燃料電池汽車，燃料電池企業日常測試也需要用到大量的氫氣，濰柴動力每天用于測試的氫氣就達到800kg。現階段燃料電池企業測試是剛需，預計全國燃料電池廠家對氫的需求不少于20噸/天，全年需求不少于7000噸。也就是說現階段車用和測試用滿負荷運行帶來的新增氫氣的需求是3萬噸/年左右。

這對于年產3000多萬噸氫的中國來說似乎不是什么問題，但因為燃料電池用氫的標準和場景與傳統氫氣應用不同，原有的氫氣供應很難在短時間滿足市場需求，所以，即使這區區3萬噸的需求也還是得不到滿足。

廣東佛山是目前最大的氫能產業基地，加氫站和車輛運行數都列全國第一，同時還集中了大量的燃料電池及核心零部件生產企業，每天氫氣需求達到18噸，但本地產能不足1噸/天，佛山每天有8噸的需求缺口。

從中汽中心檢測平臺監測的數據來看，8月份在監控平臺上顯示運行過的燃料電池汽車有3636輛。其中，公交客車運行2135輛，運行率77.3%；公路客車運行247輛，運行率39.5%；貨車運行1363輛，運行率37.2%，乘用車無運行記錄。

即使8月份在運行車輛也非滿負荷，其中，運行1-15天的燃料電池汽車共有1485輛，占40.8%；運行16-31天的車輛燃料電池汽車共有2151輛，占59.2%。其中31天全部運行的車輛只有519輛，占14.3%。單車平均上線17.4天。

按照53%的運行比例和單車平均上線天數，目前車輛運行按照出現天數計算大約為30.18%。也就說，有近70%的運力是閑置的。

按照中汽中心檢測平臺監測的數據，8月份運行車輛的月度總行駛里程為1032.8萬公里。其中，燃料電池公交客車運營里程757.2萬公里；燃料電池貨車運營里程242.4萬公里；公路客車33.3萬公里。按照載貨汽車每百公里12kg、公交客車每百公里3.8kg計算，8月份單月燃料電池汽車終端耗氫量為590噸左右。按照這個消耗量平行推算，全年車用耗氫約7000噸。

圖2 中汽中心檢測平臺監測數據——行駛里程

目前各地尚處于工程測試階段，考慮到目前耗氫量比較大的貨運車出行比例更低，氫氣的需求缺口預計在1.6萬噸以上。

02

市場：行業存在氫源與應用端錯配

所謂供需缺口并非是沒有氫氣，如果不計成本，我們周遭的物理世界中很多都可以是氫氣的來源，70%的閑置率不一定是沒有氫氣供應，核心原因還是因為氫氣太貴，用不起。

從運行車輛的結構就可以看出，由政府主導的公交車運行率77.3%；而市場主導的公路客車和貨運車的運行率分別是39.5%和37.2%。

目前，我國氫氣制取主要來源于煤制氫、天然氣制氫和工業副產氫，制氫端的價格約20-30元/kg；運輸費用大約10-20元/kg；加氫站運行及折舊費用約20-30元/kg，氫氣應售價約60-80元/kg，政府補貼20-40元/kg，加氫站實際售價約40元/kg。

圖3 氫氣的成本構成及銷售價格

資料來源：熊華文《雙碳目標下我國氫能發展的定位和路徑》

在我國，煤制氫占了62%的比重，電解水制氫只占到1%，而且氫氣來源主要在西北、華北和華東地區，而目前我國用氫最大的地區在廣東。

圖4 我國氫氣來源與各種氫氣的成本比較

資料來源：熊華文《雙碳目標下我國氫能發展的定位和路徑》

表1 當前我國氫氣產能分布

資料來源：中汽中心

比較遺憾的是，就像是氫能和燃料電池行業一樣，人們把更多的注意力集中在燃料電池汽車上，中汽中心的監測報告只有車輛運行的數據，沒有加氫量、氫氣價格和加氫站的流量數據，這些數據本來是可以監控的，也許，擅長車端信息的汽車中心至今還沒有意識到作為能源的氫氣在產業鏈中的重要性。

盡管從氫氣資源和成本來看，廣東地區的氫氣成本遠高于上海地區，但從各地接入車輛和運行車輛的比較來看，8上海車輛運行的積極性卻遠低于廣東地區。顯然，現階段這不是一個市場驅動的產業，所以，存在資源錯配的現象。

圖7 8月份各地接入車輛與運行車輛比較

資料來源：中汽中心

03  

定位：氫能在未來能源系統中的三大定位

在逆全球化的背景下，減碳成為全球最大的共識，而氫能的應用則成為減碳的重要手段。目前，全球經濟總量75%的國家涉足氫能，超20個國家制定了氫能及燃料電池汽車發展規劃。

2019年10月，李克強總理主持召開國家能源委員會會議，提出探索氫能商業化路徑；2020年4月，《中華人民共和國能源法》征求意見，擬將氫能列為能源；氫能規劃納入2020年全國年度發展計劃草案。

8月份，財政部等五部委《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》，確定京津冀、上海、廣東城市群為國家燃料電池汽車示范城市群，正式從國家層面啟動燃料電池汽車示范。其他未進入示范區的地區也在積極推進氫能戰略，到今年上半年，我國已有20多個省市、46個城市開始制定關于氫能產業的戰略規劃。

國研制庫高質量發展研究中心負責人張長令預計今年氫能產業發展定位和規劃或將明朗。

有人說氫能是“終極能源”、氫能將在能源系統中占據統治地位，也有人說氫能是清潔、高效、零碳能源、氫是自然界中最為豐富的資源，還有人說氫能是“21世紀能源解決方案”、氫能是最佳能源利用方式。

9月17日，在中國化工物流安全環保發展論壇上，發改委能源所能源與環境中心主任熊華文做主題報告：《雙碳目標下我國氫能發展的定位和路徑》，提出了我國對氫能的戰略定位。熊華文表示，以上這些表達一定程度上反應了市場的熱度，但都不太科學，也不準確。他說，未來將是多種能源組成的大的能源體系，供給端由煤炭、石油、天然氣和非化石能源構成，并大力提高非化石能源的比例；需求端主要是工業、交通、建筑和生活。

在雙碳目標下的圖景是，在控制能源消費總量的前提下，以可再生能源為主體，以電力為中心，多能互補，協調發展。氫能在未來能源系統中的三大定位：

（1）   高效低碳的二次能源。如在交通領域由燃料電池替代燃油發動機；家用熱電聯產；天然氣摻氫；

（2）   靈活智慧的能源載體。促進可再生能源的規模化消納，構建多能互補的智慧化能源體系；分布式電源、應急保障電源；

（3）   綠色清潔的工業原料。綠色氫氣替代傳統工業制氫工藝增加氫氣使用，生產高值產品

04 

規模：氫能在未來能源中的比例將達到20%-25%

據國際氫能委員會預計，到2050年氫能可以滿足全球能源總需求的18%或全球一次能源總需求的12%；中國氫能聯盟預計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%。

這個比例已經超過了目前天然氣在能源結構中的比例，考慮我國能源消費總規模還處于上升階段，10%在未來能源結構中的消費量將是目前天然氣兩倍以上，相當于現階段石油的消費量。

圖8  2012年-2019年中國能源消費結構

數據來源：東北能源觀察《中國能源大數據報告（2021）》

不過，10%似乎還不是氫氣在未來能源中的理想定位，今年4月21日中國氫能聯盟發布《中國氫能源及燃料電池產業白皮書2020》時余卓平教授預測：2030年我國可再生能源制氫有望實現平價，甚至比平價還要低的水平，到2060年氫能在我國終端能源里面的占比將達到20%。

熊華文在報告中表示，在多能互補的能源體系下，能用電盡量用電，電解決不了的領域氫就是一個重要的補充。雙碳目標下，到2050年，電在消費中的比例占65-70%，我國氫的需求或達到1.5億噸，相當于終端能源消費的20-25%。

這一比例比此前相關部門的預測10%高出一倍甚至更多。其中交通部門3800萬噸以上；建筑、電力及其它部門用氫需求將達1800萬噸以上；作為綠色清潔的工業原料大約2920萬噸，其中在鋼鐵領域作為還原屬性約720萬噸，在煉油和化工領域作為元素屬性約2200萬噸。

也就是說，未來氫在交通運輸領域中的比例大約只占到25%左右，更多的應用將來自與可再生能源的耦合、工業原料、建筑、電力等，其作為能源將兼有石油、天然氣的能源屬性，也具有化工原料及儲能屬性。

05 

建議：優化供需體系，降低氫氣成本

顯然，要降低運行成本，實現2030年氫氣平價的目標，需要從氫氣的制備、儲運、加氫站、資源優化配置幾個方向來努力。

制氫：目前制氫端也存在一個矛盾，成本最低的煤制氫排放量最大，可再生能源電解水制氫最環保，但成本高，所以，需要各地充分調動當地資源，采取最經濟環保的方式，可以提純工業副產氫，利用電廠閑置電力電解水，甲醇制氫，或就近開發可再生能源制氫等，如對佛山來說，廣東的陽江地區就有比較豐富的光伏資源。

現在大部分地區工業副產氫的價格可以控制在10元/kg以內，而甲醇制氫比較靈活，可以做到到站價格30元左右。

綠氫是一個漸進的過程，但不妨礙有條件的光伏企業率先開始應用研究，包括電解水制氫和氫氣與可再生能源的耦合。

儲運：就像制氫一樣，大家最關心的是電解水制氫，但用得最多的還是煤制氫、天然氣制氫或工業副產氫。在運輸端，市場關注比較多的是液氫，但現階段“本地化”推廣應用更多還是采用靈活度較高的高壓運輸，高壓運輸本身還有很大的能力釋放空間。

如20MPa管束車運氫量為382kg，如果壓力升到30MPa裝載量就可以提升63.61%，如果壓力提升到50MPa，裝載量就可以提升143.46%。運輸成本可以從現在的平均運價15元/kg下降至7-8元/kg。

顯然，車載瓶也是壓力較高的經濟性更好。目前市場使用的標準是20MPa的管束車和35MPa的車載瓶，但歐美、日韓已經采用在52MPa的管束車、70MPa的四型瓶，參照國外標準，提高氫氣儲運的效率可以大大節省成本。

目前的產業生態管道可以連接距離不遠集中供氫和集中用氫的兩端，但液氫則需要有300公里以上跨地區的氫氣運輸才會有經濟性，短期內難以形成主流。

加氫站：首先是隨著加氫站數量的增加，行業內競標企業也迅速增加，加氫站成本在大幅下降，過去建一座1000kg/天的加氫站大約需要1500萬，現在可以控制在1000萬元左右，如果混合建站則可以降到700萬左右。

目前我國建站標準高（占地面積過大），建站地點偏（車輛流量不高)、審批程序復雜（時間成本）都抬高了加氫站的成本，所以，降低成本還需要在標準上參照國外先進水平，修訂加氫站建站標準，簡化審批手續。

對于加氫站來說，流量是最重要的指標，只有發展乘用車，加氫站的流量才會起來，在我看來，如果燃料電池汽車僅僅定位商用車無疑是會抬高產業鏈的運行成本的。否則，以差不多1/10于乘用車的商用汽車來建加氫站，顯然是不足以實現經濟性的。當然，發展乘用車不僅僅是增加加氫站流量這一個意義，實際上出租車、網約車等運營車輛，特別是氣溫較低的北方地區本身具有較純電動汽車很大的優勢。

資源優化配置：氫能和燃料電池汽車實際上是兩個產業，而且兩個產業都需要創新，這與光伏、風電和純電動汽車都不同，光伏、風電就是電力能源，而純電動汽車的功夫在應用端，電的來源是簡單的。

而氫作為能源和燃料電池汽車過去是兩個產業，因為全世界很多國家都將交通運輸設備作為氫能應用的切入點，這個產業的發展很容易就陷入燃油車或者純電動的思路，我們觀察到目前五部委批復的三個示范區也是基于燃料電池產業的基礎，而對能源端的考慮是比較欠缺的。

好在三個示范區不是封閉式的，每個示范區都有跨地區的安排，所以，建議將制造端放在距離配套環境比較好的中心城市，應用端盡量靠近氫能資源地區，運車的成本遠低于運氫的成本。就像日本豐田，他們生產的車更多并不是在本國銷售，他們約2/3的車輛出口歐美。

一開始主導氫能產業的是燃料電池或整車企業，現在越來越多的能源企業進入到這個產業，在產業發展過程中不僅要關照到燃料電池車用屬性，還要關照到氫氣的能源屬性，特別是關照到其作為二次能源的三個定位。在充分理解氫能特性的前提下示范或者布局，可能會大大降低運營成本。