不用加油无需充电，充气10分钟，续航600公里，即使在海拔2000米、零下30℃的环境中也能轻松启动。这样的氢燃料电池车你想要一辆吗？ 北京冬奥会期间，150辆“氢腾”大巴闪耀赛场，以“零事故、零故障、零失误”的稳定表现，向世界展示了“中国制造”的实力。 这是冬奥会历史上第一次大规模使用氢燃料电池汽车作为主运力，也是国产氢燃料电池汽车第一次和国际巨头在同一赛道上竞争。 冬残奥会上，“氢”能表现也很精彩。比如火炬手传递的氢燃料火炬、比赛场馆内的氢燃料汽车、执行电力巡检任务的氢能无人机，氢燃料频频出现。 最近一周，中国氢能源的大新闻不断： 4月16日，中国石油对外发布消息，用现有天然气管道长距离输送氢气的技术获得了突破。这为我国今后实现大规模、低成本的远距离氢能运输提供技术支撑。 在此前的几天，中国石化宣布，我国首个“西氢东送”输氢管道示范工程，已纳入石油天然气“全国一张网”建设实施方案。管道全长400多公里，是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。这标志着我国氢气长距离输送管道进入新发展阶段。 01 21世纪最具发展前景的二次能源 氢气是一种非常清洁的能源，无色无味无毒，电化学反应后只产生水，完全零排放，并且可以循环使用。 像氢气球、航天航空领域一直作为燃料使用的液氢大家都很熟悉。 不过跟煤、石油、天然气不同，氢能源是一种二次能源，自然界里是没有单独存在的氢，氢必须通过从水、化石燃料、可再生能源或像化工、焦炉等工业环节等含氢物中取得。 从生产到应用全过程零碳排放，氢能源是公认的清洁能源。氢燃烧的产物是水，被誉为21世纪最具发展前景的二次能源。氢能制取现在主要有三种模式： 而且，氢在宇宙中分布广泛，它构成了宇宙质量的75%。 另外，氢燃烧热值高，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。 总之，氢能，是一种高热量、零污染、储量丰富的能源，打破了新能源的不可能三角——一种能源，在一定的技术条件下，不可能满足环境友好、便宜和稳定供给三个条件。 所以，氢能被认为在未来能源规划中有着非常核心的地位。 然而由于技术难以突破，几十年的时间也没有达到主流使用的水平。如今在全球零碳目标的背景下，氢能源再次成为工业和交通领域的宠儿。 除了上面提到的在汽车领域的应用，目前氢燃料电池技术也应用广泛。 例如，在韩国的氢燃料电池无人机的续航时间可以达到普通电池的4倍以上；在日本，氢燃料电池不仅可以照明、加热大型公共浴室，还可以种植蔬菜，为消费者提供美味可口的食物。目前，全球氢燃料电池领域内的专利申请量呈现快速增长的趋势。2021年底，全球共有3.9万余件氢燃料电池相关的专利申请，中国和美国分别有1.1万余件和1.4万余件，位列该领域的专利申请量前两名。（数据来源：人民资讯） 02 西氢东送！我国首条 其实，近些年氢能行业已经步入发展快车道，但目前氢气成本仍处于高位，行业降本诉求较大，储运氢环节成为降本发展的关键难点，约占氢气总成本的30%-40%。这也是为什么上面两条我国长距离输氢技术获突破的消息一出引起广泛关注的原因。这一重要进展，有可能将加速我们生活的改变。 大规模集中制氢和氢能长距离运输是未来趋势。但目前长管拖车仍是我国长距离氢气运输的主流方式，但这种方式成本较高、效率较低，也是造成终端用氢成本高的主要原因之一，极大制约了产业链发展。 据相关机构测算，目前主流运输方式的百公里单位成本约在10元/kg，经济性和安全性都存在劣势。管道运输成本预计百公里可降至2元/kg，安全风险小，效率高。 相对而言，输氢管道可以实现大规模、长距离输送氢气，并且兼顾能耗损失低、经济高效等多重优势，可以在加快氢能资源疏散和市场覆盖、能源结构优化调整中起到重要作用。随着未来氢气需求的不断增加，管道运氢是实现大规模、长距离输氢的主要方式。 作为一种经济可行的方式，目全球范围内氢气输送管道总里程已超5000公里，而我国的输氢管道建设尚处于起步阶段。 所以，“西氢东送”等长距离输氢管道和技术的突破无疑是我国发展氢能源的福音。 一方面，长距离输氢管道和技术的突破利于实现规模化储运。 规模化是降低氢能成本的关键。有机构预计，管道使用量大幅上升，制氢成本也会以每年20%-30%左右的速度下降，预计到2030年氢能产业链整体成本至少下降50%。 而且，氢储能可以弥补其他储能形式的短板，将大量的风电、光电转化成氢进行储存。 风力、光伏发电具有间歇性、波动性、随机性等特点，由于电网建设和消纳机制存在一定滞后，导致风电光电利用率有限。 随着“西氢东送”管道的建设投产，周边发电企业可以发电制氢，通过管道输送出来，构成“电源、电网、负荷、储能”一体化运行。 管道输送将加速氢能资源疏散和市场覆盖，进而在能源结构优化调整中起到重要作用。 另一方面，“西氢东送”有利于实现材料突破。 由于氢能必须通过从水、化石燃料、可再生能源或像化工、焦炉等工业环节等含氢物中取得。从成本和环保角度考量，利用西部地区储备丰富的可再生新能源制氢是一个重要路径。但如何把内蒙古乃至我国西部的绿氢运送到东部市场需求旺盛的区域，一直是制约绿氢产业发展的瓶颈问题。 此次公布的“西氢东送”起于内蒙古自治区乌兰察布市，终点位于北京市，管道全长400多公里，是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。 “西氢东送”管道建成后，将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢，缓解我国绿氢供需错配的问题，助力我国能源转型升级。 管道运氢铺设难度大、投资成本较高，目前中石化、中石油在长距离输氢管道和技术的突破，为氢能发展创造了更好的基础设施条件。 03 国内氢能产业正在驶上“高速路” 据中国氢能联盟预计，2020年至2025年间，中国氢能产业产值将达1万亿元，市场空间非常大，如果能够加速发展将创造更大价值。 目前阶段，氢能产业在国内的发展正在驶上“高速路”。 横向对比来看，从确定性观察，相较于2009年的光伏和新能源汽车，氢能的确定性是更高的。 纵向来看： 在上游制氢环节，氢能大发展的一个前提是光伏、风电等新能源足够的便宜。随着光伏、风电等的度电成本逐步降低，这一条件已逐渐具备。并且，随着光伏和新能源汽车已经不再需要补贴，可以自我造血之后，政策对氢能的培育重视正在凸显。 中游储运氢环节的突破，则是氢能发展的一个关键进步。 在下游，氢燃料电池技术也在快速发展。在应用层面，氢能主要涉及交通、储能和工业等。从这三大主要应用方向来看： 在交通领域，燃料电池车方向上，氢能车与锂电车可以形成互补。目前尤其是在商用车领域已经如此，例如在矿区、港口、工业园等探索开展氢能重卡运输示范应用及70MPa储氢瓶车辆应用验证等。乘用车的商业化运营也在多点突破。例如，一些公司正在推动氢燃料电池乘用车的“上海模式”。 2022年被称为是我国氢燃料汽车示范应用的第一年。从车辆上险的数据来看，去年全年燃料电池汽车推广了5009辆，是历史上推广数量最多的年份。 与之配套的加氢站建设中国也在加速。据统计，2022年全球共有814座加氢站投入运营，分布在37个国家和地区，其中中国有245座，累计建成加氢站数量，在营加氢站数量、新建成加氢站数量均居全球首位。（数据来源：21世纪经济报道） 在氢储能领域，整体来看，氢储能加快了从示范应用走向商业化推广的步伐。 政策方面，今年开年以来，相关的政策不断出台，比如工信部等六部门、青海省、甘肃省等都将氢储能纳入政策规划，支持氢储能技术研发，积极培育氢储能商业化应用模式； 项目方面，除了上面说到的随着氢燃料电池等固态储氢等技术的深入探索，氢能正在诸多领域广泛应用。另外，在可再生能源富集，氢气需求量大的地区，开展集中式可再生能源制氢示范工程等。例如，云南首个光伏制氢与电网氢储能综合示范工程投运，常温常压氢能储用一体化项目在上海正式运行等。 包括利用氢能在不同能源间灵活转换的特性，作为分布式能源应用。例如，结合增量配电改革和综合能源服务试点，推动开展氢电融合的微电网和燃料电池微型热电联供应用。 行业标准也已经出台。今年2月22日，国家标准化管理委员会、国家能源局发布《新型储能标准体系建设指南》的通知，共出台205项新型储能标准。 这里还要补充一点，作为碳中和的一个分支，包含氢储能在内的整个储能领域，在中国的机会是非常大的。例如，马斯克在上海建储能超级工厂就是看中这一点，市场在哪里就在哪里建厂。 在工业领域，氢能替代传统的化石能源作为燃料或者化工原料的尝试正在推进，例如探索开展可再生能源制氢在合成氨、甲醇、炼化、煤制油气等行业代化石能源的应用。 根据国际能源网，预计到2060年工业领域和交通领域氢气使用量分别占比60%和31%，电力领域和建筑领域占比分别为5%和4%。 从以上这些因素来看，国内的氢能这个大赛道正在快速成熟。
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