氫能或?qū)⒅貥?gòu)能源版圖

    本報(bào)記者 龔夢(mèng)澤

    2025年1月1日起，我國(guó)首部《中華人民共和國(guó)能源法》（以下簡(jiǎn)稱《能源法》）正式施行。《能源法》明確將氫能納入能源管理體系，首次從法律層面確立了氫能的能源地位。

    在此背景下，氫能產(chǎn)業(yè)正在我國(guó)加速發(fā)展。制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、燃料電池等主要技術(shù)不斷突破，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快進(jìn)行，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和應(yīng)用場(chǎng)景日益壯大。

    根據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)被明確劃分為三個(gè)階段：到2025年，期望氫能產(chǎn)業(yè)建立起成熟的政策環(huán)境，能夠顯著提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力；到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系要更加完備，可再生能源制氫將得到廣泛應(yīng)用，有效推動(dòng)碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；到2035年，氫能產(chǎn)業(yè)將形成一個(gè)高度成熟的體系，建立起一個(gè)多元化的氫能應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。

    然而，熱望背后，行業(yè)仍面臨“叫好難叫座”的尷尬：氫價(jià)高企、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、商業(yè)模式尚未閉環(huán)……但轉(zhuǎn)折點(diǎn)正在逼近，隨著業(yè)內(nèi)關(guān)于“2028年氫能有望重構(gòu)能源版圖”的聲音漸隆，這一預(yù)判的背后，不僅是技術(shù)與成本的突破，更是一場(chǎng)橫跨化工、冶金、儲(chǔ)能與交通的產(chǎn)業(yè)革命。

    那么，如何構(gòu)建這一前景廣闊的清潔能源體系？產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程面臨哪些隘口？下一步該如何有效降低制、運(yùn)、儲(chǔ)成本？近日，《證券日?qǐng)?bào)》記者深入產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，探尋氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r。

    自主產(chǎn)業(yè)鏈漸趨完善

    穿梭于北京街頭巷尾的冷鏈配送車，奔波于天津港碼頭的重卡運(yùn)貨車、河北保定“氫”裝上陣的氫能物流車……京津冀三地，都閃現(xiàn)著氫能車輛忙碌的身影。

    在北京大興國(guó)際氫能示范區(qū)，駕駛員王師傅先用靜電夾夾住車身釋放靜電，再操作控制面板并用加氫槍加注——這個(gè)過程和加油相似。位于該示范區(qū)西南角的海珀?duì)柤託湔荆嫉?000余平方米，日加氫量可達(dá)4.8噸，能同時(shí)滿足500輛到600輛車輛的用氫需求。

    據(jù)記者了解，占地約20公頃的北京大興國(guó)際氫能示范區(qū)，匯聚了200多家企業(yè)，園里有北京清馳科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“清馳科技”）這樣的潛力企業(yè)，也聚集了國(guó)氫能源科技有限公司、北京億華通科技股份有限公司等龍頭企業(yè)，帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同落地發(fā)展，成為了北京氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、氫能應(yīng)用的“樣板間”。

    據(jù)清馳科技CEO張晶介紹，公司生產(chǎn)的質(zhì)子交換膜厚度僅為12微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的十分之一。但這看似單薄的膜片，實(shí)則是氫氣進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的重要場(chǎng)所，猶如氫燃料電池的“芯片”。

    如今，清馳科技高精度萬級(jí)潔凈生產(chǎn)線，可年產(chǎn)15萬平方米質(zhì)子交換膜。正是這一張張薄如蟬翼的質(zhì)子交換膜，支撐起了氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

    目光轉(zhuǎn)到河北保定，走進(jìn)未勢(shì)能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“未勢(shì)能源”）的生產(chǎn)車間，一排排機(jī)械手臂精準(zhǔn)地進(jìn)行著零部件的抓取與組裝，一層膜電極、一層雙極板，在定位桿的“引導(dǎo)”下交替疊放，最終層層堆疊的膜電極與雙極板，就是氫燃料電池系統(tǒng)的關(guān)鍵部件——電堆。

    在電堆膜電極產(chǎn)線上，一臺(tái)臺(tái)精密的涂布設(shè)備將催化劑均勻地涂覆在質(zhì)子交換膜上，旁邊的檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著涂布的厚度與均勻度，一旦發(fā)現(xiàn)微小的偏差，便會(huì)自動(dòng)調(diào)整參數(shù)。工作人員身著無塵服，在設(shè)備間穿梭觀察——這里生產(chǎn)的電堆膜電極，如同氫燃料電池的“心臟”，其性能直接影響著整個(gè)燃料電池的效率與壽命。

    車間負(fù)責(zé)人告訴《證券日?qǐng)?bào)》記者，電堆與空氣壓縮機(jī)、氫氣循環(huán)泵、水泵以及直流轉(zhuǎn)換器共同構(gòu)成了氫燃料電池系統(tǒng)。以往國(guó)內(nèi)企業(yè)做系統(tǒng)時(shí)，關(guān)鍵零部件全部依賴進(jìn)口，不僅技術(shù)上被“卡脖子”，價(jià)格還非常昂貴。為解決關(guān)鍵痛點(diǎn)問題，國(guó)內(nèi)氫能企業(yè)紛紛走上全自研道路。

    “拆解燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，電堆最貴，電堆中膜電極最貴，膜電極中催化劑最貴。據(jù)此我們從催化劑端做起，將成本最高且技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，牢牢掌握在自己手中。”在未勢(shì)能源董事長(zhǎng)張?zhí)煊鹂磥?，?shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料的自主可控，不僅整體效率高，質(zhì)量匹配好，更是控制成本的最佳路徑。此外，在全球范圍內(nèi)，中國(guó)已建立起完備且自主的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。因此，產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的最佳土壤就在中國(guó)，這將給中國(guó)氫能企業(yè)帶來絕佳的發(fā)展機(jī)遇。

    脫碳與儲(chǔ)能領(lǐng)銜

    從全球氫能發(fā)展現(xiàn)狀看，作為兼具能源和原料雙重屬性的能源品種，氫能以其零排放、高能量密度和儲(chǔ)能特性，對(duì)構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。在我國(guó)，發(fā)展氫能尤其是“綠氫”（可再生能源電解水制氫）在工業(yè)減碳方面的關(guān)鍵作用愈發(fā)受到重視。

    氫能的“綠化”程度取決于制取方式。相比于煤、天然氣制取的“灰氫”和工業(yè)副產(chǎn)氫等“藍(lán)氫”，用可再生能源發(fā)電制取的“綠氫”更清潔，但獲取成本也更高，電力成本就約占到制氫總成本的70%。

    “目前看來，綠色化工對(duì)氫的經(jīng)濟(jì)容忍度是在13元/公斤以內(nèi)。在此價(jià)位區(qū)間，綠氨、綠醇等產(chǎn)品便可與傳統(tǒng)工藝平價(jià)競(jìng)爭(zhēng)。”張?zhí)煊鸶嬖V記者，這一臨界點(diǎn)的加速到來，與全國(guó)碳市場(chǎng)配額交易價(jià)格飆升密不可分。

    張?zhí)煊鸨硎?，全?guó)碳價(jià)已從2021年的60元/噸躍升至2024年的92元/噸。“結(jié)合目前歐洲接近100歐元/噸的高昂碳價(jià)，‘十五五’期間（2026年至2030年）國(guó)內(nèi)將有巨量的增長(zhǎng)空間，屆時(shí)‘綠氫’溢價(jià)空間將徹底打開。”

    如果說化工是氫能環(huán)保提效的試驗(yàn)田，那么鋼鐵行業(yè)就是檢驗(yàn)其工業(yè)價(jià)值的試金石。鑒于全球7%的碳排放源自鋼鐵生產(chǎn)，氫冶金被視為唯一可能大規(guī)模替代焦炭的減碳、脫碳的路徑。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，到2030年，清潔低碳?xì)鋵⒊蔀殇撹F、化工等行業(yè)重要零碳原料，年消費(fèi)量分別達(dá)到174萬噸和376萬噸，屆時(shí)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超萬億元。

    與此同時(shí)，作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)代表的氫儲(chǔ)能近年來熱度持續(xù)走高。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，當(dāng)新能源發(fā)電量在一個(gè)國(guó)家和地區(qū)能源結(jié)構(gòu)中的占比超過20%，4小時(shí)以上長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成為剛需。2024年我國(guó)可再生能源發(fā)電量占比已突破35%，但新型儲(chǔ)能4小時(shí)以上項(xiàng)目占比不足16%，平均時(shí)長(zhǎng)僅2.3小時(shí)。

    在緯景儲(chǔ)能科技有限公司董事長(zhǎng)葛群看來，人們習(xí)慣性地將儲(chǔ)能與鋰電池直接畫上等號(hào)，可實(shí)際上儲(chǔ)能涵蓋的范疇極為廣闊。有些應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的要求僅僅只有幾十秒，飛輪儲(chǔ)能無疑是最為適配的技術(shù)路徑。而當(dāng)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)延伸至4個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，這恰恰是當(dāng)下能源市場(chǎng)亟待填補(bǔ)的關(guān)鍵空白。

    國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司‌在內(nèi)蒙古布局的吉瓦級(jí)“風(fēng)光氫儲(chǔ)”一體化項(xiàng)目，正在驗(yàn)證更優(yōu)的儲(chǔ)能模式——風(fēng)光電制氫后，可像天然氣一樣儲(chǔ)存數(shù)月，并通過管道、液氫罐車跨區(qū)域調(diào)配。以1000公里輸氫距離為例，管道運(yùn)輸成本區(qū)間可達(dá)每公斤0.27元至13元之間，相較公路運(yùn)輸每百公里12元至14元的成本優(yōu)勢(shì)顯著。

    “輸氫管道不僅僅是輸配裝置，更是一個(gè)超大容量的儲(chǔ)氫管網(wǎng)——通過加減壓力進(jìn)行儲(chǔ)氣，不僅大大減少了儲(chǔ)能系統(tǒng)的造價(jià)，同時(shí)增強(qiáng)了調(diào)峰能力。”張?zhí)煊鸨硎尽?/p>

    此外，隨著越來越多的大型數(shù)據(jù)中心在建，考慮到供能和冷卻的需求，其電源供應(yīng)是不能切斷的。以往行業(yè)采用的多是柴油機(jī)作為備用電源，但氫能儲(chǔ)能憑借高能量密度、低損耗、低碳排，以及連接與形態(tài)的靈活性，愈發(fā)展現(xiàn)出“不可替代性”。

    資本與技術(shù)雙驅(qū)動(dòng)

    近年來，氫能產(chǎn)業(yè)不斷有資本涌入，也在一定程度上體現(xiàn)出了其較高的社會(huì)認(rèn)可度和可觀的發(fā)展前景。

    作為氫能產(chǎn)業(yè)“國(guó)家先鋒隊(duì)”，央企氫能業(yè)務(wù)布局無疑是產(chǎn)業(yè)的風(fēng)向標(biāo)之一。據(jù)《證券日?qǐng)?bào)》記者梳理，截至目前，在國(guó)務(wù)院國(guó)資委監(jiān)管的98家央企中，涉及氫能相關(guān)業(yè)務(wù)的有45家，占比達(dá)47%。

    另據(jù)國(guó)金證券研報(bào)，2024年約10個(gè)“綠氫”項(xiàng)目投產(chǎn)。其中，中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)有限公司、中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司等央企正陸續(xù)推進(jìn)項(xiàng)目招標(biāo)進(jìn)度。目前來看，各大央企競(jìng)逐氫能的示范效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，并在短期內(nèi)加速催化國(guó)內(nèi)氫能存量項(xiàng)目進(jìn)度。

    央企“群雄逐鹿”的同時(shí)，氫能領(lǐng)域內(nèi)民企搶灘市場(chǎng)的步點(diǎn)也漸頻。天眼查APP數(shù)據(jù)顯示，2022年至今，我國(guó)每年平均新增氫能相關(guān)企業(yè)500家。

    在眾多招投標(biāo)項(xiàng)目中，依托于我國(guó)成熟的汽車工業(yè)體系，氫能在交通應(yīng)用場(chǎng)景中先行一步。張?zhí)煊鸨硎荆?ldquo;對(duì)于氫價(jià)容忍度最高的還是交通，氫能的商業(yè)模式大概率先誕生于交通領(lǐng)域。”

    “氫能相較于其他車用能源的優(yōu)勢(shì)在于，它不僅可以作用于交通行業(yè)，還可以延伸到更多的能源應(yīng)用層面，包括飛機(jī)船舶、備用電源、固定式發(fā)電等。”張?zhí)煊鸨硎?，以氫能重卡為基礎(chǔ)，拓展到氫燃料電池的發(fā)電機(jī)組供電，再拓展到船舶飛機(jī)等領(lǐng)域。他認(rèn)為，2028年，氫燃料電池將重構(gòu)汽車交通與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)版圖。

    事實(shí)上，這場(chǎng)“逆襲”的關(guān)鍵在于基礎(chǔ)設(shè)施的破局。氫能汽車的策略極具現(xiàn)實(shí)性：在氯堿廠、焦化廠等副產(chǎn)氫富集區(qū)建設(shè)低價(jià)加氫站，借助每公斤10元以下的氫氣快速盈利；在無氫源地區(qū)與中石化合作，布局“油電氣氫”綜合能源站，用油電收入反哺氫能業(yè)務(wù)。這種“農(nóng)村包圍城市”的打法，已在京津冀和長(zhǎng)三角等地區(qū)悄然鋪開，被探索應(yīng)用于公交客運(yùn)、城市配送、冷鏈運(yùn)輸、干線物流等場(chǎng)景。預(yù)計(jì)到2035年氫燃料汽車保有量將達(dá)到100萬輛規(guī)模。

    對(duì)于未來氫能市場(chǎng)前景，張?zhí)煊痤A(yù)測(cè)，2025年國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出應(yīng)用場(chǎng)景繼續(xù)拓展、技術(shù)創(chuàng)新加速、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇等特點(diǎn)，在政策支持、技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求的共同推動(dòng)下，2025年氫能市場(chǎng)將進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵發(fā)展階段，“綠氫”項(xiàng)目和氫燃料電池汽車的爆發(fā)量級(jí)均有望翻倍起步。