目前，中國已經制定了“雙碳”目標，經濟轉型和能源轉型勢在必行，其中氫能發展成為熱點，備受各級政府、眾多企業和廣大公眾的關注。

中國氫能產業目前發展形勢如何呢?發展路徑中面臨的困境有哪些?對外經濟貿易大學國際經貿學院董秀成教授和前瞻經濟研究院徐文強院長對此做出了回答。董秀成指出，2021年我國氫氣產能產量超過3300萬噸，電解水制氫技術已經相對成熟，每年可以達到9億立方米的制氫能力，氫能全產業鏈規模以上工業企業已經超過了300家。已是妥妥的氫能大國。

徐文強認為，目前我國氫能產業發展面臨著能源效率轉化、基建、應用場景三大問題。氫能總體能量使用效率只有約40%，遠遠落后于純電路線，導致競爭力不強。就另外，應用的場景很多，“沒有氫就不行的”卻很少。徐文強認為，對氫能產業應該加大政策扶持力度。

現狀：名副其實的全球氫能大國

總體來看，我國氫能產業發展初具規模。目前，氫能除了在中國傳統化工、鋼鐵等工業領域應用外，已經開始能源、交通、建筑等其他領域穩步推進，并且不斷進行擴大應用試點應用。

中國是世界上最大的制氫國，年制氫產量約為3300萬噸，其中達到工業氫氣質量標準的約1200萬噸。董秀成教授認為，中國已經成為名副其實的全球氫能大國。

制氫能力與氫氣產能

根據中國煤炭工業協會數據，2012年，中國氫氣產量1600萬噸，整體呈現穩步增長趨勢。從 2018 年開始，中國氫氣年產量超過兩千萬噸，2020 年達到2500萬噸。2021年產量超過了3300萬噸。

目前，中國電解水制氫技術已經相對成熟，每年可以達到9億立方米的制氫能力，而且隨著成本逐漸區域下降，預計制氫能力還會繼續上升。

目前，在全球范圍內，制氫的主要途徑還是依靠傳統化石能源的化學重整，其中天然氣重整制氫的占比約為48%，而真正通過綠色途徑的電解水制氫的占比僅占4%。不過，個別國家制氫途徑與大多數國家存在差異，比如日本在電解水制氫方面發展較快，其鹽水電解水制氫的產能已經占其總產能的63%，因此受到全球矚目。

中國制氫則主要依賴煤氣化制氫及工業副產氫的方式，電解水制氫能力很有限，產量占比很小，僅僅占制氫總產量的1%，這與日本相比，差距甚大。

中國能源結構與整個世界相比，具有極其特殊的特點，那就是能源界一直公認的說法，也就是所謂的“富煤少氣”。對于化石能源產業來說，目前傳統化石能源公司已經擁有比較成熟的制氫、用氫、氣液儲運經驗和危化品儲運管理資質及完善的銷售系統，同時也具備一定的氫能消納能力，發展氫能產業具有比較好的基礎。

在氫能制備方面，可再生能源制氫項目在華北和西北等地積極推進，而電解水制氫的成本也出現穩中有降的態勢。在氫能市場上，中國在應用方面具有全球最大的潛在市場，如果綠氫技術一旦成熟以后，那么便可以在市場上進行大規模布局和利用，通過規模效應來盡快降低成本。

氫能汽車與加氫站

當前，氫燃料汽車產業發展仍然處于起步階段，客觀上需要政府政策支持，比如政府財政補貼和政府采購政策等。根據某機構預算，推廣1000輛氫燃料汽車需要高達30-40億元的資金投入，這需要政府有較為富裕的財力。

在交通領域，中國現階段氫能利用以商務客車和重型卡車為主，正在運營的以氫燃料電池為動力的車輛數量超過了6000輛，約占全球運營總量的12%，已成為全球最大的氫燃料電池商用車生產和應用市場。

當前，中國氫能車輛構成主要以非乘用車為主，比如氫能巴士和輕型/中型氫能卡車等，氫能乘用車基本上處于起步階段。

在氫能加注方面，據今年5月的數據，中國目前已經累計建成加氫站超過了250座，約占全球加氫站總數的40%，加氫站數量已經居于世界第一，其中廣東和上海占據數量優勢，走在全國氫能加注領域的前面。

在加氫技術領域，中國也不甘落后，目前35兆帕智能快速加氫機和70兆帕一體式移動加氫站技術已經獲得重大突破。

在氫能儲存和運輸領域，目前為了提高儲存運輸效率，使用較多的儲氫技術是高壓氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫等，而氫能運輸方式主要包括陸上運輸、海上運輸以及管道運輸等。

從加氫站數量來看，目前中國加氫站保有數量與國外相比沒有落后，但是國內加氫站基本上采用高壓氣態氫氣，由于受制于相關政策和技術問題的約束，中國尚未采用在技術上比較具有優勢的液氫加氫站，不過也已經開始起步。

市場預期

根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書2020》估算，2030年中國氫氣年需求量3715萬噸，在終端能源消費中占比約5%，其中可再生氫產量約500萬噸，部署電解槽裝機約80GW。預計到2050年，氫能在中國終端能源體系中的占比將達到10%，氫能產業產值將達到1萬億元，進而是氫能成為終端能源體系的消費主體。到2060年，中國氫氣年需求量將增加到約1.3億噸，在終端能源消費中占比達到約20%左右。

在氫能市場主體方面，中國發展也十分迅速，目前氫能全產業鏈規模以上工業企業已經超過了300家，這些企業主要集中分布在長三角、粵港澳大灣區和京津冀等經濟發達區域，而且企業數字還在繼續快速增加。

在氫能產業區域布局來看，發達地區與欠發達地區相比，發展勢頭更加迅速，目前長三角、粵港澳大灣區、環渤海三大區域氫能產業呈現了“集群化”的發展態勢，氫能相關產業處于同步協調發展階段。

唯有政策強力推進  擺脫卡脖子困境

目前遇到哪些困境?前瞻產業研究院院長徐文強對此做出了回答。他認為，氫能存在幾個難以回避的問題，這三個問題嚴重卡氫能產業的脖子，如果不能解決，中國氫能源發展將道阻且長。

效率問題

氫能的轉化形式多樣，較為成熟，可通過氫燃機直接轉化為機械能，氫燃燒轉化為熱能，氫燃料電池轉化為電能，是相對比較方便應用的一種能源。但是能做到這幾點的，并不止氫能。于是，氫能利用在發展中就面臨其他路線的競爭。尤其在和純電路線的競爭中，氫能幾乎是全方位落于下風。

首先是效率問題，氫的使用需要多層轉化，綜合效率低。以當前氫電競爭最直接、最熱門的領域——新能源汽車為例。純電動汽車的能源是從電到電，雖然在儲能過程中會經歷電能和化學能之間的轉化，但轉換形式簡單，能量損失小。綜合下來，鋰離子電池的能量效率可以達到80%以上，即便考慮電能從發電廠轉化為電池組輸出過程中的消耗，總體效率也能達到70%以上。

而氫能的使用，要經歷電到氫，氫再到電的復雜轉化，能量損失較大。燃料電池的使用，理論上發電效率可以達到85%-90%，但受制于現有的技術水平，目前的發電效率一般在40%-60%，通常按照50%效率計算，比起鋰離子電池已經落了下風。再算上制氫過程中消耗：如果采用傳統的蒸汽重組或者電解法制氫，能量損失超過30%，雖然最新的離子膜電解法可將能效提升至80%，但總體能量使用效率只有約40%，遠遠落后于純電路線。

如果再考慮到為了方便運輸而需對氫氣進行加壓或降溫液化處理，能量效率還要大幅下降。加壓是用790倍大氣壓把氫氣壓縮到高壓罐中，過程中的能量損耗約為13%;液化的話，將降溫至-253℃，氫氣會凝結，過程中的能量損耗極大，約為40%。

基建問題

目前國內氫能產業的基礎設施還相當落后。在中游運輸環節，想要大規模且廣泛地使用氫能，使用管道網絡是最合適的運輸方案。我國現有所有氫氣管道，加起來只有約400公里。

假使氫能成為主流能源，燃料電池汽車全面取代燃油車和電動車，中國一共需要多少加氫站?根據前瞻產業研究院的數據，截至2020年，中國境內加油站總量達11.9萬座。考慮到氫能源汽車在續航上和充能時間(續航1000公里，加氫需5-8分鐘)上，相較燃油車都沒有數量級上的質變，加氫站的需求也不會差很多，至少也是數以萬計。而目前我國加氫站已建和在建在一起還沒有達到四位數，離五位數還遠。

應用問題

氫能可以應用的場景很多，“沒有氫就不行的”卻很少。

在交通領域，乘用車已經被純電路線搶占了先機，唯獨在叉車、卡車等商用車領域應用比較受看好。但以商用車市場的體量，顯然難以說服各方為其單獨建設一套社會性的能源工程。

而在工業領域，除了傳統煉化環節的應用外，最被看好的是提供中低檔工業熱能的能力。然而，隨著工業熱泵技術的發展，這一前景也遭到挑戰。

由于不具備獨特的優勢和應用場景，前期高昂的投資缺少明確的回報前景，社會各方不免望而卻步，先觀望為妙。這樣一來，產業發展又會愈加遲緩。

政策必須出手

徐文強和前瞻網的建議是：在當前情況下，唯有靠外力，強行撕開突破口。在當前氫能產業發展階段，政府的力量不可或缺。政府應該充分發揮引導作用，推動技術創新應用，并在行業多個關鍵環節發力。

這也是為什么此前業內一直翹首期盼，希望能有重磅扶持政策出臺。

好的地方是，氫能終于有了國家級定位和目標，向行業釋放了積極信號。不足之處在于，相關描述依然略顯寬泛，發展重點還不明確，同時在目標制定上具體量化指標較少且稍顯保守。

徐文強建議，政府應為氫能產業發展提供更大力度的支持。在資金方面，部分發達國家提出數十億甚至百億美元規模的資金支持，而中國的氫能規劃中僅表示要發揮好中央預算內投資引導作用，希望未來提出明確的資金支持計劃。

此外，參考過去政策引導純電動汽車產業發展的經驗，各地政府可以效仿當時強制在公共交通領域推廣電動汽車的舉措，在氫能源的優勢領域加大推廣力度，建立健康、良性的商業模式。

除了政策助力以外，技術方面的突破，也有助于氫能產業獲得競爭優勢。

電解水技術的低效率和設備的高成本，也是制約氫能發展的主要原因之一。在主流的電解技術中，傳統堿性(ALK)電解技術存在效率低、產氫純度低、強堿腐蝕性、沉淀堵塞降低性能以及動態響應速率慢等諸多致命問題，質子交換膜(PEM)電解、陰離子交換膜(AEM)電解等技術是未來的主要方向。

PEM電解技術的主要障礙在于，由于要用到昂貴稀缺的鉑族金屬作為氧化物，成本居高不下。不過，對于減少相關金屬使用量或者尋找替代物的研究，業內已經在持續推進，未來可期。

在氫能儲運方面，除了潛液式液氫泵等在液氫運輸方面相當有前景的技術以外，徐文強院長認為，新興的固態儲氫技術以其的體積儲氫密度高、安全性更好的特性，也值得研究和關注。

其中，依托于我國豐富的鎂資源，國內團隊對于鎂基固態儲氫的研究取得了相當程度的突破，產業化也實現落地。

除此以外，其他各個環節的關鍵技術研究，也都在穩步推進當中。但這仍然需要國家政策的大力扶持。