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60年代，化學家亨利·卡文迪許發現氫元素，氫氣和氧氣燃燒生成水，化學家拉瓦錫根據這一性質將該元素命名為 “hydrogenium”（“生成水的物質”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。

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

對于氫能產業的支持政策近些年密集出臺，涉及氫能的制備、儲運、加注、氫燃料電池等多個產業鏈環節，讓氫能產業插上了快速騰飛的翅膀。也正式將氫能列入重點發展的方向之一: “在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業”。至此，全國各地近些年也掀起了一波氫能的發展熱潮。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，增長潛力非常可觀，預計到2050年，氫能全產業鏈年產值有望達到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和等離子態存在。根據氫氣的原料不同，主要分為五種技術路線：氯堿工業副產氫、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，但也是最符合當今綠色能源發展主題的一種，因此也被稱為“綠氫”。

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目前國內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，我國的能源結構是“多煤少油缺氣”，據報道，我國煤儲量1.6萬億噸，人均擁有煤量超過1000噸。所以國內煤制氫的占比高達64%，其次為工業副產品制氫（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副產品制氫的過程，都會產生二氧化碳，與我國的“雙碳“目標可謂背道而馳。電解水制氫，作為一種綠色環保、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，堿性電解水技術已經實現工業規模化產氫， 技術成熟，國內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；質子交換膜水電解處于產業化發展初期；高溫固體氧化物水電解還處在實驗室開發階段。

二.為什么是光伏？

其實，真正制約電解水制氫經濟性的因素，是電費！

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規模發展的因素。

85%的成本來源于電費；

7.8%來源于固定成本；

4.1%來源于設備維護；

2.8%來源于水費。

電費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，當電價低于0.2元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。

圖片來源：財經雜志

那么，在現有的可再生能源發電技術中，哪一種能和電解水制氫形成的互補產業鏈關系呢？答案是——光伏制氫。

一方面，隨著光伏產業近些年的發展，規模經濟極為明顯，目前全國大部分地區的光伏度電成本在0.3-0.4元，青海等優質資源地區已降至 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”（光伏電站所發的電量沒有被電網或居民完全消納，可簡單理解為傳統行業的產能過剩）高的問題。光伏的潮汐性非常明顯，這讓光伏發電并網存在一定困難。據統計，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棄光率仍有4.8%左右。國家鼓勵在棄光率高的地區增加配套儲能設施，或就地消納。光伏+氫儲能能夠解決調峰、消納等問題，大幅提高光伏發電的質量。

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，創始人親自帶隊進軍光伏制氫領域，市場情緒被點燃，時間過了半年，除了隆基股份，也有不少光伏玩家準備或已經入局這條“藍海”賽道。

表格來源：公司招股說明書或年報

本質上看，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業鏈，在拓展光伏發展潛能的同時，也間接解決了國內能源地域分布不均的問題，例如在中西部地區架設電網的難度大、成本高，想要很好地解決能源消納問題，以氫能為介質實現能源的儲存和轉移，也是值得探索的方案。

三.小結

氫能，作為一種理想的清潔能源，對我國能源的轉型有著深遠的意義，國家近些年頻繁出臺的政策，對氫能相關產業的支持力度可見一斑。但是我們也要清楚地認識到，氫能在未來商業化和規模化的道路上，也有諸多需要關注的風險。

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，在碳捕集技術還沒有商業應用的背景下，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，當光伏發電成本進一步下降，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，運輸和儲存是仍面臨挑戰。電力能通過特高壓進行遠距離傳輸，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。高壓氣態儲氫技術雖然是目前最廣發且成熟的技術，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.下游應用方面，氫燃料電池商用車是氫氣應用的重要領域。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）的核心技術仍掌握在國外少數企業的手中，相關的配套設施（如加氫站）也不完善，商業化早期更多還需政策扶持。

所以，光伏和制氫，能否相互成就，產生1+1>2的效果，產業風口能否實現靴子落地，達到規模經濟，還需要時間來檢驗。

注：本文不構成任何投資建議。股市有風險，入市需謹慎。沒有買賣就沒有傷害。