氫能源產(chǎn)業(yè)鏈總述

氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的核心是燃料電池。與鋰電池不同，鋰電池是儲電裝置，而燃料電池是發(fā)電裝置，其用到的原料就是氫氣和氧氣。氫燃料電池有多種不同的技術(shù)，例如堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池等。其中質(zhì)子交換膜燃料電池，由于其工作溫度低、體積小、發(fā)電單元模塊化、可靠性高，應(yīng)用前景最為廣闊，適用于汽車等移動交通工具，是目前研發(fā)和制造的主要方向。

質(zhì)子交換膜燃料電池由電堆、空壓機(jī)、儲氫瓶、增濕器、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。其中電堆是核心，成本占到燃料電池的60%，電堆由雙極板、膜電極、密封層等組成。膜電極又是電堆的核心，包括催化劑、質(zhì)子交換膜、擴(kuò)散層等。

氫燃料電池的上游包括氫的制備、儲藏、運輸以及加注等，其中的關(guān)鍵是提升儲氫罐的儲存密度，今年政府工作報告提到的加氫基礎(chǔ)設(shè)施，就屬于這個范疇。

氫燃料電池的下游應(yīng)用包括交通、特種、太空、發(fā)電等領(lǐng)域，其中在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，即氫燃料電池汽車的發(fā)展前景最為廣闊。

氫能源優(yōu)勢明顯

氫燃料電池汽車是氫能源應(yīng)用前景最為廣闊的領(lǐng)域，我們就以它為例，說說氫能源的優(yōu)勢。

首先，氫是一種清潔能源，氫的燃燒只產(chǎn)生水沒有其他任何副產(chǎn)物，對環(huán)境沒有任何污染，也不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)。其次，我國每年生產(chǎn)大量的氫，完全可以支持我國氫能源的發(fā)展。我國現(xiàn)有工業(yè)制氫量已達(dá)2500萬噸/年，這些就能養(yǎng)活約1億輛燃料電池乘用車。在氯堿工業(yè)中，氯堿廠以食鹽水為原料生產(chǎn)燒堿和氯氣，每年會產(chǎn)生副產(chǎn)物氫約80萬噸，可以供約250萬輛氫燃料電池汽車使用，但是目前這些氫大部分被白白排放掉了。此外，我國還有大量的廢棄的水能、光能、風(fēng)能，利用這些廢能發(fā)電電解水制備氫氣的話，我國的氫產(chǎn)能還能更高，而且沒有額外的能源消耗。

在大家印象里，鋰電池新能源汽車正在如火如荼的發(fā)展，為什么還要發(fā)展氫燃料電池汽車呢？這是因為氫燃料電池汽車有以下幾個顯著優(yōu)勢：（1）熱值更高。氫的熱值3倍于汽油，100倍于鋰電池。5kg的氫氣可供汽車行駛500km。換句話說，對鋰電池汽車的“里程焦慮”在氫燃料電池汽車上將會比較妥善的解決。（2）加氫更方便快捷。加氫只需3-5分鐘，和加汽油差不多，鋰電池汽車充電即便快充也需要30分鐘以上。（3）更安全。萬一氫氣泄露燃燒，只會形成向上火炬，不向周圍擴(kuò)散。鋰電池燃燒會產(chǎn)生有毒氣體、有爆炸危險，電解液也有毒，泄露對人體有害、污染環(huán)境。

氫能源發(fā)展現(xiàn)狀和前景

說了這么多好話，為什么感覺氫能源的發(fā)展一直不溫不火呢？說起來簡單，成本高、技術(shù)不成熟，還難以大規(guī)模商用。不過事情都是兩面性的，一旦技術(shù)突破、實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，氫能源的未來前景十分廣闊，將是萬億級別的產(chǎn)業(yè)。

從全球看，歐美日走在前列，尤其是日本，不管在技術(shù)還是商業(yè)化上都遙遙領(lǐng)先。豐田在2015年就推出了Mirai燃料電池汽車，經(jīng)過升級目前續(xù)航里程達(dá)650km以上，售價約39萬人民幣，補(bǔ)貼后27萬人民幣，與純電動車的售價已經(jīng)相近，截至2018年已經(jīng)累計銷售了超過7500輛。歐美廠商也積極布局，紛紛與日本合作，形成了戴姆勒/福特/雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟、寶馬/豐田聯(lián)盟、通用/本田聯(lián)盟。目前來看，歐美日已經(jīng)攻克了氫燃料電池汽車的主要技術(shù)難關(guān)，關(guān)鍵在于繼續(xù)提升技術(shù)、降低成本，實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，包括降低氫燃料電池的成本、制氫的成本以及完善配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。

我國目前不在第一梯隊，整體技術(shù)水平相對落后，有一些關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克。例如電堆是燃料電池的核心，我國目前主要依賴進(jìn)口，主要從巴拉德和Hydrogenics兩家采購。但是大部分技術(shù)已經(jīng)掌握，包括儲氫瓶、催化劑、系統(tǒng)集成等。加氫站方面我國的建設(shè)水平與速度稍顯落后。2017年，日本有加氫站91座，美國有68座，德國有56座，我國僅有10座。

我國政府直面差距，所以才會在《政府工作報告》提出推動加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。”在《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》中指出了中國氫能的發(fā)展路線圖：到2020年，中國燃料電池車輛要達(dá)到10000輛、加氫站數(shù)量達(dá)到100座，行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到3000億元；到2030年，燃料電池車輛保有量要“撞線”200萬，加氫站數(shù)量達(dá)到1000座，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元。

在我國，具體發(fā)展路線上，預(yù)計前期政策扶持以商用車為作為切入點，這是因為商用車大多為政府集中采購，路線固定，加氣也更為集中，這些特點使得氫燃料電池商用車更方便統(tǒng)一運營和維護(hù)，也有利于集中建設(shè)配套加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施。解決方案上則是“電電混合”，即鋰電池+氫燃料電池混動方案。主要原因還是在當(dāng)前技術(shù)不成熟、沒有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的情況下，成本太高了。有券商研究所估計，一套30kw的燃料電池系統(tǒng)，售價在60萬人民幣左右，燃料電池系統(tǒng)還只是汽車的一部分。30kw的功率并不高，因此目前流行的方案是還要搭配鋰電共同為汽車提供動力。

相關(guān)投資機(jī)會

我國目前氫能源產(chǎn)業(yè)和2012年時的鋰電池行業(yè)極為相似，政策開始大力支持，技術(shù)上沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化條件，但是國內(nèi)企業(yè)加速布局，已經(jīng)處于商業(yè)化應(yīng)用的前夕。