我国氢能未来发展的十大看点

即便不是终极能源，作为特定行业的脱碳路径，氢能依然重要。

氢能作为二次能源，具有来源多样、终端零排、用途广泛等显著优势，被列为国家重点发展的战略新兴产业。近年来，随着氢能战略性定位和产业政策的日趋明确，氢能发展在“十四五”期间迈上“快车道”。不少地方政府和企业纷纷把氢能作为重点产业予以扶持和打造，呈现出“多路径制氢、多场景应用、多领域协同”和“全产业链布局、全价值链覆盖、全供应链参与”的“三多三全”发展格局，成为竞相追逐的未来产业。首部《能源法》首次将其与石油、煤炭、天然气等传统能源并列管理，从法律上确立了氢的能源地位，扫清了氢能发展面临的属性障碍，意味着氢能发展之路将更加顺畅，有望从更高层次获得扶持发展，在更广泛应用场景得到推广，在能源体系中的重要性更加凸显。展望未来，随着氢储能技术的不断突破和应用范围的不断拓展，氢能将在我国能源绿色低碳转型和新型电力系统构建中发挥更大的作用和担当更重要的使命。对此，笔者特提出我国氢能未来发展的十大看点，旨在对其成长前景予以深度剖析和预测展望。

我国氢能“十五五”会迎来破局吗

国家能源局近日发出通知，明确提出组织开展能源领域氢能试点工作，将试点类型分为项目试点和区域试点，重点围绕氢能制取、储运、应用以及共性支撑4大核心领域的11个具体方向而展开，并提出相关具体要求。这表明我国氢能发展经过“十四五”的夯基垒台，正从试点探索逐步向示范应用迈进，预期“十五五”时期我国氢能有可能积厚成势，进入有序破局的新阶段。

“十四五”是我国氢能发展的重要时期。2022年初，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》。自此我国氢能拉开起飞序幕，不少地方政府加大氢能产业布局，一些央资国企及头部民企纷纷把氢能作为第二产业增长曲线加以打造。氢能制取、储运、应用全链条关键技术和重要设备研发接连取得突破，技术标准体系不断健全，重大科研成果转化、工程化示范应用日益普遍。截至2024年底，全国累计规划建设可再生能源电解水制氢项目超600个，已建成项目超90个，年产能约12.5万吨，占全球的51%，在国际上话语权日益扩大。

总体来看，虽然当前我国氢能仍面临着成本高企、基础设施薄弱、商业模式尚未闭环等问题，处于“叫好难叫座”的尴尬境地，但在政府利好政策不断的加持下，“十五五”时期我国氢能有望迎来发展拐点，呈现出市场竞争加剧、技术创新加速、应用场景加大、商业模式加快的“四加格局”，在绿氢制备成本持续下降、储运“瓶颈”逐渐克服、应用场景日趋丰富的态势下，氢能“制、储、运、加、用”全产业链成本有望出现明显下降，迈上“技术突破—示范验证—生态构建”产业发展路径，行业破局也许指日可待。

绿氢会成为能源版图下一个“新风口”吗

人类对绿氢研究始于20世纪50年代。目前，世界上已有上100个国家和地区投入到该领域研发。美日欧走在前面。2006年，我国开始着手氢燃料电池等前沿技术研发，2019年氢能被写进政府工作报告，2021年氢产业首次写入“五年规划”，给绿氢发展注入了“强心剂”。不少省份加大绿氢产业布局，有些地方政府甚至发布了专项规划，在国务院国资委监管的100家中央企业中，涉及绿氢相关业务的央企几乎占一半，纷纷抢占这个新赛道。

目前，绿氢产业可谓“一半是海水，一半是火焰”。其热闹的背后依然难掩困境与压力。一方面因氢燃烧后只有水，零排放、无污染，而且能量密度很高，几乎是石油的3倍，被视为21世纪终极能源解决方案，是代替风光等不稳定新能源的不二选择。另一方面有不少专家认为绿氢不具备大规模推广应用的条件。它是通过电解水后产生的，然后通过燃烧又生成水，有违基本的能源守恒定律，好比是“半夜里梳头”，不仅生产效率无法与化石燃料制氢媲美，且“产运储用”的全过程成本十分高昂，市场狂欢难掩落地困境，商业化之路举步维艰。

笔者个人认为，高成本和安全性是制约绿氢发展的最主要因素。绿氢能否成为下一个风口？首要是把成本降下来、安全提上去，这样才能让其能尽快进入“寻常百姓家”。因为任何一个产业的技术再先进、前景再广阔，但要想长久维持下去，不能单纯依靠政府补贴而“活”，否则就会陷入“曲高和寡”的尴尬境地。这需要加大技术攻关，尽可能降低绿氢制储运加注各个环节的成本费用，确保同其他能源相比有明显的性价比优势。总之，只有成本承受得起、安全上有保障，才能在市场上真正玩得“转”、行得“开”，绿氢大规模发展和应用之路将愈走愈宽广，下一个超10万亿元产业规模的“风口”就会迎面而来。

储运是制约氢能发展的最大“肠梗阻”吗

氢的来源和用途日益明确，在制氢和应用两端成本下降路径日益清晰，但“输运难”至今无解。这是因为氢作为元素周期表中最轻的元素，不仅密度小，仅为空气质量的1/14；而且液化临界温度极低（达-253℃），在常温常压下以气态形式存在，且易产生氢脆现象，增大了氢输储难度，阻碍规模化应用范围。好比天然气一样，虽然地球上的储量与石油相当，但其大规模应用则来得更迟，直到20世纪60年代天然气管道进入规模化建设和液化天然气商业化后，才使得天然气应用迈入了快速发展轨道。

由此可见，氢储运作为连接生产和消费的不可或缺环节，其技术性和经济性直接决定了产业发展的未来走向。现行的氢储运方式大体有三种，即管道输氢、高压管束储氢和液氢槽罐运氢。其中，管道输氢是最具经济性的选择，但建设成本高昂且周期长。槽罐运氢虽然灵活性较高，但单次运输量有限且效率十分低下。据初步测算，整个输运环节成本竟占据终端用氢总成本的30%～40%。这犹如达摩克利斯之剑，高悬在氢能产业化的头顶之上，暴露出这个被寄予厚望的清洁能源产业面临的最大“困境”。

由此可见，破解氢储运“难题”、推行更安全高效的新型储运方式是确保氢能商业化发展的基本前提。国家首次明确将管道运氢列为大规模、长距离、跨区域输送氢的首要方式，我国首条“西氢东送”输氢管道示范工程已开工建设。未来随着氢储运技术不断突破、核心设备国产化加快替代、标准化体系全面建立，若真能像天然气那样彻底解决了管道输氢和液化运氢的难关，那么氢储运这个“咽喉”就会呼吸顺畅，套在氢能发展头顶上的“阿喀琉斯之踵”也就迎刃而解了。

氢应用将呈现多面开花“新场景”吗

作为二次能源，氢能示范应用场景越来越丰富，从能源、交通到氢冶金、化工、建筑等领域，都能见到其“身影”。在能源领域，氢是实现长时储能的重要载体；在化工领域，氢是合成氨、合成甲醇、石油精炼和煤化工行业中的重要原料；在冶金领域，从“炭冶金”走向“氢冶金”、实现绿色冶炼的关键；在交通领域，一些城市纷纷开通氢能公交示范线路；在建筑领域，“氢能进万家”在个别地方示范运行，呈现出多点开花的发展态势。

实际上，上述事例只是些“小荷才露尖尖角”，未来氢能将广泛应用于交通、电力、化工、冶金、建筑建材、航空航天、制药、电子、食品等各行各业，实际应用场景更加丰富多彩并持续不断扩展，产业规模更加可期，发展空间十分广阔，助推净零目标实现，就像十年前电动汽车经过大浪淘沙、经历蜕变，从“小白杨”一下子长成了“参天大树”。预计到2030年，我国氢燃料电池汽车保有量超百万辆，其中重卡渗透率超35%；绿氢炼钢与合成氨将形成千万吨级需求，替代15%的工业化石能源消耗。

总之，氢能要大规模发展，需要通过“应用终端”来拉动，搭建可行的商业模式，否则就是“空中楼阁”，看上去很美，落不了地是白搭。未来氢能应用场景将聚焦在绿色电力（包含储能）、交通运输（包括重卡和公共交通）、绿色化工（含化工以外的钢铁等行业）三大核心领域，以示范项目为契机推动体制机制创新，打通可再生能源—氢能—多元多维应用链条，形成以点带面、以示范促研发、以应用带产业的发展新格局，打造“运营模式成熟、创新成果丰富、资金保障充足、示范效果明显、生态效应显著”的商业生态圈，为更加多元的应用场景装上加速器。

氢燃料车与电动车将迎来并行发展轨迹吗

尽管电动车目前看似有不可阻挡发展之势，但氢能车的研发实际上要先于电动车的。早在20世纪60~70年代，美日韩等发达国家将大型燃料电池的开发作为重点研究项目。我国也在20世纪80年代开始相关研究。而我国电动汽车研发始于20世纪末至本世纪初，明显要晚于氢能源电池，并在“十五”期间确立了纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车三大主攻方向，步入稳步发展轨道。后来随着电机电控技术的突破和锂储能电池技术的成熟，我国电动车出现井喷式突破，实现了对燃油车的“逆袭”，开始走出国门、走向世界，成为全球最大的电动汽车生产国和出口国。

同纯电动车相比，氢燃料电池车有其显著优点。一是氢燃料电池车的唯一排放物是水，真正做到了零污染、零排放。二是能量转换效率可达50%以上，远高于燃油发动机的30%左右，也高于纯电动汽车的能量转换效率（大体在30%～40%）。三是续航里程远。加一次氢可行驶800公里以上，与燃油汽车大体相当，远高于电动汽车的行驶距离。四是补充燃料快捷，加氢时间仅需3～5分钟，与加油时间相近，解决了电动汽车充电时间长的痛点。另外，电动车由于是通过充电的方式驱动车子运行的，而目前电能主体来源还依赖于传统煤电，其清洁属性仍备受争议。

短期内来看，随着充电桩等基础设施日趋普及，电动车依旧是国内的主流方向。这一点本是无可争议的。但氢燃料电池车能否追赶上电动车的发展脚步，除安全这个重要因素外，使用成本过高仍然是制约氢燃料电池汽车商业化的最大障碍。目前，燃料电池系统在氢能车购置成本中占比超过60%。电堆成本在系统中占比同样超过60%，这两者如果不能降到市场能够承受的范围内，氢燃料电池车要想完全取代纯电车，还有很长的路要走。

海水制氢会出现弯道超车吗

目前，我国新能源制氢基本上处在“三北”地区。这些地区虽然拥有丰富且廉价的可再生电力资源，但存在两大明显不足：不但水资源比较稀缺，而且远离用氢负荷区。而海水制氢与之相比却有难以比拟的先天优势：一是海洋面积占地球表面积近70%，取之不尽、用之不竭；二是沿海地区是我国经济发达地区，制出的氢可以实现就近消纳、就地使用，节约大量储运成本。

目前，国际上海水制氢大致有两大技术路径。一种是先将海水淡化后再进行电解法生产氢气；另一种是直接用海水进行电解法生产氢气。这两种方法各有优劣。第一种方法虽电解效率较高，但耗能多、成本难以控制；第二种方法虽能大幅降低成本，但因海水中含有杂质和盐分等物质会直接影响电解效率和设备寿命。我国氢领域专家谢和平教授团队与东方电气集团联合设计研制了1.2Nm³/h海上可再生能源海水无淡化原位直接电解制氢漂浮平台并实现了突破，样机运行超过240小时，氢气纯度达到99.99%，成功破解了该领域长期存在的难题。

总体来看，虽然在海水直接制氢技术上取得重大技术突破，但目前仍处于实验示范阶段，要想实现规模化发展仍有诸多技术难题有待攻克，包括如何在复杂多变的海水环境中提高电极材料和催化剂的稳定性和寿命，如何在发电功率变化时维持制氢系统的稳定运行等。另外，同陆上电解水制氢相比，海水直接制氢的总体成本明显要高一截，也在一定程度上限制了其大规模商业化应用的前景。未来，随着海水直接制氢技术的不断成熟，综合制氢成本显著下降，海水制氢将越来越具备较强的市场竞争力，有望迎来大规模商业化应用的契机，实现弯道超车并非遥不可及。‌

安全是制约氢能的最大“命门”吗

安全是关乎产业发展的命脉。作为世界上最轻物质和易燃易爆气体，氢气本身无色、无味、密度小、扩散快，加上燃爆极限宽、最小点火度能低、火焰传播速度快、爆炸强度大，具有易燃、易爆、易扩散、易氢脆等显著特点，使得氢能在生产和应用过程中防不胜防，存在较高安全隐患和较大使用风险，稍有不慎就会带来致命灾难。有专家建言，在氢能产业链大规模崛起之前，首先要系好“安全带”，必须先解决产业链各环节的安全问题。

为此，国家在《氢能产业中长期发展规划（2021—2035）》中明确提出，要推动氢能产业关键核心技术和安全技术协同发展，加强氢气泄漏检测报警及氢能相关特种设备的检验、检测等先进技术研发，有效提升事故预防能力。按照业内专家说法，氢安全事故多发生于管阀、氢气纯化装置、储氢设备，以及燃料电池汽车和加氢设备以及通风装置等方面。实际上，一辆氢燃料汽车和一座加氢站好比一个定时炸弹，在当前城市化日益提高的情况下，若此风险不除则会导致人人自危，产业发展也就痴人说梦。

我国已开始着手建立健全氢能制、储、输、用全产业链标准体系，涵盖基础与安全、氢制备、氢储存和输运、氢加注、氢能应用五个子体系，安全被放在首要位置，且贯穿各子体系的标准之中。在氢能产业链大规模普及应用之前，必须把氢产业链各环节的安全问题作为重中之重，尽早形成系统完整的标准体系。这是实现氢能高质量发展的先决条件。一言以蔽之，只有做到氢气真正移除危化品之列，氢安全级别从“不伤人”升档至“无风险”，氢能才能走进千家万户，氢能发展的春天才会真正到来。

碱性电解槽和质子交换膜

两种制氢技术谁将争锋

氢气获取目前大概有三种路线。以煤油气为代表的化石能源制氢（灰氢），以焦炉煤气、丙烷脱氢等为代表的工业副产物制氢（蓝氢）；以电解水为代表的可再生能源制氢（绿氢）。其中，绿氢技术主要包括碱性电解槽、质子交换膜、固体聚合物阴离子交换膜和高温固体氧化物四种方式。国内目前应用较多的技术是碱性电解槽，处于示范应用的技术是质子交换膜。这两种是当今制绿氢的主流方式，而其他两种方式仍处于研发示范阶段。

碱性电解槽作为我国市场上主流电解制氢方式，具有槽体结构简单、安全可靠、运行寿命长、操作简便、售价低廉等优点，但缺点也很突出。其主要包括电解效率低，对环境危害大，氢气需脱除水和碱，难以快速启动和变载，与可再生能源发电的适配性较差等，一般适用于需要大规模制氢的领域。而质子交换膜能有效克服碱性电解槽的不足，具有反应无污染、氢气无须分离碱液、转化效率高、能耗低、槽体结构紧凑、运行灵活、更好适应可再生能源波动性等优势。其不足之处在于关键组件成本较高，是同规模碱性电解槽的3~5倍，在分布式制氢场景具有独特优势。

由此可见，碱性电解槽和质子交换膜各有其优劣，在能源产业和工业领域均有广阔的应用前景，未来成长空间主要取决于各自具体应用需求、技术发展态势并由此带来的生产效率的提升与成本下降的空间。随着关键材料和核心部件制备、系统集成等技术上投入不断加大，绿氢制备技术将朝着延长运行寿命、提升单体功率、降低安全风险和成本等方向上迈进。现在的短板也许就是未来巨大的增长极，谁能在成本、寿命、功率、技术上率先取得革命性突破，谁就能在市场竞争中占得先机、赢得主动权。

氢能产业布局会出现未“兴”先剩吗

曾几何时，氢能源被视为“21世纪终极能源”，引起世界大国争相布局、加大投入。而在我国，氢能这几年一直很“火爆”，不少企业蜂拥而至，纷纷拼命往这个赛道上“挤”，以求能抢占到“先机”、分得“一杯羹”，导致氢能各环节的投入与产能大幅增长，包括绿氢制取、碱性电解槽、氢燃料电池等在内的氢能全产业链不同程度存在着产能利用率不足问题，让这个被寄予厚望的领域刚开始起步即显现出产能过剩的窘况。

产能过剩一直是中国式发展的“烦恼”。由于缺少氢能产业链上、中、下游的统筹规划和顶层设计，地方和企业在氢能发展规划和产业布局的雷同性较高，甚至出现“内卷式”竞争苗头。截至2024年底，在上游制造端，国内已有超过200家电解槽相关企业，电解槽制造能力占到全球的60%；在生产端，国内规划电解水制氢项目超600个，产能近1000万吨，实际开工率不到25%，真正产能落地仅10万余吨，还有我国在煤、天然气和工业副产氢产能均存在明显过剩；在应用端，燃料电池汽车与加氢站等基础设施配套建设不匹配，出现大量资产闲置情况。

因此，防范氢能产业过剩、推动产业持续健康发展，需要未雨绸缪、从长计议。首先，要按照全国“一盘棋”发展思路，借助国家出手整治“内卷”的东风，加强氢能产业统筹布局，合理把握产业发展节奏，有序探索氢能产业发展和项目落地新范式，坚决遏制住地方和企业无序扩张的冲动。其次，根据氢能安全性要求设定相应市场准入门槛，坚决杜绝低水平重复建设，切实避免“一窝蜂”式“氢能热”。再者，要引导各类资源向氢能关键链条汇聚，发挥好“链主”龙头作用，注重头部企业间战略协同，促进氢能产业链上下游整体配套协同。

氢能会成为出海“新三样”外的第四样吗

近些年来，我国的“新能源汽车、锂电池、光伏产品”逐渐代替服装、家电和家具等传统商品，俨然成为海外市场的“新宠”，被誉为中国外贸出口的“新三样”。而作为氢能后起之秀的中国，这几年在氢能领域获得突破性发展，在一些领域甚至有赶超西方发达国家之势，如同当年的光伏、锂电一样，正处于技术突破、成本下降、应用拓展的关键时期，引领着氢能行业商业化、国际化潮流，在国际市场上占有率不断突破，走出了又一条独具特色的“新四样”发展道路。

氢能要想打造成为“第四样”，关键在于要强化两大创新。一方面要重视技术创新，重点做好电堆、膜电极、双极板等关键零部件和质子交换膜、催化剂、碳纸核心材料以及燃料电池系统等重要设备、元器件、关键材料自主研发，加大高压气态、低温液态核心技术攻关，加快推动国产替代水平，彻底摆脱“卡脖子”难题。另一方面要做好商业模式创新，结合项目所在国的具体情况，因国而异、分地别类主动尝试“绿电+绿氢”一体化融合发展的新范式，探索不同领域和不同国家的应用新场景，打造互利共赢的利益共同体，为氢能海外规模化推广应用提供更加宝贵的经验与借鉴。

概言之，尽管世界贸易体系正在发生深刻变革，但在全球能源转型的大背景下，包括电解槽在内的氢能产品在全球范围内爆发出了强劲需求。我国氢能的产业链相较于其他国家更加齐全，应用规模场景更加丰富多彩，不同类型的氢能应用正在从示范阶段迈入规模化阶段，具有全球最高的氢能产品的性价比，具备较雄厚的全球技术竞争力及日益完备的认证标准体系。综上所述，我国氢能产品在国际市场上的竞争力与日俱增，有望成为继锂电池、光伏、电动汽车之后第四个风靡全球的新能源出口产业。