作者/星空下的烤包子

編輯/菠菜的星空

排版/星空下的小魚

18世紀(jì)60年代，化學(xué)家亨利·卡文迪許發(fā)現(xiàn)氫元素，氫氣和氧氣燃燒生成水，化學(xué)家拉瓦錫根據(jù)這一性質(zhì)將該元素命名為 “hydrogenium”（“生成水的物質(zhì)”之意，“hydro”是“水”，“gen”是“生成”）。氫成為元素周期表中的首位即最輕的元素。

經(jīng)過了兩個多世紀(jì)的發(fā)展，氫氣作為一種重要的二次能源，熱值高（是同質(zhì)量焦炭、汽油等化石燃料的3-4倍）、應(yīng)用場景豐富，已經(jīng)成為了全球未來清潔能源的可能解決方案。

對于氫能產(chǎn)業(yè)的支持政策近些年密集出臺，涉及氫能的制備、儲運(yùn)、加注、氫燃料電池等多個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，讓氫能產(chǎn)業(yè)插上了快速騰飛的翅膀。也正式將氫能列入重點(diǎn)發(fā)展的方向之一: “在氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，組織實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)”。至此，全國各地近些年也掀起了一波氫能的發(fā)展熱潮。將時間倒退十年，氫能的今天，像不像新能源（鋰電池）車的昨天？

圖片來源：公開信息整理

一.氫從哪來？

當(dāng)前我國也已成為世界第一大制氫國。2030年我國氫氣的年需求量將增長至3715噸，2060年將增加至1.3億噸，增長潛力非?？捎^，預(yù)計(jì)到2050年，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值有望達(dá)到12萬億，又一個萬億級市場，你心不心動呢？

氫在自然界中主要以單原子形態(tài)和等離子態(tài)存在。根據(jù)氫氣的原料不同，主要分為五種技術(shù)路線：氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫、石化資源制氫和新型制氫方法等。制氫成本從低到高為：煤氣化<天然氣<甲醇<水電解。電解水制氫目前仍是最昂貴的一種途徑，但也是最符合當(dāng)今綠色能源發(fā)展主題的一種，因此也被稱為“綠氫”。

圖片來源：海通國際

目前國內(nèi)國際是的氫氣主要是通過什么方式制取的呢？國際上目前制氫的首選還是天然氣制氫，占到全球的48%。為什么？成本，成本，還是成本。而反觀國內(nèi)，我國的能源結(jié)構(gòu)是“多煤少油缺氣”，據(jù)報道，我國煤儲量1.6萬億噸，人均擁有煤量超過1000噸。所以國內(nèi)煤制氫的占比高達(dá)64%，其次為工業(yè)副產(chǎn)品制氫（21%），電解水作為最綠色的一種制氫方式，目前占比僅為1%。

圖片來源：中國銀河證券

然而，不管是煤制氫還是工業(yè)副產(chǎn)品制氫的過程，都會產(chǎn)生二氧化碳，與我國的“雙碳“目標(biāo)可謂背道而馳。電解水制氫，作為一種綠色環(huán)保、純度高的方式，是”全村的希望”。受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束， 2020-2030年間“綠氫”比例將從3%上升15%。

而電解水制氫的原理想必不用多介紹，水分子在直流電的作用下被解離生成氧氣和氫氣，根據(jù)電解槽隔膜材料的不同，通常將水電解制氫分為堿性水電解（AE）、 質(zhì)子交換膜 （PEM）水電解以及高溫固體氧化物水電解（SOEC）。其中，堿性電解水技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模化產(chǎn)氫， 技術(shù)成熟，國內(nèi)主要廠商包括中船重工 718 所、考克利爾競立等，國外主要廠商包括 NEL（挪威）、 Mcphy（法國）、IHT（瑞士）等；質(zhì)子交換膜水電解處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期；高溫固體氧化物水電解還處在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段。

二.為什么是光伏？

其實(shí)，真正制約電解水制氫經(jīng)濟(jì)性的因素，是電費(fèi)！

我們將電解水制氫的成本拆解，你將更能窺見什么是目前制約該技術(shù)規(guī)模發(fā)展的因素。

85%的成本來源于電費(fèi)；

7.8%來源于固定成本；

4.1%來源于設(shè)備維護(hù)；

2.8%來源于水費(fèi)。

電費(fèi)是影響電解水制氫的最敏感的因素。用敏感性分析稍微估算可知，當(dāng)電價低于0.2元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當(dāng)。

圖片來源：財(cái)經(jīng)雜志

那么，在現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電技術(shù)中，哪一種能和電解水制氫形成的互補(bǔ)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系呢？答案是——光伏制氫。

一方面，隨著光伏產(chǎn)業(yè)近些年的發(fā)展，規(guī)模經(jīng)濟(jì)極為明顯，目前全國大部分地區(qū)的光伏度電成本在0.3-0.4元，青海等優(yōu)質(zhì)資源地區(qū)已降至 0.2 元。

另一方面，光伏制氫也能夠在一定程度上解決光伏長期存在的“棄光率”（光伏電站所發(fā)的電量沒有被電網(wǎng)或居民完全消納，可簡單理解為傳統(tǒng)行業(yè)的產(chǎn)能過剩）高的問題。光伏的潮汐性非常明顯，這讓光伏發(fā)電并網(wǎng)存在一定困難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全國平均棄光率約為2%，但在電量消納困難的西北地區(qū)棄光率仍有4.8%左右。國家鼓勵在棄光率高的地區(qū)增加配套儲能設(shè)施，或就地消納。光伏+氫儲能能夠解決調(diào)峰、消納等問題，大幅提高光伏發(fā)電的質(zhì)量。

光伏制氫，就在這種背景下“火”了起來。

4月光伏巨頭隆基股份（601012）成立分公司，創(chuàng)始人親自帶隊(duì)進(jìn)軍光伏制氫領(lǐng)域，市場情緒被點(diǎn)燃，時間過了半年，除了隆基股份，也有不少光伏玩家準(zhǔn)備或已經(jīng)入局這條“藍(lán)?！辟惖馈?/p>

表格來源：公司招股說明書或年報

本質(zhì)上看，氫能起到了一個大號充電寶的角色。光伏玩家們紛紛布局制氫產(chǎn)業(yè)鏈，在拓展光伏發(fā)展?jié)撃艿耐瑫r，也間接解決了國內(nèi)能源地域分布不均的問題，例如在中西部地區(qū)架設(shè)電網(wǎng)的難度大、成本高，想要很好地解決能源消納問題，以氫能為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)能源的儲存和轉(zhuǎn)移，也是值得探索的方案。

三.小結(jié)

氫能，作為一種理想的清潔能源，對我國能源的轉(zhuǎn)型有著深遠(yuǎn)的意義，國家近些年頻繁出臺的政策，對氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的支持力度可見一斑。但是我們也要清楚地認(rèn)識到，氫能在未來商業(yè)化和規(guī)?；牡缆飞希灿兄T多需要關(guān)注的風(fēng)險。

1.制氫方面，受成本制約，我國制氫的方式還是以煤制氫為主，這種制氫方式并不是完全綠色的，在碳捕集技術(shù)還沒有商業(yè)應(yīng)用的背景下，這種方式有先天不足。目前電解水制氫的成本是煤制氫的2-4倍，當(dāng)光伏發(fā)電成本進(jìn)一步下降，電解水制氫或許會受到更多資本的青睞，光伏巨頭隆基股份、陽光電源的紛紛入局就能證明；

2.氫氣制取后，運(yùn)輸和儲存是仍面臨挑戰(zhàn)。電力能通過特高壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，損耗也低。然而，氫氣在常溫下能量密度低，且具備穿透金屬材料的能力。高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)雖然是目前最廣發(fā)且成熟的技術(shù)，但儲量少、存在泄露等安全隱患，制約了氫能源的推廣與使用；

3.下游應(yīng)用方面，氫燃料電池商用車是氫氣應(yīng)用的重要領(lǐng)域。但目前氫燃料電池車的成本是鋰電池車的兩倍以上，且氫燃料電池的重要組件（如膜電極、雙極板）的核心技術(shù)仍掌握在國外少數(shù)企業(yè)的手中，相關(guān)的配套設(shè)施（如加氫站）也不完善，商業(yè)化早期更多還需政策扶持。

所以，光伏和制氫，能否相互成就，產(chǎn)生1+1>2的效果，產(chǎn)業(yè)風(fēng)口能否實(shí)現(xiàn)靴子落地，達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，還需要時間來檢驗(yàn)。

注：本文不構(gòu)成任何投資建議。股市有風(fēng)險，入市需謹(jǐn)慎。沒有買賣就沒有傷害。