氢能产业遭遇“成长的烦恼”？

目前，全球氢能产业总体处于发展初期，在终端能源消费量中占比仍然很低。近期国外加氢站连续出现“关停潮”，给氢能产业发展增添些许变数。

“关停潮”总体情况和原因分析

2022年5月，Motive Fuels（英国电解槽制造商ITM Power和能源大宗商品公司Vitol的合资企业）关闭其位于伦敦的两座加氢站，并表示将把核心业务重新聚焦于商用车加油。

2022年10月，壳牌关停其在英国的3座轻型汽车加氢站。

2023年9月，丹麦Everfuel关闭丹麦所有的3座加氢站，壳牌取消在美国加州建设48座轻型汽车加氢站的计划。

2023年10月，加州最大的氢气燃料零售商TrueZero关闭10座加氢站，并将终端销售氢气价格上调约20%。加州是美国主要氢能汽车市场，目前多数加氢站显示已离线或缩短营运时间。

2023年11月，韩国3/4的加氢站因现代制铁氢气供应崩溃而关闭，在少数仍然开放的站点需等待数小时且限量供应。

2024年2月，壳牌宣布永久关停在美国加州的7座轻型汽车加氢站，仅保留3座为重型氢能车服务的加氢站。

探究其根源，这些企业决定关闭加氢站主要是受到以下多重因素的共同影响。

一是氢燃料电池汽车竞争优势小，导致加氢市场需求不足。据全球知名技术和市场研究公司IDTechEx对2023年美国加州柴油、电力和氢气大致成本的估计，特斯拉Model3、汽油车、氢燃料电池汽车丰田Mirai的每英里运行成本分别为0.04美元、0.15美元、0.21美元，氢燃料电池汽车的运行成本远高于电车和油车。尽管欧美发达国家建成了较发达的氢能网络，加氢基础设施相对完善且加氢较便利，但氢燃料电池汽车高昂的购买价格、运行成本，以及较少的选择性，导致民众消费热情不高。据瑞士咨询公司（EV-volumes）发布的数据，2023年全球电池电动汽车销量为1420万辆，其中氢燃料电池汽车销量为14642辆，比2022年下降30.2%，仅占全球新能源汽车销量的0.1%。

二是产业链存在瓶颈，加氢站面临多重难题。氢能产业整体处于起步期，产运储用各环节尚存在瓶颈。在氢气制备方面，灰氢成本最低，但高能耗、高排放，并非最终解决方案；蓝氢、绿氢成本高，制氢成本约占全链条成本的五成，受副产品价格和电价等因素影响，尚处于降本探索期。在氢气储存和运输方面，目前有气态和液态两种能够实现产业化的储运方式，其中气态储氢投资成本低、能耗低，但规模有限，适用于短距离或少量运输；液态储氢虽然能实现更大规模、更远距离的运输，但前期投资成本高，目前主要应用于航空领域；可兼顾远距离、大规模、低成本的管道运氢还处在前期建设和安全测试阶段，形成网络尚需时日。在加氢环节，目前面临高建设成本和低负荷率的困难。加氢站建设和运营成本过高是全球氢能汽车产业链面临的相同困境。若不含土地费用，加氢站建设成本通常为1500万～2000万元，其中设备成本约占80%。在运营环节，氢气前端成本高导致到站价格也高，氢燃料电池汽车数量少导致加氢站普遍负荷率低，进一步增加了加氢站成本回收的难度。

三是技术迭代缓慢，加氢难与充电抗衡。由于长期亏损、运行负荷过低，相关企业在加氢站建成后的持续投入逐渐减少，更新设备和技术的意愿不断降低，部分企业甚至把加氢站设备开发业务外包，导致加氢站技术迭代缓慢。此外，虽然汽车补氢只需几分钟即可完成，但设备在完成一次加氢后需要约30分钟的压力恢复时间，实际补氢需要面临提前预约排队的问题。相比之下，电动汽车已经进入技术迭代的“快车道”。马斯克曾公开表示，当前生产1公斤氢气需要50千瓦时电，可以让电动汽车行驶约400公里，但1公斤氢气却只能让氢燃料电池汽车行驶约80公里，电制氢的效率较低。此外，随着高压充电技术的发展，电动汽车完成一次满充的时间已经缩短为40分钟左右，与加氢相差无几。日益加大的技术与购车、用车成本差距使得消费者更倾向选择电动汽车，进一步制约了轻型氢燃料电池汽车及加氢站的发展。

对我国氢能产业的启示

一是发展氢能产业必须把握大势保持定力。在新能源快速发展的背景下，能源系统面临革命性重塑，不仅带来了机遇，而且伴随着风险，极易引发新能源供给不稳且化石能源过快退出带来的能源安全问题，能源系统柔性、韧性亟待增强。氢能依托源头减碳和终端替代，可为交通和工业等难脱碳领域碳中和行动提供解决方案。长远看，氢能将成为仅次于绿色电力的零碳二次能源，二者共同构建起绿色高效的低碳氢能产业体系。尽管当前氢能产业发展过程中存在诸多困难，但是氢能产业是保障国家能源安全和有序推进能源低碳转型的重要手段和重要载体，应坚定推动氢能产业发展的方向不动摇。

二是发展氢能产业必须加强系统谋划统筹布局。加氢站作为氢能产业链承上启下的重要一环，其建设和运营状况直接关系氢能产业在交通运输领域的发展前景和市场需求。发展氢能产业必须加强顶层设计，探索更加优化合理、符合氢能产业发展规律的现实路径。结合我国国情和氢能产业发展现状，合理制定氢能产业中长期发展规划，明确氢能产业发展目标、重点领域和保障措施。要在乘用和商用两个领域同时发展，重点发展偏向中远途、中重型交通及北方冬季寒冷地区等难电动化的应用场景，以推动氢能产业在交通运输领域的长期稳定发展。在不同区域氢能产业发展的先后顺序、系统布局、设施配套建设等方面需因地制宜，优先发展交通运输需求旺盛的东部沿海省份和“三北”等氢能制取成本低的地区。根据各地的资源禀赋和产业基础，优化氢能产业的区域布局，形成各有侧重、优势互补的发展格局，推动各地区之间氢能产业协同发展。例如统筹规划电解槽生产能力。据预测，到2024年底，我国将拥有超过40吉瓦/年电解槽生产能力，这一数字远远超过了2025年约10吉瓦的可预见全球需求，两年内产能将从“供应不足”转向“严重过剩”。我国氢能产业要在全球竞争中占据有利位置，氢产业链上的每个环节都需适当提前布局，但也要避免项目盲目扎堆、一哄而上，更要防止投资“撒胡椒面”、重点失焦，造成资源投入浪费，折损产业发展信心。

三是发展氢能产业必须加强政策创新供给。氢能产业作为战略性新兴产业，发展初期面临投资大、成本高、市场规模小、接受度低等问题，政府需要加强阶段性指导，通过政策支持和补贴不断推动产业发展。我国当前对氢能产业的支持政策虽然取得了一定成效，但整体政策体系还不够完善，缺乏系统性和连贯性。当前，我国尚未制定全国统一的绿氢生产、储运、加用补贴方案，在制氢、储氢环节的优惠政策主要是将相关领域列入鼓励类产业；在工业、建筑等应用端，出台了部分鼓励政策，但缺乏可落地执行的细则，国家“3+2”燃料电池城市示范群亦对氢全产业链贯通力度有限。尽管政府为氢能产业提供了一定的财政和税收支持，但相对于氢能产业的投入力度仍然有限。在快节奏的市场变化中，相关企业对政策引领的需求更加多元、对政策精准协同的期望不断提升，需要针对企业的“急难愁盼”，统筹优化政策供给。

四是发展氢能产业必须降低供给成本和扩大需求场景。当前，我国可再生能源制氢和大规模储运技术还处于起步阶段，氢气产、用空间分布不匹配。一方面，我国可再生能源集中在西北、东北等地区，工业和交通用氢场景大多集中在东部经济发达地区，氢气运输主要以长管拖车等公路运输方式为主，运输成本高且效率低，多种零部件和材料尚未实现完全自主可控，致使氢气运输成本较高。另一方面，氢气消费集中在传统工业部门，新兴领域应用较少，氢能交通工具使用成本高致使应用场景难以大范围推广。当下，应坚持以市场应用为牵引，推动各地创新发展模式，积极推进氢能产业发展。点线结合、以点带面，引导各地有序推进氢能在制备和应用领域的示范应用，因地制宜发展氢能制备，拓展氢能在储能、交通运输、分布式发电、工业、建筑等领域的应用场景，推动规模化发展，加快探索形成有效的氢能产业发展商业化路径，充分发掘氢能清洁低碳属性和多元应用潜力。

氢能产业高质量发展策略

一是聚焦能源安全和“双碳”目标，统筹氢能产业链各环节发展。建议以推进落实《氢能产业中长期发展规划（2021—2035年）》为主线，统筹地方政府结合各地区实际，制定清晰的氢能产业发展指南，设定具体、可衡量的短期和长期目标，为企业指明明确的发展方向。坚持“绿氢”原则，结合当前产业发展实际，利用我国可再生资源丰富、碱水电解槽成本较低等优势，完善细化国家氢能中长期规划，形成衔接国家顶层设计且针对绿氢产业链的发展规划，制定支持绿氢产业高质量、可持续发展的时间表，技术路线与重点任务，给予明确的路径指导与支持。鼓励企业、高校和科研机构加大氢能技术研发投入，推动关键技术突破，建立跨部门协调机制，促进各环节信息共享和资源整合。以绿氢市场应用场景为牵引，通过试点示范、基础设施建设、联合研发和战略投资等多种形式深化全产业链合作，率先推动氢能应用示范引领，加快探索形成有效的商业化路径，助力全产业链稳健发展，增强全产业链信心。

二是系统谋划重点地区布局，优先集中力量打造氢能交通应用场景。建议以城际间物流为基础，以建设国家氢能交通大动脉为依托，贯通氢能制备、储运、综合加注、科技研发、系统性服务等环节，联通氢燃料电池汽车示范应用城市群等重点区域，着力打造氢能产业走廊，促进氢能产业健康发展。中短期，优先打造贯穿京津冀蒙氢走廊、大湾区氢走廊、长江中上游氢走廊、长三角氢走廊等几条典型走廊，力争打造产业高地和应用典范，发挥示范引领带动作用。坚持以市场需求为导向、以财政扶持为前提、以交通走廊为牵引，抓紧未来5年左右电动重卡技术攻关和模式探索的窗口期，探索在我国东北和西北地区开拓氢能交通应用场景、配套布局分布式风光制氢加氢一体站，打开北方绿色氢能交通市场。积极依托东部发达省份或中部工业省份的氢能产业园区发展氢能交通，绘制发展地方经济与壮大氢能交通的“同心圆”；适度在“3+2”城市群等布局加氢业务，重点关注干线物流（尤其是冷链物流）、城际客运、重载设施等电动汽车渗透率相对较低的中、重型商用车细分市场。政策支持方面，建议进一步完善氢能在交通领域的补贴机制，统筹氢燃料电池汽车示范城市财政资金，完善全产业链政策扶持体系，加强对加氢站建设、氢气价格稳定、车辆运营、路权等方面的政策支持，系统打造支撑体系，推动氢能产业健康稳定发展。适时上调氢燃料电池系统功率奖励标准，引导远途重载车型推广；打通车辆跨省加氢优惠政策，逐步实现统一氢气零售指导价和补贴标准。

三是各类政策和标准法规协调配合，形成共促氢能产业高质量发展合力。建议建立健全氢能产业相关法律法规体系，明确氢能产业的管理体制、监管职责和法律责任，完善氢能基础设施建设运营有关规定，注重在建设要求、审批流程和监管方式等方面强化管理，提升安全运营水平。同时，制定氢能产业的安全标准和规范，确保安全生产和运营，重点围绕建立健全氢能质量、氢安全等基础标准，制氢和储运氢装置、加氢站等基础设施标准，交通、储能等氢能应用标准，增加标准有效供给。政策支持方面，建议进一步加大财政支持力度，设立氢能产业发展专项资金，用于支持技术研发、产业创新、基础设施建设等。此外，可通过税收减免、贷款优惠等政策措施，降低氢能产业的生产成本，提高市场竞争力。提升氢能扶持政策的延续性，增强氢能产业的可持续发展能力，确保财政补贴和奖励资金落在支持氢能产业发展的实处。通过政府补贴引导社会资本投资，适度加快加氢站、氢气储存和运输等基础设施建设，积极推动氢燃料公交车、重型卡车等商用车保有量稳步提升，实现氢能需求与氢能供给配套增长。

四是全力保障低成本氢源供应，逐步拓宽新兴领域应用场景。建议扩大低碳氢供应，特别是建立健全绿氢补贴奖励制度。统筹经济性和供应能力，保障氢能产业初期发展需要，满足多元化应用场景需求。近期重点是依托工业副产氢提纯，支撑氢燃料电池汽车示范运营。同时，推动ALK（碱性）和PEM（质子交换膜）电解槽技术创新突破，加快建立健全绿氢制备补贴奖励机制，统筹推动可再生能源大基地制绿氢和分布式光伏风电制绿氢快速发展，进一步降低绿氢供应成本。储运加环节，需加大掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范推广力度，全面统筹并科学推进输氢管道及输氢微管网建设。合理利用已有加油、加气场地，鼓励综合能源补给站建设，放宽政策限制因地制宜发展站内制氢加氢一体站，加快降低氢气终端供应成本，打通氢源地与用氢市场的联通动脉。同时，鼓励央企等设立氢能产业投资基金，按照市场化、法制化原则支持氢能创新型企业，促进科技成果转化，重点支持应用场景构建，加快氢能全场景推广应用。除交通领域氢燃料电池汽车外，探索船舶、航空用氢场景，工业领域开展绿氢在石化炼化、甲醇、合成氨、可持续航空燃料等领域的应用，发电领域适当布局氢燃料电池分布式热电联产设施及氢电融合微电网，储能领域探索“可再生能源+氢储能”模式。下游应用场景的不断丰富和需求量的不断提升，将由下而上带动制氢端成本下降，电解槽产能过剩问题也将顺势解决。

氢能应用的历史沿革

作为公认的清洁能源，氢能被学界认为是实现碳中和的关键能源，并正在成为全球深度脱碳完成能源体系变革的重要一环，开始越来越多地应用于交通、工业、航天、建筑等领域。事实上，人类对于氢能的探索由来已久，最早可追溯至500多年前。跟随时间线，一起了解氢的“前世今生”。

1520年

瑞士医生帕拉塞尔苏斯在研究金属和酸相互作用时，偶然发现了氢气。

1625年

詹·巴普蒂斯塔·范·赫尔蒙特首次对氢进行了描述，并使用“Gas”一词。

1783年

法国化学家先驱、近代化学之父安东尼·拉瓦锡为其命名为氢（hydrogen）。

1783年

工程师雅克·查尔斯用波义耳的方法制造氢气，并和助手罗伯特兄弟实现了第一次无人氢气球飞行。

1784年

拉瓦锡·默斯尼埃发明铁-蒸汽工艺，使水蒸气从600摄氏度的炽热铁床上流过产生氢气，实现了首次人工制氢。

1789年

简·鲁道夫·戴曼和阿德里安·帕茨·范·特罗斯特首次通过电解水生成氢气和氧气。

1839年

英国科学家威廉·罗伯特·格罗夫制作了首个燃料电池，被称为燃料电池之父。

1898年

苏格兰物理学家、化学家和发明家詹姆斯·杜瓦通过金属热防护系统与再生冷却技术，成功将氢液化。

1910年

德国化学家弗里茨·哈伯发现通过催化过程，可以用氮氢元素合成氨，使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展，因此获得1918年度诺贝尔化学奖。

1960年

燃料电池首次应用于美国国家航空航天局的太空任务中，为探测器、人造卫星和太空舱提供电力。

1978年

中国科学院大连化物所设计制作出我国第一台碱性燃料电池。

1990年

世界上第一家太阳能制氢厂Solar-Wasserstoff-Bayern投入运营。

2002年

世界上第一台氢燃料电池供电的机车出现在加拿大魁北克省。

2003年

我国自主开发的第一辆氢燃料电池轿车“超越一号”在上海问世。

2006年

我国第一座加氢站建成，位于北京中关村永丰高新技术产业基地新能源交通示范园内。该加氢站为2008年北京奥运会的氢能示范项目。

2009年

德国ProtonMotor公司建成全球首艘氢动力船舶及配套码头加氢站。

2016年

丰田公司发布了首款氢燃料电池汽车Mirai。

2020年

全球第一艘氢动力超级游艇诞生，完全由液态氢驱动，是世界上最环保的游艇。

2022年

国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划 （2021-2035年）》，明确氢能的战略定位。

2024年

我国将氢能正式纳入《中华人民共和国能源法》。

素材来源：《氢能及燃料电池全产业链白皮书》