氢能离实现想象中的美好应用还有多远？还面临哪些阻力？

氢能作为新能源产业中的一员，凭借其优秀的物理性质集储能、清洁燃料为一身，理应在新能源产业中占据很大的市场规模，然而氢却受制于自身的物理特性，导致目前氢的提取成本高，运输成本高，运输存储不安全。严重限制了氢的大范围应用。氢能不存在锂电池行业锂矿资源总量的瓶颈，在储能上也比电化学储能更加高效。那么氢能在我国能源体系中的定位和角色如何？

潍柴动力某燃料电池专家认为：中国的能源体系到现在为止都是化石燃料为主，新能源为辅，同时化石燃料发电还需要协助新能源发电削峰填谷，但在一些偏远地区只有新能源发电配以储能才能给当地提供稳定的电力。这就可以看出到现在为止，传统能源仍然是我国能源体系中的根本，因为储能的短板，新能源短时间难以替代传统能源在我国能源体系中的根本地位。

新能源中的氢能就目前的发展状况来说，在能源体系中的地位其实非常低下的，氢能目前只能在特定的场景发挥作用，比如说目前经济效益最明显的运营类车辆-重卡、公交。再就是要求零排放的冷库叉车。以及对燃料能量密度要求很高的航空、航天、军用。

氢能目前不属于普适性能源，过高的成本不允许氢能作为通用能源广泛使用，但在特定场景下氢能凭借其独一无二的能量密度和零排放，也占据了不可或缺的地位。在未来氢能一定是新能源行业发展的终点，目前新能源汽车用的化学电池其实都是过渡手段。

电和氢都是二次能源，电的存储效率远低于氢的存储效率，在电动车这个领域蓄电设备的质量不是被能量消耗了，而是被储能的介质消耗了，氢能就不存在这个问题，所以未来一定会是氢燃料电池一统天下。

但这种看起来很美好的局面是在氢能制、储、运环节的技术成熟后，氢能的使用成本下降后才能实现的。虽然现在看起来很遥远，但以后氢能一定是中国能源体系中的核心。

日腾能源技术总监宁先生认为：氢能行业中从制到用的每一个环节降本的技术难度很高，基本全部都属于技术革命性质，涉及到很多基础化学、基础材料、基础物理的底层研发工作。

即使在科研机构内有所突破，等到技术能实现低成本商业化落地也最少需要8年以上的时间。况且现在看来，上述基础科学基本还没有特别明显的突破。所以氢能在中国能源结构中可能会长期维持现在这种特定工况的专项用途。

氢能产业链分为上游制氢，中游储运和下游应用。上游制氢的技术路线多元化，不存在单一最优模式，基于碳排放和可持续发展考虑，电解水制氢有望成为未来氢气制取的主流方式。中游氢气储运环节，因为氢气属于危险品，对运输环境要求较高，未来液氢与管道运输有望成为最主要的氢气储运方式。下游氢能可用于工业、交通、储能等多种场景。在应用端，氢燃料电池汽车能否成为氢能产业应用的重点方向？

潍柴动力某燃料电池专家认为：从实现盈利的时间周期来看，燃料电池汽车是目前能看到实现商业化最快的氢能应用场景，氢燃料电池现在在重卡、公交、内部物流的叉车上已经离实现自主盈利不远了，尤其是内部物流的叉车在美国已经大规模商用并实现盈利了，不过全世界就只有plug power把内部叉车这个产业链打通了，Plug Power现在慢慢实现了盈利。

这就意味着其制氢能赚钱，燃料电池的电堆能赚钱，燃料电池车也能赚钱。目前中国的加氢站要补贴，制氢要补贴，车要补贴，这三部分补贴说明整个产业链是没有通的，只有产业链进入正循环后才可能有盈利的机会。这就说明在氢能众多未实现盈利的应用场景中，运营性质的氢燃料电池车在商业逻辑上是行得通的，后面的就看企业的能力了。

天津日腾能源技术总监认为：氢能未来应用的重点在于储能。现在中国光伏、风电的建设速度越来越快，光伏设备的成本也越来越低，可以说光伏设备以后完全可以卖到白菜价。

这就意味着未来光伏的发电量占比会越来越多，甚至很多光伏发电环境优秀但没有电网的地区因为种种原因都已经开始大规模安装光伏电站了。这就意味着电网面临的调峰压力越来越大，无法上网的绿电面临废弃的问题。

这时候就急需储能的参与了，按照目前中国新能源车和电化学储能的安装速度，锂资源不够用只是时间问题。抽水蓄能对地形的要求较高，建设成本高。合适的储能方式就只有绿电制氢了，将电网无法消纳的绿电用于制氢就可以有效解决这种问题

虽然电解水制氢的能量转化效率非常低下，但是电解水产生的不只是氢气还有氧气，而且电解水制备的氢气是所有制氢方式中纯度最高的，基本不需要过滤就能得到实验室级别的氢气和氧气，售价远高于工业副产氢。同时电解水副产品氧气也具备很可观的经济效益。

氢燃料电池汽车具备环保性好、几乎零排放、无噪声污染、加注氢气时间短、氢燃料汽车的续航里程与使用化石燃料的汽车相同等优点，尽管燃料电池汽车在全球约300万辆的新能源汽车中占比不到1%，但燃料电池汽车仍然是近期最受关注的产业之一。那么氢燃料汽车是否对化学电池汽车产生替代效应？

潍柴动力某燃料电池专家认为：氢燃料电池汽车是新能源汽车的最终形态，将来一定会取代化学电池汽车的。但是这种替代效应在短时间内很难看到，主要问题是两点，第一点是成本问题，第二点是加氢站等配套设施的建设。

第一点成本问题，锂电池汽车为什么能在燃油车市场中分走自己的蛋糕，最重要的就是用电开车比用油开车便宜，那么氢燃料电池想要替代化学电池汽车至少要在使用成本上接近化学电池汽车，然后凭借充能快、续航高、不受温度影响续航等优势才有可能产生替代效应。

第二点配套设施，氢燃料电池的运输、储藏、加注都存在很高的安全风险，操作不当就有爆炸的风险，所以政府对加氢站的审批格外谨慎，另外建设成本、盈利情况和回报周期都是严重制约加氢站建设的因素。加氢站也无法像汽车充电桩一样可以在居民车库中修建，加氢站的匮乏也严重影响了民用氢燃料电池汽车的推进。

所以在上述问题解决之前，氢燃料电池只能在运营车辆上出现，在民用汽车中氢燃料电池短时间内基本不会替代化学电池。

早在2019年两会期间氢能及燃料电池首次被写入政府工作报告中，2021年氢能被正式写入“十四五”规划中，中央政府及地方各级政府推广氢能的政策密集出台，补贴力度进一步加大，但到目前为止氢能的应用场景依然十分有限。那么我国氢能应用落地的阻力和问题是什么？氢能最需要的是什么？

潍柴动力某燃料电池专家认为：氢能最大的阻力就是技术和成本的相互制约，以及产业链缺乏成熟的商业模式和配套设施的不完善。总结来说就是技术缺陷导致氢燃料电池成本高，氢燃料电池成本高限制了商业化销售的规模，氢燃料电池车辆少导致加氢站经济效益差，储运的技术缺陷导致终端的用氢成本高。

在制氢技术上的缺陷体现在能量转化效率，制氢环节最大的问题是质子交换膜（PEM）技术的缺失，氢能行业中效能最高的质子交换膜都依赖进口，国内也有做质子交换膜的，但是效能比国外低很多。其次就是储运环节缺乏高效压缩氢气的技术，现在氢的储运大多都是依靠高压气罐，对运输车辆的载荷利用非常低下。

液化氢气是最理想的氢储运形态，就目前的技术来说液化氢气的能耗非常高，也就造成了液化氢的成本高居不下。技术的不足导致成本上升，成本上升又导致氢能产业很难实现盈利。如此循环往复，导致氢能的发展一直停滞不前。

氢能最需要的无疑是能实现商业化的路径，但商业化路径需要政策、行业标准、技术等因素协同发力。氢能行业内急需上下游协作，联合国家科研机构和高校，尽早实现关键设备和技术的突破和国产化。

氢能基础设施也需要国家牵头完善和普及，氢能基础设施建成后才有可能激发氢能及燃料电池产业应用场景多元化与规模化应用。另外对于氢能也应当尽早出台专用的配套政策，包括如何界定氢能设施所在的土地性质，制氢加氢站的用地性质，使地方政府不必特事特办。