虎秀ESG集团出品
作者｜陈玉莉
头图｜电影《钢铁侠》
本文是#ESG进展观察系列的第108篇文章
本次观察的关键词：氢能
近两个月来，蛰伏已久的氢能产业出现新动向。 11月，国富氢能成为继亿华通、国宏氢能之后第三家在港股成功IPO的内地氢能公司。 12月，Reshape Energy也在香港股市成功上市，发行规模约1亿美元。
“十四五”以来，中央和地方政府频频表态对氢能的立场，推出一系列重要政策推动氢能产业发展。有《“十四五”国家清洁生产推进规划》和“双碳”目标，再有《氢能产业中长期发展规划（2021-2035年）》 ”。多项利好政策直接推动氢能提上“二十一五”规划。世纪人类终极能量”。
氢能之所以备受推崇，主要是因为其零碳排放、热值高、安全性好。首先，氢气不会产生化石能源在燃烧和燃料电池电化学反应过程中产生的污染源和二氧化碳。其次，其高热值也意味着氢气在相同质量的燃料消耗下可以提供更多的能量。活力。
不过，与人们熟悉的“三新”（指新能源汽车、锂电池和光伏产品）相比，目前氢能源无论是产值还是规模，仍然有较大的增长空间。 Burgess Consulting的研究数据显示，2024年全球氢气生产市场规模将达到1206亿美元。其中，中国氢气产量占全球总量的30%，约为3500万吨，其中大部分用于国内工业、电力等行业，出口量很少。
回顾历史，从被吹捧为“21世纪人类终极能源”，到目前全球绿色氢能发展停滞不前，短短几年时间，氢能的“信徒”越来越少、工业发展逐渐显现疲态。这背后的原因是什么？
为什么不再提及氢能源？
就在上个月，将氢能视为企业增长“第二曲线”的隆基绿能总裁李振国表示，隆基绿能正在优化和收缩绿氢业务，需要静下心来发展。这反映出国内氢能发展的尴尬现状。
根据不同的碳排放标准，氢分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢是指由煤炭、石油、天然气等化石能源生产的氢；绿氢是指可再生能源发电产生的氢；蓝氢介于两者之间，是一种混合氢生产。
前面提到，中国氢能产量占全球总产量的30%，约为3500万吨，但大部分是碳排放量较高的灰氢，绿氢产量每年只有20万吨左右。国信证券研究报告显示，国内氢气生产以煤炭为主，占比超过60%；在国外市场，制氢以天然气为主，占比75%左右。
在“双碳”背景下，以煤炭、天然气为代表的灰氢需要逐步转向绿氢。这是氢能大发展的前提。
但关键问题是绿氢成本太高，这也是隆基绿能选择收缩的重要原因之一。从制氢成本来看，李振国直言，目前绿氢的成本比灰氢的成本高出2-3倍，将其用作能源存储会更加困难。
虽然生产绿色氢气的技术路线有很多。但目前碱性电解槽因其技术成熟、成本低廉、单池产氢能力高而成为电解水制氢最重要的方式。据IEA统计，到2022年底，碱性电解槽将占全球装机容量的60%，其次是质子交换膜电解槽，约占30%，而固体氧化物电解槽目前占比不足1%，离子电解槽则占30%左右。目前交换膜电解槽占比不足1%。电解槽尚未投入实际使用。
具体到价格细节，氢能源董事长李辉在接受中国能源报采访时指出，“假设煤炭价格为800元/吨，煤炭制氢成本约为11元/公斤，焦炉煤气制氢成本约为10元/公斤-15元/公斤，假设电价为0.6元/千瓦时，目前电解水制氢成本仍高于10元/公斤；目前电解水制氢的电力成本约占60%-70%，不同技术路线制氢的成本构成略有不同。
不同制氢方式的生产成本比较（单位：元/公斤），来源：东方证券
制约氢能发展的不仅是成本问题，还存在制氢效率方面的瓶颈。光伏专业研究员侯兵告诉虎秀ESG团队，“根据热力学第二定律，用电解水制氢并非不可能，但能源成本太高。效率只有45%，加上光伏发电每年运行时间仅2300小时，因此绿氢很难形成再生循环，此外，氢能运输的能耗是天然气的8倍，因此存在氢能发电的问题。利用氢能作为储能还有很长的路要走。”
刚刚召开的COP29国际会议上，全球绿氢2030目标量上调了三倍，达到100万吨左右，而灰氢为9600万吨，只是逐渐取代了少量灰氢，整个能源。存储目标是 6 倍。因此，绿氢发展比预期慢得多。
侯兵继续指出：“相关数据显示，我国目前装机招标规模为每年1-1.5GW，目前电解槽产能超过20GW。”这意味着当前氢能产业已经存在一定程度的产能过剩。
既没有性价比，也没有经济性，没有完整的商业逻辑，成为制约氢能发展的主要原因。
全球氢能发展走向何方？
近年来，世界主要国家开始高度重视氢能的发展。日本、美国、欧洲等发达国家已将氢能发展上升到国家能源战略层面。
日本就是一个典型的例子。据社科院世界经济与政府研究所统计，日本94%的一次能源供应来自海外，98%的原油消费集中在汽车燃料领域，而其中87%的原油来自海外。来自中东。为了减少对外部能源的依赖，日本一直把提高能源效率作为重要手段。
因此，早在2017年，日本就发布了《氢能基本战略》，提出了“氢能社会”的概念，涵盖了包括制氢、储氢、氢能利用和基础设施建设在内的氢全产业链。
2019年10月，全球最大的制氢工厂——日本福岛氢能研究站竣工并进入运营阶段。该制氢工厂采用10000千瓦制氢装置，可生产、储存和供应高达900吨氢气。驱动巨大制氢工厂的能源来自邻近的光伏发电设备和风电等可再生能源。
2020年12月，日本经济产业省正式发布《2050年碳中和绿色增长战略》。该战略再次强调了氢能产业对日本能源供给侧清洁低碳化的重要性，支持规模约为2.33万亿美元。并指出，预计到2030年进口氢气300万吨，成本降至20日元/立方米，2050年氢气供应量将达到2000万吨。
但美好的时光并没有持续多久。 2023年，日本自然能源基金会发布了《重新审视日本氢能战略》报告（以下简称《报告》），反思了日本的氢能发展战略。报告认为，日本的氢能战略优先考虑源自化石燃料的灰氢和蓝氢，忽视绿氢，忽视可再生能源的发展。
据《日本经济新闻》报道，日本2023年氢能价格比2030年目标价格高出1/3，约为化石燃料价格的12倍。氢能供应量每年只有200万吨，其中一半以上用于炼油。日本虽然大力布局氢能产业，但收效甚微。
中国工程院院士干勇在接受媒体采访时表示，“报告的反映比较中肯。日本氢能战略发展受阻是多种因素综合作用的结果。发展滞后”绿氢的发展是一个重要因素，还有其他一些不容忽视的阻力。”
仔细审视，该报告反思了日本的氢能战略，该战略存在两个主要问题。一是应用场景；二是偏重灰氢、蓝氢，绿氢生产相对滞后。
在应用场景方面，报告指出，在缺乏零碳手段的地区应优先使用氢能，在可以采用其他高效、经济的方法减少碳排放的地区不宜使用氢能。例如，可直接使用可再生能源或热泵的地区不应使用氢能。
对于日本来说，氢能的一个重要使用场景是氢能汽车。日本对氢燃料电池汽车的系统探索始于2008年左右，并于2013年通过《日本振兴战略》确立了氢能源汽车的地位。随后，日本不断出台相关政策，一度将氢能源汽车视为唯一替代方案为车辆加油。
但“成本”仍然是最大的问题。氢能源汽车不仅买起来贵，使用起来也贵。国际领先的丰田Mirai售价在70万元以上，深蓝SL03等国内技术相对先进的氢能源车型售价也在70万元左右。
从使用成本来看，1公斤氢气的价格约为1100日元（约合8美元）。丰田Mirai充满氢气的费用约为6000日元（约合44美元），续航里程约为650公里，即0.06美元/公里。有轨电车的充电费用仅为每公里0.02美元。
此外，氢能源汽车还面临加氢站数量有限、燃料电池维护成本高等问题。这是在日本大力补贴氢能推广的前提下。如果换到中国，氢能源汽车的使用成本只会更高。
虽然日本只是氢能转型发展的一个缩影，但却非常具有代表性。从全球范围来看，“成本过高”几乎成为各国氢能发展的通病，全球都在经历同样的情况。
“中东已经停止大力发展绿氢，欧洲不少企业退出绿氢市场，美国绿氢受到了很大负面影响。在这样的情况下，短期内发展绿氢确实不行。”乐观。”侯兵说。
有一些耐心
短期产业发展困难并不意味着长期下滑。
隆基绿能总裁李振国在接受媒体专访时表示，氢能源长期发展的主逻辑没有改变，绿氢将在未来能源体系中发挥不可或缺的作用。
国信证券研报也指出，未来在多重因素推动下，绿氢成本有望快速下降。
电解槽关键参数发展方向，来源：国信证券研报
设备方面，国内已发布2500Nm3/h碱性电解槽产品。随着电解槽设备大型化和设备生产规模化，单位设备投资有望下降，带动整体制氢成本下降；
技术方面，部分企业推出了直流电耗3.87kWh/Nm3的碱性电解槽产品。通过降低直流电耗来降低制氢成本还有一定的空间，而且当电解槽的运行时间从2000小时增加到4000小时时，制氢成本将会增加。预计下降4.6%；
电价方面，当可再生能源电价降至0.2元/千瓦时时，电解水制氢成本将接近化石燃料制氢成本。
需要指出的是，与其他国家相比，中国在氢能产业发展方面具有得天独厚的优势。
目前，我国已基本形成较为完整的氢能产业链，初步掌握了氢能生产、储存、运输、运输和使用的主要技术和生产工艺（燃料电池和系统集成等）。
在制氢方面，中国目前是全球制氢第一大国，也是电解制氢项目部署的主导力量。截至2023年底，绿氢项目规划总产能已超过650万吨/年，电解槽装机容量占全球一半。在氢能运输方面，我国已建成加氢站480余座，新增加氢站和运营加氢站均居全球第一。
然而，中国在先进的电解制氢技术方面仍然落后。据中科院文献情报中心介绍，虽然我国电解制氢装机容量已超过世界一半，但对风、光等波动能源的适应能力较差。风光互补电解制氢的发展需要开发更灵活的质子交换膜。电解制氢技术。
目前，该技术在国内仍处于商业化初期，在技术成熟度、装置规模、性能和可靠性等方面落后于国外。单罐最大产氢能力为400标准立方米/小时，而国外厂商如康明斯等已推出1000标准立方米/小时的产品；全氟磺酸质子交换膜等核心部件制备工艺复杂，长期被美国、日本企业垄断。
此外，在氢能储运技术、燃料电池核心部件材料技术方面，我国与世界顶尖技术存在一定差距。这是一个需要正视和克服的问题。
2023年，国际能源署（IEA）和欧洲专利局（EPO）联合发布了《氢能技术创新与专利趋势报告》，全面分析了全球氢能技术领域的专利分布和发展趋势。
报告数据显示，欧盟国家在氢专利方面处于全球领先地位，占2011年至2020年新增专利的28%。德国和法国表现突出，分别占11%和6%；年专利比例高达24%；美国依然强大，十年氢能专利占比20%；相比之下，近十年来我国国际专利申请量虽然较少，但处于快速增长状态，年均增长率达到15.2%。
国际专利分布，来源：IEA
虽然技术专利存在一定差距，但随着技术的不断进步和政策的持续推动，有理由相信中国氢能产业有望实现快速增长，并在全球氢能市场占据重要地位。
回顾过去的光伏、新能源汽车，很多新兴产业在中国都经历了从无到有、到引领世界的过程。氢能源产业也应该如此。尽管它目前正在经历短暂的阵痛，但它正在追求全球的成功。 “双碳”背景下，值得业界和投资者关注。
