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2020年，中國(guó)正式向世界宣布了“3060”雙碳目標(biāo)，即二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
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對(duì)于這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，作為一種清潔、高效、靈活且應(yīng)用場(chǎng)景廣泛的能源載體，氫能被寄予厚望。在政策和市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈，這其中包括跨國(guó)公司、投資公司、國(guó)有與民營(yíng)大型企業(yè)和眾多的創(chuàng)業(yè)型中小型企業(yè)。氫能行業(yè)有望成為新能源行業(yè)的新“風(fēng)口”，迎來(lái)大發(fā)展。
但是，就像一枚硬幣有正反兩面一樣，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)也面臨著核心技術(shù)短缺、成本高昂、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等諸多亟需解決的難題。相信在氫能產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力下，隨著這些難題的各個(gè)擊破、逐步解決，氫能必將在中國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電、儲(chǔ)能、供熱、交通等領(lǐng)域逐步得到廣泛應(yīng)用，在雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中發(fā)揮其更大的作用。
未來(lái)十年內(nèi)，科爾尼建議氫能產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)關(guān)注綠氫制合成氨、綠氫制甲醇、商用燃料電池車、直接還原鐵煉鋼和高等級(jí)供熱等5大細(xì)分領(lǐng)域。當(dāng)然了，其它領(lǐng)域也有望在中長(zhǎng)期迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
01、被寄予厚望的氫能
當(dāng)前，中國(guó)的能源體系主要以化石能源為主，碳減排壓力非常大。中國(guó)是世界上最大的碳排放國(guó)，二氧化碳排放量約占全球總量的三分之一。中國(guó)的碳減排步伐是世界努力將全球升溫幅度控制在1.5℃的一個(gè)重要因素。
于是，2020年9月22日，作為有擔(dān)當(dāng)?shù)摹⒇?fù)責(zé)任的大國(guó)，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布：“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”
可以說(shuō)，此次中國(guó)政府對(duì)深度脫碳的承諾，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系提供了第一驅(qū)動(dòng)力和根本遵循。在雙碳目標(biāo)的背景下，如何選用更清潔的能源成為中國(guó)面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。這其中，氫能具有零碳、高效、可儲(chǔ)能、安全可控等顯著優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。
由此，一場(chǎng)以氫能為支點(diǎn)，瞄準(zhǔn)碳達(dá)峰、碳中和的攻堅(jiān)戰(zhàn)已經(jīng)悄然打響。不可否認(rèn)的是，未來(lái)氫能將越發(fā)成為能源領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)。
1. 人類的終極能源
作為在元素周期表中排位第一的氫，是最輕的氣體，也是宇宙中最多的物質(zhì)。在宇宙的普通物質(zhì)中，大約75%為氫。氫的發(fā)熱值極高，是一種僅次于核能的能量來(lái)源。最關(guān)鍵的是，氫燃燒之后的惟一產(chǎn)物是水，沒(méi)有任何污染。因此，氫能被譽(yù)為"人類的終極能源"。
如今，氫能正逐步成為中國(guó)乃至全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要抓手，被寄予厚望。由此，中國(guó)對(duì)氫能的各類支持政策逐步出臺(tái)。國(guó)家層面的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》已經(jīng)發(fā)布，涉及戰(zhàn)略定位、科技創(chuàng)新、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、政策保障等諸多方面。而很多省市都出臺(tái)了氫能相關(guān)的政策或規(guī)劃。
在政策和市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下，包括跨國(guó)公司、投資公司、國(guó)有與民營(yíng)大型企業(yè)和眾多的創(chuàng)業(yè)型中小型企業(yè)在內(nèi)的越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈。全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)超過(guò)300家，集中分布在長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀等區(qū)域。
從目前的政策推動(dòng)和企業(yè)、資本入局的速度和強(qiáng)度來(lái)看，氫能源產(chǎn)業(yè)即將迎來(lái)爆發(fā)式的發(fā)展勢(shì)頭。
2. 不同“顏色”的氫
雖說(shuō)氫是宇宙中含量最多的物質(zhì)，然而，氫卻很少單獨(dú)存在，一般情況下只與其它化學(xué)元素結(jié)合而存在，如與氧氣結(jié)合的水，與碳結(jié)合的有機(jī)化合物，如天然氣。所以，要獲得氫氣就需要通過(guò)物理或化學(xué)的方法。
雖說(shuō)氫氣的最終成分一樣，但是根據(jù)生產(chǎn)來(lái)源和碳排放量的不同，氫氣可以分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫和紫氫四種類型。
灰氫是指通過(guò)化石能源、工業(yè)副產(chǎn)等生產(chǎn)的氫氣，伴有大量的二氧化碳排放。灰氫是當(dāng)前的主流氫氣，約占全球氫氣產(chǎn)量的95%。灰氫中約70%來(lái)自于化石燃料燃燒，約30%是工業(yè)加工的副產(chǎn)品。灰氫主要應(yīng)用于內(nèi)部需求，即直接用于氫氣生產(chǎn)站點(diǎn)。
藍(lán)氫是在灰氫的基礎(chǔ)上，將二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和封存（CCUS）而制取的氫氣，是灰氫過(guò)渡到綠氫的重要階段。雖然藍(lán)氫能夠減少約90%的碳排放，但是二氧化碳的封存需要相對(duì)罕見(jiàn)的地質(zhì)條件，這就限制了藍(lán)氫的發(fā)展。
綠氫是利用可再生能源（如太陽(yáng)能或風(fēng)能等）發(fā)電后，通過(guò)電解工序制取的氫氣。綠氫的制取技術(shù)路線主要為電解水，其碳排放可以達(dá)到凈零。
紫氫，又叫紅氫，是以來(lái)源豐富的水為原料，利用核能大規(guī)模生產(chǎn)的氫氣。熱化學(xué)循環(huán)工藝和高溫蒸汽電解都是有望與核能耦合的先進(jìn)制氫工藝。
這其中，綠氫是唯一具有全鏈路零碳排放的核心優(yōu)勢(shì)的氫氣。可再生能源制氫未來(lái)將是提高可再生能源應(yīng)用比例，構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的最有效途徑之一，有望成為最主要的制氫方式，市場(chǎng)前景廣闊。
目前，中國(guó)能源行業(yè)積極投資可再生能源制氫，例如四川水電制氫、新疆光伏制氫、內(nèi)蒙風(fēng)電制氫等，為規(guī)模化生產(chǎn)清潔低碳?xì)淠艿於肆己卯a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。綠氫產(chǎn)量的增加，將幫助作為氫能的頭部消費(fèi)國(guó)與生產(chǎn)國(guó)的中國(guó)在氫能市場(chǎng)乃至雙碳領(lǐng)域中扮演更為重要的角色。
3. 多樣的應(yīng)用場(chǎng)景
作為一項(xiàng)深度脫碳技術(shù)，氫能化是電氣化的最佳替代方案。在那些無(wú)法電氣化、難以減排，或?qū)﹄姵赜休^高限制、電氣化成本收益不高的應(yīng)用場(chǎng)景中，氫能是最佳的能源脫碳解決方案。
從具體的下游應(yīng)用來(lái)看，氫能的應(yīng)用場(chǎng)景具有很強(qiáng)的多樣性，主要在工業(yè)、化學(xué)品原料、建筑、鋼鐵生產(chǎn)、道路交通和區(qū)域軌道交通等行業(yè)。這其中，工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的氫能應(yīng)用具有良好的示范作用。從短期來(lái)看，合成氨、甲醇和煉鋼脫碳以及商用燃料電池車將具備較為理想的商業(yè)化前景。
4. 廣闊的市場(chǎng)空間
氫能將在減少溫室氣體排放中發(fā)揮關(guān)鍵性作用，擁有廣闊的市場(chǎng)空間。這一點(diǎn)毋庸置疑。
雖然現(xiàn)在很多機(jī)構(gòu)都對(duì)氫能未來(lái)的市場(chǎng)空間作出了預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)不一，但是，它們的預(yù)測(cè)都有一個(gè)共同的特征——從長(zhǎng)期看來(lái)，未來(lái)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間巨大。
僅就氫氣的產(chǎn)量而言，科爾尼認(rèn)為，中國(guó)氫能市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的3300萬(wàn)噸增加到2060年的1.3億噸。其中，綠氫的產(chǎn)量將快速攀升。科爾尼預(yù)計(jì)，中國(guó)綠氫產(chǎn)量將從2020年的不到100噸，上升至2060年的超一億噸，電解水制氫占比將逐步取代化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，成為中國(guó)占比最大的氫氣來(lái)源。
02、萬(wàn)億氫能產(chǎn)業(yè)鏈
根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈劃分，氫能可以分為上游的氫氣制備、中游的氫氣儲(chǔ)運(yùn)和下游的氫氣應(yīng)用等眾多環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈條比較長(zhǎng)、難點(diǎn)多。
從目前來(lái)看，科爾尼認(rèn)為，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈已趨于完善。目前，中國(guó)已初步掌握氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝，在部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)燃料電池汽車小規(guī)模示范應(yīng)用（如圖1）。
1. 氫氣制備
從技術(shù)路線來(lái)說(shuō)，目前主要的制氫工藝包括電解水制氫、熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫、光化學(xué)制氫、礦物燃料制氫、生物質(zhì)制氫和各種化工過(guò)程副產(chǎn)品氫氣的回收。
中國(guó)要構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫。
電解槽是綠氫制備的關(guān)鍵設(shè)備，其技術(shù)路線、性能、成本是影響綠氫市場(chǎng)走勢(shì)的重要因素。目前，堿式（AE）電解槽與質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽較為成熟，已經(jīng)商業(yè)化。而有很大發(fā)展?jié)摿Φ年庪x子交換膜（AEM）電解槽與固體氧化物（SOEC）電解槽仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，技術(shù)不夠成熟（如圖2）。
具體來(lái)看，堿式（AE）電解槽和質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽是目前全球和中國(guó)范圍內(nèi)具備商業(yè)化能力的唯二路徑，且各有千秋。而對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，堿式電解水制氫最具經(jīng)濟(jì)性（如圖3）。
2. 氫氣儲(chǔ)運(yùn)
在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈中，氫能的高密度儲(chǔ)運(yùn)是氫能發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是中國(guó)氫能發(fā)展的瓶頸之一。
在儲(chǔ)氫方面，根據(jù)氫氣狀態(tài)不同，可以分為高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫等形式。
目前，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫的技術(shù)相對(duì)成熟，在成本方面具備優(yōu)勢(shì)，是中國(guó)現(xiàn)階段主要的氫氣儲(chǔ)運(yùn)方式。科爾尼認(rèn)為，高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)在中短期內(nèi)仍將是儲(chǔ)氫的主流方案，而未來(lái)低溫液態(tài)氫儲(chǔ)運(yùn)有望逐步商業(yè)化。
有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫以及固態(tài)儲(chǔ)氫的技術(shù)尚在積極開(kāi)發(fā)中，能否成為主流形式，還有待市場(chǎng)驗(yàn)證（如圖4）。
在氫氣運(yùn)輸方面，同樣根據(jù)氫氣狀態(tài)不同，可以分為氣態(tài)氫氣輸送、液態(tài)氫氣輸送和固態(tài)氫氣輸送三種類型，主要的運(yùn)輸方式有長(zhǎng)管拖車、液氫罐車、管道運(yùn)輸。長(zhǎng)管拖車是中國(guó)氫氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑璧倪\(yùn)輸成本與基礎(chǔ)設(shè)施投入相對(duì)較低，但運(yùn)輸規(guī)模與運(yùn)輸半徑較為有限；液氫罐車將在液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)之上逐漸成熟；氫氣管道運(yùn)輸將是中長(zhǎng)期氫氣運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分（如圖5）。
在加氫方面，國(guó)內(nèi)加氫站的主要類型有固定加氫站、撬裝式加氫站和臨時(shí)加氫站。
因地制宜地選取合適的加氫站類型為初期建設(shè)中的重中之重。從目前來(lái)看，固定加氫站的加氫速度快，在氫能大幅鋪開(kāi)后將是主流的加氫站建設(shè)模式。鑒于加氫站占地要求較高、審批較嚴(yán)等因素，油氫混建模式正在被中石化等加油站業(yè)主所采用。這將大幅節(jié)省占地面積并充分利用現(xiàn)有固定資產(chǎn)（如圖6）。
3. 廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景
氫能的應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)景具有很強(qiáng)的多樣性，除了用作燃料，還可作為原料應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行深度脫碳，主要包括工業(yè)原料、工業(yè)供熱、交通運(yùn)輸、住宅取暖、發(fā)電等。其中，氫能是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等領(lǐng)域大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇（如圖7）。
工業(yè)原料
氫是重要的工業(yè)原料。氫在傳統(tǒng)的化工行業(yè)中主要用于煉油，生產(chǎn)氨以及乙醇。合成氨與甲醇是目前中國(guó)氫氣消納的重要方式（如圖8）。
這些氫可以通過(guò)采用碳捕獲、利用及封存技術(shù)（CCUS），或是以綠氫代替灰氫，進(jìn)而幫助工業(yè)實(shí)現(xiàn)深度脫碳。科爾尼預(yù)計(jì)，利用綠氫開(kāi)展合成氨行業(yè)深度脫碳將在2030年左右實(shí)現(xiàn)。
具體的脫碳路徑主要根據(jù)使用場(chǎng)景進(jìn)行進(jìn)一步選擇。例如，在鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，氫能化是唯一可以實(shí)現(xiàn)脫碳的方法。氫氣主要用作還原氣，以便將金屬氧化物還原成金屬。氫氣除了用于還原若干種金屬氧化物以制取純金屬外，在高溫鍛壓一些金屬器材時(shí)，經(jīng)常用氫氣作為保護(hù)氣，以使金屬不被氧化。而利用氫氣煉鋼，則省去了煉焦等高污染煉鐵環(huán)節(jié)，能助推鋼鐵行業(yè)有效脫碳，其效用高于煤炭CCUS，是未來(lái)5年行業(yè)的機(jī)遇所在。目前，已有部分企業(yè)發(fā)布了明確的碳減排拆解指標(biāo)，直接還原鐵工藝升級(jí)是其關(guān)注重點(diǎn)。
工業(yè)供熱
生產(chǎn)高品質(zhì)熱能是氫氣的另一個(gè)潛在用途，且具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。但其主要的應(yīng)用場(chǎng)景仍停留在生物質(zhì)能以及碳捕獲、利用及封存技術(shù)不可用時(shí)，且依賴成熟的碳交易市場(chǎng)的撬動(dòng)。
住宅供暖
作為燃?xì)夤┡⑴腼兊牡吞继娲罚∮?20% 的氫能摻入率，可以為部分沒(méi)有燃?xì)庠O(shè)備的家庭提供低碳替代品。待氫能源網(wǎng)絡(luò)完全鋪開(kāi)后，其將作為住宅供暖的主要燃料。燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)可以作為其相關(guān)替代方案。
交通運(yùn)輸
在交通運(yùn)輸中使用氫能可以進(jìn)一步降低碳排放，推動(dòng)各地的脫碳戰(zhàn)略。其中，長(zhǎng)途公路運(yùn)輸、鐵路、航空及航運(yùn)將氫能源視為脫碳的重要燃料之一。科爾尼認(rèn)為，燃料電池車能量密度高，加注燃料便捷、續(xù)航里程較高，更加適用于長(zhǎng)途、大型、商用車領(lǐng)域，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊，有望與純電動(dòng)汽車形成互補(bǔ)并存的格局。
發(fā)電
作為電力儲(chǔ)運(yùn)中的重要一環(huán)，氫能在發(fā)電端發(fā)揮作用。考慮到許多可再生能源的不穩(wěn)定性，氫能源在電力脫碳轉(zhuǎn)型中將起到重要的作用。當(dāng)然，發(fā)電廠首先需要將現(xiàn)有的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)更換成氫渦輪機(jī)。但是，短期內(nèi)利用氫氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性較差，技術(shù)需要持續(xù)探索。
綜上，科爾尼建議，未來(lái)十年內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注綠氫制合成氨、綠氫制甲醇、商用燃料電池車、直接還原鐵煉鋼和高等級(jí)供熱等 5 大細(xì)分領(lǐng)域，其它領(lǐng)域也有望在中長(zhǎng)期迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
03、氫能發(fā)展的四只“攔路虎”
無(wú)論是可再生能源發(fā)電企業(yè)的跨界入局，還是新能源車企的布局，抑或是其它關(guān)聯(lián)企業(yè)的參與，對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展壯大都大有脾益。但是，就目前而言，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，相較于國(guó)際先進(jìn)水平，仍存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、技術(shù)裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性制度滯后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑尚需進(jìn)一步探索等問(wèn)題和挑戰(zhàn)。
面對(duì)新形勢(shì)、新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，需要包括氫能供應(yīng)鏈、技術(shù)、商業(yè)模式在內(nèi)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)發(fā)展，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌謀劃，進(jìn)一步提升氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，不斷拓展市場(chǎng)應(yīng)用新空間，引導(dǎo)氫能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
1. 成本高昂
高成本是目前中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)推廣的主要攔路虎。從目前來(lái)看，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的制氫成本、建站成本等都很高昂，限制了氫能產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展。
目前，制約包括氫能汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用的因素除了高購(gòu)置成本之外，高使用成本也是不容忽視的問(wèn)題，尤其是高昂的氫氣價(jià)格。中國(guó)氫氣成本在氫氣售價(jià)中的占比達(dá)70%。目前，電解水的制氫成本約為 3-5 元 /Nm3，仍顯著高于化石燃料制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫。
好在近年來(lái)光伏等可再生能源的成本在不斷降低。
不僅如此，電解水制氫設(shè)備的成本也在不斷降低。對(duì)堿式電解槽來(lái)說(shuō)，除降低可再生能源電費(fèi)外，其它正在探索的降本舉措包括革新槽體組件材料、擴(kuò)大電解槽尺寸、采用零極距設(shè)計(jì)、擴(kuò)大綠氫下游應(yīng)用等。而對(duì) PEM 來(lái)說(shuō)，貴金屬催化劑、膜電極、氣體擴(kuò)散層、雙極板等組成部分擁有降本空間，但是革新難度普遍較大。
在理想情況下，科爾尼預(yù)測(cè)，堿式和 PEM 的成本都將在2035 年左右低于灰氫，屆時(shí)堿式和 PEM 將在各自適用的領(lǐng)域和場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的綠氫生產(chǎn)。在電解槽成本與可再生能源電價(jià)下降的共同助推下，電解水制氫成本有望在2035 年左右實(shí)現(xiàn)與灰氫平價(jià)。
此外，加氫站的建站成本高昂是氫能行業(yè)大規(guī)模鋪開(kāi)的核心掣肘。近年來(lái)，中國(guó)加氫站數(shù)量逐年攀升。但是，加氫站核心部件主要依賴進(jìn)口，使得加氫站的建設(shè)成本昂貴，建一個(gè)加氫站需要1500萬(wàn)~2000萬(wàn)人民幣。科爾尼預(yù)計(jì)，在國(guó)家及地方政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，中國(guó)加氫站數(shù)量有望在2050年突破萬(wàn)座，加氫站累計(jì)投資額逾600億元，實(shí)現(xiàn)約16%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。
隨著氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的逐步突破，無(wú)論是生產(chǎn)端、儲(chǔ)存端與運(yùn)輸端，還是應(yīng)用端的成本都有望大幅下降。
2. 核心技術(shù)及材料短缺
從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)復(fù)雜度不容小覷。雖然此輪氫能發(fā)展的一個(gè)突出特點(diǎn)就是技術(shù)突破，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，目前中國(guó)關(guān)鍵技術(shù)仍有差距，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)性還不能完全滿足實(shí)用需求，技術(shù)路線仍不夠成熟，許多技術(shù)難題有待解決，距離大規(guī)模市場(chǎng)化，還有很長(zhǎng)一段路要走。這就需要采取多種措施賦能技術(shù)，從氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注、燃料電池、氫儲(chǔ)能系統(tǒng)等主要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破，重點(diǎn)突破“卡脖子”技術(shù)，全面提升基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)和原始創(chuàng)新能力。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的技術(shù)研發(fā)，堿式電解槽本身的迭代更新進(jìn)展偏慢且難度較大，未來(lái)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化及規(guī)模化生產(chǎn)將會(huì)是行業(yè)的核心關(guān)注點(diǎn)。
中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)某些核心材料嚴(yán)重依賴于進(jìn)口。例如，固定氧化物與陰離子交換膜有很大的發(fā)展?jié)摿Γ羌夹g(shù)不夠成熟，只有少數(shù)公司和設(shè)備制造商參與其中。核心材料缺失制約著中國(guó)氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展。
為了形成有效的氫能源體系，提高氫能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，針對(duì)技術(shù)、設(shè)備和材料的大規(guī)模投資必不可少（如圖9）。這其中，科爾尼認(rèn)為，綠氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)存以及供給，和燃料電池是未來(lái)十年的發(fā)展重點(diǎn)。
3. 激勵(lì)措施不足
激勵(lì)措施與發(fā)展框架的細(xì)節(jié)將決定氫能的成功道路。當(dāng)前的氫能技術(shù)仍需要繼續(xù)進(jìn)行研發(fā)投入與補(bǔ)貼。但是，目前中國(guó)促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方向過(guò)于狹窄，基本圍繞氫燃料電池汽車展開(kāi)，對(duì)氫能技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)作用有限。
在頂層戰(zhàn)略方面，中國(guó)目前尚未出臺(tái)大規(guī)模針對(duì)氫能的明確扶持補(bǔ)貼政策，但預(yù)計(jì)即將出臺(tái)，屆時(shí)將為氫能產(chǎn)業(yè)帶來(lái)進(jìn)一步的推動(dòng)影響。供給側(cè)的激勵(lì)政策基本上都是在省市層面，對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)有補(bǔ)貼、優(yōu)惠電價(jià)、稅收優(yōu)惠等政策。需求側(cè)的政策目前主要集中在儲(chǔ)氫和氫能汽車領(lǐng)域，沒(méi)有實(shí)際的指標(biāo)。
在碳交易市場(chǎng)下，持續(xù)的高碳價(jià)將加速氫能推廣。鑒于中國(guó)碳市場(chǎng)剛剛起步，近期影響有限，而中遠(yuǎn)期則有望推動(dòng)氫能的高效發(fā)展。
伴隨氫能的補(bǔ)貼與鼓勵(lì)政策逐漸被提上日程，從制氫到儲(chǔ)運(yùn)氫再到應(yīng)用氫，有望迎來(lái)大范圍的更新與成長(zhǎng)。
4. 基礎(chǔ)設(shè)施局限
基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸方面的挑戰(zhàn)也是氫能全面商業(yè)化的主要障礙之一。其中，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將是氫能產(chǎn)業(yè)高效增長(zhǎng)的核心基石。
氫能未來(lái)最大的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該是氫燃料電池，但加氫站數(shù)量較少也是導(dǎo)致氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢的一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。截至2021年底，中國(guó)累計(jì)建成超過(guò)190座加氫站，在營(yíng)加氫站超過(guò)157座，超過(guò)日本，位居世界首位。但是，對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，這些加氫站的數(shù)量還是較少。這主要是因?yàn)椋绕鸪潆姌兜土某杀荆託湔緞t是動(dòng)輒過(guò)千萬(wàn)元的巨大投入，這也是氫能源汽車乃至氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到制約的一個(gè)重要原因。不過(guò)，2021年隨著示范城市政策的落地，國(guó)內(nèi)加氫站建設(shè)將提速，到2030年預(yù)計(jì)建成數(shù)量將超過(guò)1000座。
面對(duì)目前中國(guó)氫能發(fā)展所面臨的問(wèn)題，只要堅(jiān)持正確的戰(zhàn)略方向，扎實(shí)做好基礎(chǔ)研究，借鑒國(guó)外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，解決好產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題，建立起資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、利益共享、協(xié)同配合的合作機(jī)制，氫能在未來(lái)必將大有作為。
