加氫站冷清，該怪“氫能”嗎？氫能是怎麼來的，會如何發展？

近日，有報道稱，國內加氫站冷冷清清，門庭冷落。可是，這能怪“氫能”嗎？

近年來，氫能成為能源領域的“寵兒”，氫能已經成為全球能源系統的重要組成部分。據專家預測，到2050年，氫能在全球能源消費結構中佔比將升至18%，氫經濟市場規模將達到2.5萬億美元。

根據制氫方式的不同，可以分為以天然氣為原料製備的藍氫，通過核電水解得到的黃氫，通過褐煤氣化得到的灰氫，以及綠氫。

綠氫是以可再生能源為動力的電解氫，這意味着必須通過電解水、風光發電、太陽能發電和生物質燃燒獲得。目前全球大多數氫電解槽項目將由太陽能和陸上風能提供動力。

氫的生產、運輸和儲存，是個大難題。除了氯鹼化工企業的廢棄氫氣外，如果要大規模地從水中直接獲取純淨的氫氣，開銷很大。同時，全世界都還沒有建立氫運輸和儲存網絡，加氫站還在初級運營階段，要使它像加油站那樣普及，短期內還很難達到。

氫能產品本身的成本也較高。要研製一輛氫燃料電池轎車，需花費近200萬元，而且，氫燃料電池轎車從動力來看，與燃油動力汽車還有一定距離，無論是行駛最高速度、續駛里程上，都有差距。

制氫技術

氫能是一種二次能源，因為氫在自然界中只以化合物的形式存在，所以需要通過特定的生產過程才能獲取利用。

目前已有多種制氫技術，一是以煤和天然氣為主的化石能源重整制氫；二是以焦爐煤氣、氯鹼尾氣、丙烷脱氫為主的工業副產氣制氫；三是電解水制氫。其他制氫工藝還包括生物質制氫、太陽能光解水制氫等。

氫能被普遍視為能源領域深度脱碳的關鍵選擇，但目前全球絕大部分氫能是利用化石能源生產，電解水制氫越來越得到了各國的廣泛關注，當前全球原油經濟大幅震盪，“綠色氫氣”正在迎來“屬於它的時代”。

相對化石燃料約為1-1.8 美元/ 千克的制氫成本，可再生能源電解水制氫成本約為6 美元/ 千克。BNEF《氫能經濟展望》提及，清潔氫氣目前產業規模極小、成本很高，未來的降本潛力極大。但前提是要擴大氫氣的應用規模，並建設相應的基礎設施網絡。

從全球範圍來看，天然氣制氫是現今最主流的形式，佔比近50%；醇類次之，佔比為30%。我國則以煤炭制氫為主，佔比為62%；天然氣次之，佔比為19%，與“富煤貧油少氣”的能源稟賦特徵相符。

煤制氫技術

煤制氫歷史悠久、技術成熟，煤氣化制氫是先將煤炭與氧氣發生燃燒反應，進而與水反應，得到以氫氣和一氧化碳為主要成分的氣態產品，然後經過脱硫淨化，一氧化碳繼續與水蒸氣發生變換反應生成更多的氫氣，最後經分離、提純等過程而獲得一定純度的產品氫。

氣化是煤制氫的核心技術，制氫裝置要求氣化爐高效和穩定運行。

煤制氫技術路線成熟高效，可大規模穩定製備，是當前成本最低的制氫方式。

電解水制氫

電解水制氫是一種清潔、高效、可持續的制氫技術，其制氫工藝簡單，氫氣純度可達99.999%，產品純度高。

電解水制氫不受電廠周邊有無可靠、合格外購氫氣條件的限制，設備壽命期內製氫成本低，已普遍應用於燃煤電廠、燃氣電廠和核電廠，為這些電廠的氫冷發電機持續提供可靠且滿足發電機純度、濕度要求及用量的氫氣。

電解水制氫技術是以除鹽水為原料，藉助直流電的作用，將水分解為氫氣和氧氣的電化學過程。

根據電解槽種類的不同，電解水制氫主要分為鹼性電解水制氫、PEM 質子交換膜電解水制氫和固體氧化物電解水制氫三種技術。

由於PEM 質子交換膜電解槽和固體氧化物電解槽造價相對較高，應用實例相對較少，加上鹼性電解水制氫的槽體結構簡單、易於操作、價格相對便宜且技術最成熟，目前應用最多的是鹼性電解水制氫。

我國氫能發展路線

中國是全球第一產氫大國，初步評估現有工業制氫產能為2500萬噸/年，已掌握部分氫能基礎設施與一批燃料電池相關核心技術，制定出台國家標準86項次，具備一定的產業裝備及燃料電池整車的生產能力。

預計到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中佔5%。

預計到2050年，氫能在中國能源體系中的佔比約為10%，氫能需求量接近6000萬噸。氫能將與電力協同互補，共同成為我國終端能源體系的消費主體。

需求層面，中國擁有的天然大市場，尤其是“世界第一汽車大國”的新能源汽車潛在使用量，也使得“中國氫能未來有無限的發展可能”。

因此，可以預計，通過有序發展，氫能源和燃料電池產業將實現爆發式發展。

中國自2006年建造第一座加氫站以來至2020年，加氫站的建設數量年複合增長率高達46%。按照這個速度，中國未來加氫站的數量有望成為全球第一。

隨着加氫站數量的逐步增加，燃料電池汽車發展中“有車無站”的矛盾將不復存在，我國發展氫能的大方向不會變，當前的低迷是暫時的。

此外，整個氫能產業是一個非常龐大的產業，燃料電池汽車僅僅是氫能在車端的一個應用方向。氫冶金、固定式電源/電站、無人機、天然氣摻氫、氫能熱電聯產等均在研究和發展當中。

氫能和燃料電池產業作為新能源產業中的一股新勢力，當前尚處於發展初期，因此補貼政策對其發展起着決定性作用。我們看到，依賴補貼發展是我國所有新興產業的“生命線”，在國家補貼政策支持下，風電、光伏產業以及純電動汽車等領域，先後迅速發展成為了世界第一大市場。雖然疫情影響使氫能和燃料電池行業企業面臨現金流趨緊、供應鏈中斷、市場供應普遍下滑等壓力，但是相信隨着國家對氫能產業的扶持補貼政策的出台，氫能和燃料電池行業定將迎來高速發展的曙光。