氢能产业万亿赛道：降碳、降本是核心关键 | SAIF FMBA科学企业家 - SAIF金融MBA | SAIF | 高金

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2020年9月，中国提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”的目标，持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源。2024年两会期间，加快氢能产业发展首次被写入政府工作报告，氢能也成为了“新质生产力”的重要组成部分。

为了加速实现“双碳”目标，氢能再次成为了政策的发力重点和市场热词。发展氢能为什么至关重要？氢能和锂电分别对应什么样的应用场景？我们距离氢能车还有多远？在5月24日的科学企业家系列活动中，上海交通大学机械与动力工程学院教授、上海氢晨新能源科技有限公司董事长兼总经理易培云教授，对我国氢能产业的现状和未来进行了全局性的介绍。

本文整理自易培云教授在上海交通大学上海高级金融学院金融MBA举办的科学企业家活动中的主旨分享《双碳战略下氢能与燃料电池技术突破与产业化》。

易培云

上海交通大学机械与动力工程学院教授

上海氢晨新能源科技有限公司董事长兼总经理

“目前氢能的核心逻辑，是把广义的太阳能、风、光、潮汐等能源，通过电解水制氢转化为稳定的化学能并长周期储存，在电力系统需要时再次发电。”

01 氢能产业万亿赛道：降碳、降本是核心关键

中国的二氧化碳排放量一年约125亿吨，全世界总排放量约340亿吨，这意味着中国的碳排放量占全世界的近三分之一。为了实现双碳目标，40年内中国的碳排放量要比当前水平下降80%以上，采用新的低碳或无碳能源就成为了唯一的出路。

除了风能、光伏等非化石能源之外，氢能也是至关重要的一环。风电光伏发电间歇性、波动性大，发电出力不稳定。新型储能可以在电力需求低谷时储存多余的电能，在电力需求高峰时释放。目前氢能的核心逻辑，就是把广义的太阳能、风、光、潮汐这些能源，通过电解水制氢转化为稳定的化学能并长周期储存，在电力系统需要时再次发电。

与传统化石能源的三件套“煤、石油、天然气”对应，未来的氢能源的三件套是“氢、氨、醇”。地球上71%是水，由氢和氧组成。空气中78%都是氮气，氮加上氢就能组成氨（化学式NH3），可构成氨基能源。甲醇也是泛氢能源的一种，未来可用作航运燃料。采用氢能源替代化石能源，从而减少碳排放。

目前，中国的氢能技术主要有两个领域的市场应用，一是在中西部传统重工业所在地，如山西、内蒙、新疆、陕西等省，在传统化工、煤化工产业里制氢作为一种副产品。二是在风电、光伏、水电厂旁边建设化工厂，通过制氢把上不了网的电力储存起来。

氢的储能有4个特征：大容量、跨季节、长时间、可交易。锂电池的储能是成比例增加的，存储的电力增加一倍，需要的电池也会增加一倍，但氢储能不是这样，它不需要增加电池，只需要增加储氢罐，这就意味着储氢的规模越大，边际效益就越高。根据清华大学欧阳明高院士计算的模型，氢的储能成本只有锂电池的10%，这样存储下来的氢，可以跨季节、长时间使用。做成电池后，氢能的效率比传统发动机也高很多。目前柴油发动机的效率是48.3%，而我们目前做氢燃料电池的效率就已经达到了52.6%，未来可以做到55%以上。

每制取一公斤氢气，产生的二氧化碳在4.9千克以下即是绿氢；4.9至14.5千克之间是蓝氢，14.5千克以上则是灰氢，煤制氢就是灰氢，制氢过程本身就产生大量二氧化碳。氢的制取有三种技术路线，第一是以煤炭、石油、天然气重整制氢，这种方式产出的是灰氢；第二是焦炉煤气、氯碱、工业丙烷脱氢等领域的工业副产氢，这种方式产出的是蓝氢；第三是电解水制氢，这种方式产出的是绿氢。不过这些都是学术定义的概念，现阶段不管灰氢绿氢蓝氢，只要便宜就是好氢。

02 政策为氢能商用的发展解绑

2018年11月，当时政协座谈会就已经提出，建议有关部门借鉴欧美国家经验，将氢能作为能源而非危化品进行管理，并在制定新的发展规划过程中，尽快破除制约氢能和燃料电池汽车发展的标准检测障碍和市场准入壁垒；2022年3月，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。2022年4月，《能源法（草案）》公布，再次明确氢能的能源属性，可谓众望所归。

“化工危化品”意味着氢气的制取、加注、使用只能在化工园区，运输也严重受限，而变成“能源”之后，它就可以进入千家万户。国家层面在氢能上有了法律法规、建立了标准体系之后，行业的发展和推广就会更快。

氢气的运输成本很高。每一公斤氢气100公里的运输成本是10块钱。但在天然气管道里掺氢运输，能让氢的运输成本直接下降95%，可见国家基建和政策推动在氢能产业发展中的重要性。以前，中国是石油和天然气的进口国，但未来随着中国新能源产业的发展，中国有望成为氢氨醇的出口国，这样整个世界的能源格局就会改变。

在氢能汽车领域，中国在着力发展公交、大巴、重卡等商用车，而不是乘用车，其中目前发展的最好的是氢能重卡。一辆重卡的碳排放量大概等于250辆小轿车，使用清洁能源降排减碳也是当务之急。中国的重卡有800多万辆，运输线路基本固定，布设加氢站相对比较容易，另外，一般重卡都在郊区运行，不进市区，从安全性考虑也更加稳妥。2027年后，中国的加氢站预计超过1000座，加氢更方便之后，才更适宜发展氢能乘用车。

未来，西部大规模的风电、光伏厂投产以后，最好的方案是直接在旁边建造大规模化工厂（制氢工厂），把本地消化不掉的能源制成氢，输送到东部，这就是西氢东送。海洋上也将有大量应用场景，包括海上牧场、海上光伏、海上风电、海上化工厂等。海上生产出的电成本特别低，1毛钱一度就可以把氢液化成液氢。液氢可以运回中国大陆使用，也可以出口。

现在我们常说的“氨和醇”其实是氢能的过渡性产品。在未来，当液氢技术真正成熟后，氢能船舶和飞机也将大有可为。

QA 问：未来的能源利用中，电力和氢能会怎样发展？

宜电则电，宜氢则氢。短期内乘用车一定是用电更合适，更大规模的卡车、飞机、船舶在短期内也仍然要靠电。电的技术会进步，所以相当长一段时间内都会是电在引领。但氢从能源的角度看有不可替代性。

我们做过一个计算，锂电池大概还有10年的高速增长期。中国有2.5亿辆乘用车，但锂电乘用车发展到1亿辆时就会出现瓶颈，因为那时整个电网就负耗不了那么多充电需求了。充电是分布式的，能源利用率有上限，但氢是集中式的，和传统燃油车加油一样，把一个加油站改成加氢站，只需三个月时间、大概投资500万。当然前提是氢能车要先达到一定数量。

所以，推广新兴的氢能产业一定要国资先上，有了基础设施建设，产业才能发展起来。最终看的是谁能够真正达到商业本质，满足成本、可靠性、安全性的要求。

内容整理自易培云教授的主旨分享

《双碳战略下氢能与燃料电池技术突破与产业化》

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