氢能产业当下的困境

原文标题：《谈氢说爱，为时尚早》

最近，氢能热度有点高：一级市场在投，二级市场在做，一份接一份的政策文件，媒体的报道更是车载斗量。仿佛这种“最清洁的能源载体”很快就会广泛应用，颠覆整个能源产业。

现实当然不是如此。产业发展与舆论热度存在严重错位，当前想要在日常生活中接触到氢能的终端应用并不容易，与纸面上的喧嚣完全不匹配。

是不成熟的技术，还是其他外部因素桎梏了氢能产业，造成今天的局面？

全方位的不成熟

氢能产业自生而下大致可分为 4 个环节：制氢、储运、加注、应用。

作为一种能源载体，氢从基本的制备到储运再到终端应用，并没有哪一个环节真的具备了规模化的基础，全链路的技术成熟度均明显不足。现阶段的氢在工业生产中主要作为工业原材料，极少用来供能，与通常所说的“氢能产业”有所区别。

在制备环节，当前氢能有三种主要制取方式：化石能源重整制氢；工业副产氢；电解水制氢。

化石能源制氢的最大优势是成本低廉，现阶段全球 96% 的氢气由该方式生产 ^[2]。但使用化石燃料制氢，与“碳中和”的基本理念完全相悖。即使通过叠加碳捕捉技术实现低碳生产，也无非是碳帐上的会计游戏，且会导致成本飙升，削弱其经济优势。因此，这一制备方式的氢气，只能用作工业原材料用于金属冶炼、半导体提纯、制造化肥等，无法用于氢能源产业。

工业副产氢虽然污染不高且提高了原料利用率，但其成本不受控，产能与主产品完全绑定，从根本上无法支撑整个产业。

最符合碳中和目标以及供应需求的，实际上只有一条路线：利用可再生能源进行电解水制氢。但在当前，无论哪个细分技术路线，该方式成熟度都偏低，成本极高，缺乏基本的经济性。这意味着受限于当前生产能力的根本性不足，氢能产业链最上游尚无法支撑产业实现规模化、产业化。

氢的储运技术积累同样不足，且面临的技术困难要比生产环节更严峻。

氢是一种非常优秀的能源载体，但物理性质比较“糟糕”，导致储运难度极高。常温条件下，氢的能量密度差，临界温度低（-253℃，高于此温度无法液化），对容器的穿透能力强，易泄露，易扩散，具腐蚀性，偏偏极其易燃易爆（爆炸极限范围为 4.0%～75.6%），安全性差。时至今日，储氢仍是世界性难题，氢气的中长期储存与高效运输都缺乏有效解决方案。

氢的储存可分为两种模式：纯氢存储与载体存储 ^[3]。

纯氢存储模式中，最常见的是高压气态储氢。该技术路线成熟，成本相对更低，但储量小，安全性不强，难以规模化，无法支持大规模中长期储存；液氢技术路线虽然在安全性储氢密度上均有显著优势，但能耗高，成本高，虽然技术也有一定成熟度，但对民用领域来说，不够经济。

载体储存，是利用储氢介质在一定条件下与氢气反应生成稳定化合物，然后再通过改变条件释放氢气。该模式的分支技术路线多，差异大，共同点是技术成熟度都不高，均处早期阶段。

其中，受关注度很高的是甲醇储氢和氨气储氢。这两条路线不仅可以实现氢的高效储运，还因为甲醇、氨气都是一种能源载体，可直接加以利用，储运难度远小于氢，且作为能源的污染也很低，契合碳中和理念。具体情况可参看果壳硬科技此前的《顶风臭十里的氨能源，你会喜欢吗?》一文。

受限于储氢技术的不成熟，当前投入实际应用的运氢方式很少，主要有长管拖车、槽车运输以及管道运输三种。

国内的气态氢主要由长管拖车运输，成本低，也不依赖基础设施，但容量低，也不具备远距离运输能力。管道运输被认为是未来氢储运体系的最重要组成部分之一，兼具运输量大与运输距离远的特点，且适用于气态氢、液态氢或是液态储氢介质（如氨、甲醇）。这一模式高度依赖基础设施，初始投资巨大，也有一些技术问题尚未解决。

加注环节，指的主要就是加氢站。加氢站分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站两种，我国现有加氢站均为外供氢加氢站，即氢气储运至加氢站后在站内进行压缩、存储和加注。加注环节主要问题在于成本过高。以日供氢能力在 500kg 级别的加氢站为例，平均投资规模约为 1500 万，是传统加油站的 3 倍，且后续运营费用十分高昂 ^[4][5]。

在燃料电池保有量有限的大背景下，当前的加氢站利用率也比较有限，经济价值不高，吸引投资能力有限。在产业链整体发展水平不高的情况下，大力推广加注环节建设意义也不是很大。

在应用端，氢能主要以燃料电池的形态作为终端应用。

需要强调的是，氢储能也有对燃料电池的应用，且物理结构和基本组成与车载产品差异不大，但两者的运行工况差异很大，对性能的需求并不一样，车载电池的生产经验不能简单挪用到储能电池领域。

此外，由于我国氢能产业的起步时间较短，与国外先进水平存在一定差距，在行业本就技术成熟度不足的情况下还要落后一步。当前产业中的许多关键环节仍然高度依赖进口，如质子交换膜、固定氧化物以及储氢气瓶的内胆碳纤维等，国产化率仍然偏低，仅有少数国内公司有所涉足，且产品竞争力也往往不高。这也无疑成了掣肘国内氢能产业发展的因素之一。

总而言之，氢能产业当前并非是某一个环节的滞后限制了产业腾飞，而是全链路自上而下的产业化程度都不高，各环节都有不同的技术缺陷尚未解决，整体积累不足，商业化、规模化的阻碍多，明显还需要时间进一步发展。

技术之外的困境

影响氢能产业大规模商业化的也不仅仅只是技术上的不成熟。

在漫长的人类历史中，没有什么技术是在已经臻于完美的情况下才被投入使用。更多情况下，都是准备得差不多就上了 —— 热如锂电池，也还是存在充电时长、低温性能不稳定、自燃风险等一系列问题，但这并不影响其极为强劲的发展势头；而陪伴了整个人类工业化进程的内燃机，如果仅从热效率数字上看，甚至可以说非常“浪费”（平均水平远达不到 50%）。

氢能当前的技术当然不够成熟，可只是把氢能的所有困境归咎于这种不成熟，无疑过度简化了产业发展的复杂性，忽略了许多同样关键的外部因素。

竞争环境：非公平游戏

首先是竞争环境。氢能目前最为尴尬的一点，是作为对手的蓄电池技术路线，有些过于强大了。

氢能最理想的商业化路线，仍是尽快作为燃料电池，直接进入需求大、见效快、前景清晰的乘用车市场 —— 这也恰恰是当前行业绝大多数参与者正在做的。但问题是，锂电新能源车目前无论是在技术成熟度，供应链位置，还是消费者认知，都有明显的领先优势。

中汽协数据显示，2022 年 1~3 月，国内新能源汽车的产销分别达到 129.3 万辆和 125.7 万辆，市场占有率已经逼近 20%^[6]。同期的氢燃料电池汽车全行业销量也不过 738 辆，1/1700，而这已经是包括商用车数据，全球数据加总也只有 3939 辆，仍然很少 ^[7]。

在氢燃料电池被寄予厚望的商用载具路线，如重卡、客车等，氢燃料车的表现如何？同样非常一般。

统计数据显示，2022 年 1~5 月，新能源重卡共销售 7737 辆，其中仅 148 辆燃料电池车型，占比不过 1.91%，反倒是换电重卡以 3606 辆的销量占据近半江山 ^[8]。同期的氢能源客车销量也仅有 305 辆，更是不足纯电客车 10377 辆销量的零头，论占比甚至还不如重卡 ^[9]。可以说在自己理论上的强势领域，氢能也没有表现得非常好。

这根本不是一场势均力敌的较量。氢燃料电池在汽车行业，从未有过与纯电技术路线相近的竞争能力，所谓氢锂之争只是个噱头而已。

显而易见，当前的氢燃料汽车无论是受限于何种因素，竞争力不强，至少在现阶段，以及短期的两三年内，都无法形成对产业发展的有效助力。至于氢能货轮、氢能飞机此类较为模糊缥缈的远景，更是不能用来支撑产业的长期发展逻辑。

纯电路线已经有了非常成熟的企业，有完备的上下游，可量产的车型丰富足以覆盖不同类型消费者，这都是氢燃料电池远不能及的。当前的情况是，即使氢燃料电池在 2025 年取得阶段性成果，在关键技术上有所突破，参考锂电池的发展过程 ——“十三五”起步，“十四五”成熟 —— 这可能意味还至少需要 5 年时间，也就是在“十五五”阶段末期，氢燃料电池才能达到纯电路线当前的发展阶段。

更何况，届时市场是否还有足够空间供氢能汽车发展，如何说服消费者购买氢能车而不是新一代电动车，如何打入和纯电路线深度结合的供应链敲出产能，都是挑战。

毕竟，纯电车对燃油车的替代有“碳中和”目标驱动，有超越国外强大传统燃油车产业的战略需求，并非纯粹是一场两种燃料车型间的市场竞争，外部因素十分复杂。然而氢燃料电池和纯电的竞争并不具备这样环境，对后者的替代更谈不上是“刚需”，两者的较量只剩性能与性价比的正面对决，而氢能汽车显然没什么优势。

那么在“商业气息”不那么浓厚，属于基建领域的储能，氢能现阶段有何突出表现么？还是没有。

据 GGII 调研统计，2021 年国内氢储能装机量约为 1.5MW—— 这一数据相较于总量几乎可以忽略不计 ^[10]。要知道在 2021 年，氢储能所属的电化学储能装机功率 1844.6MW，其中 99.3% 是锂电池，就连已经濒临淘汰的铅蓄电池都有 2.2MW 的装机量，差距之大一眼可知 ^[11]。

虽说相较车载电池，氢储能与蓄电池储能不构成直接竞争，技术特征上的差异决定了两者适用的场景也不太一样，但纸面上的数据只能推动长期预期，无法在短期对产业形成任何实质性的回馈。在当前因风光等绿色能源迅速崛起的大背景下，电力系统对储能的需求急速膨胀，谁有能力承接需求并从中受益，也不难判断。

政策环境：支持，但不无条件支持

政策环境当然对产业发展也有关键影响。令人欣慰的是，尽管仍然困难重重，氢能产业当前的受重视程度相较于 2020 年前，有了翻天覆地的变化。

仅 2021 年，国家层面就有 30 余项氢能相关政策发布，各级地方政府有所涉及的政策更是多达数百项 ^[18]。尤其是《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》中，氢与类脑智能、量子信息等被并列为前沿科技和产业变革领域，指出“…… 组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业”^[12]。

随着“十四五”文件的逐一印发，氢能政策更是有烈火烹油之势。《“十四五”新型储能发展实施方案》《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”能源领域科技创新规划》，每一份政策文件都是行业的一剂肾上腺素。

6 月份由国家发展改革委、国家能源局等 9 部门联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》，将氢能单独列出，提出开展规模化可再生能源制氢示范，推进化工、煤矿、交通等重点领域绿氢替代的目标 ^[16]。

但要论最为重磅的，当属国家发展改革委、国家能源局专为氢能产业联合印发的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》。这份文件明确了氢是未来国家能源体系的组成部分，为产业提出了氢能产业发展基本原则以及未来 15 年的发展目标，也部署了推动氢能产业高质量发展的重要举措 ^[17]。

可以说，当前氢能产业进入了一个从未有过的政策周期。

但无论从业者，还是投资者，均不宜盲目乐观。政策关注并不必然意味着商业化承诺，国家层面的期望与企业的诉求也并不总是一致，扶持产业发展的补贴更不是任意索求的肥肉。

实际上如果我们仔细阅读这些政策性文件，会发现针对氢能产业的表述仍以“突破”“体系”“创新”“攻克”“探索”“试点示范”为主，与风力、光伏之类成熟的可再生能源产业有不小区别。

当前政策端更关注的，仍然是加快技术研发，形成有竞争力的技术储备，打破“卡脖子”风险，拉进与国外前沿的差距。对商业化的表述则是探索模式与寻找路径，并没有要加速产业落地的意思。考虑到当前的产业发展阶段，也十分正常。

当前的顶层设计显然更关注氢的能源属性，期望产业着重发力制氢、储运环节，但相应的回报率就不能做过多期待了。然而市场方面还是倾向于加码路径更为清晰的氢燃料车以及配套产业链，即使氢燃料车的经济性也并不明朗。这种注意力错配，以及背后所代表的的情绪过热，值得警惕。

另一方面，即使仅考虑车用动力电池作为应用场景，氢燃料电池与锂电池也有着很大区别。当前的氢能汽车推进以 5 个示范城市群为基础展开，且示范期间，是“以奖代补”的形式发放补贴，补贴对象也与锂电很不一样。

首先是补贴的侧重点从下游主机厂转向上游核心零部件及关键材料企业，补贴的直接获得对象也不是车企而是城市群本身，受益者除了主机厂，也涵盖相关的产业链内零部件及材料供应商 ^[18]。这意味着整个产业发展是高度规范化，高度受控的，车企想要重现 2017 年前电动车行业为了拿补贴大干快上，疯狂扩产的路线也很困难。当然，这种模式也能一定程度上避免资源浪费，遏制一度十分猖獗的骗补行为。

另一方面，现阶段补贴政策对乘用车关注度也非常有限。就以北京补贴标准为例，申报项目就职包含商用车，并不奖励乘用车；申报是以“示范应用联合体”为主体，由燃料电池汽车整车制造企业牵头，会同燃料电池系统企业、车辆运营企业、加氢站运营企业组成，这与纯电汽车直接补给车企，惠及消费者有所区别；另有一些细节也需多加关注，如针对燃料电池车的补贴需跑够里程，否则会追回补贴款项，作用范围仅限于示范城市群而非全国展开等等 ^[19]。

还有一个关键问题，氢能车的补贴力度高么？也一般。

当前的政策下，到 2025 年末示范期结束，单个燃料电池车示范城市群的补贴上限是 17 亿元，另有最高 10% 的额外奖励，总计 18.7 亿元，5 个城市群合计不足 100 亿 ^[20]。作为对比，2016 年一年，针对新能源车（主要是电动 / 混动车型）发放的补贴就高达 212.72 亿元，自 2009 年至 2020 年的 12 年间累计补贴更是达到 1478 亿元 ^[21]。与之相比，氢燃料车的补贴力度可谓相形见绌。

即使在这样的补贴力度下，纯电新能源车产业仍然经历了十分残酷的洗牌，在补贴退坡后大量水平不高的企业遭到出清，这才形成了我们如今看到的繁荣局面。

此外，虽然行业内的一些参与者可能野心勃勃，但从政策端的阶段性发展目标看，国家层面对氢能产业的发展前景持较为保守的态度。

《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》提出的发展目标，2025 年氢燃料车保有量约 5 万，核算下来自 2022 年开始约为 10000 辆 / 年的增量 —— 仅略多于新能源车 2011 年销量；相对乐观的预期将各省份规划保有量加总可达 10 万辆，如此算来也不过是 2013 年的新能源车销售水平 ^[22]。

这样的市场，又能养活几家企业呢？养家糊口都难，想要培养出下一个比亚迪、宁德时代这样的企业，更是天方夜谭。

在技术积累不足，行业成熟度低的情况下，只是指望几份文件以及一些补贴，就期望能复现纯电汽车近年的繁荣盛景，可能还是不够理智。

投资环境：门槛分高低，局部仍过热

受政策环境的变化，氢能产业的投资环境也有了一定滑移，主要是上游制氢环节与关键设备研发获得了更多关注。

制氢环节的投资发展最为迅速，无论在数量上还是投资规模上，均是占比最高的产业链环节，占全部总投资项目的 29%。不过制氢环节投资项目多与风光水发电等新能源项目，或其它化工等工业项目联动形式展开，投资主体主要以中石化、国家电投、中国能建等大型央企以及隆基股份、阳光电源等产业巨头为主。显而易见，这一环节与占比 15% 的应用示范项目投资一致，都具备传统传统能源、化工产业重资产、高投资、长周期的特征，门槛高，对社会资本也不太友好。

氢燃料电池环节虽然单项投资金额不如制氢环节 —— 考虑到产业特征，这也很正常 —— 但产业热度高、数量密集，且叠加相关的专用设备项目以及氢燃料电池整车项目，实际投资热度还要更高一些。只不过相较于大型项目，这一环节投资者就没那么理性了。

当前的燃料电池市场充斥着 FOMO（Fear of missing out）情绪：当年打眼错过了锂电池与新能源车，无论如何不能再错过氢能。

在投资者中，一种不算少见的信念是：燃料电池行业会诞生下一个宁德，氢能汽车会诞生下一批“电动三傻”、比亚迪、特斯拉。但这就好比相信中国餐饮业能跑出下一个麦当劳，新消费领域能成长出下一个玛氏，挑不出什么错，但也谈不上令人信服。

这种理念与涌入的热钱结合，导致产业发展出现了一定的偏差。曾有业内专家表示，当前的氢能产业链上超过 70% 的企业都在布局燃料电池电堆 / 系统及零部件，发动机产能远超整车产销，供需颇为畸形 ^[23]。

更何况在中上游都还没有得到妥善发展的情况下，铆足力气对着终端产品大干快上，也不合理。对氢燃料电池的投资似乎过多参考了锂电的发展模式，却忽视了两者一些极为关键的差异，例如纯电路线并不需要复杂的基础设施，规模应用的复杂性远不及氢能路线高，一根充电桩而已。

当然，我们也可以说，其他产业链环节门槛太高，对资金需求过于庞大也造成了想要进入氢能的企业与投资机构选择有限，仅有燃料电池方向比较容易入局，

资本市场期望的，是尽快复现锂电池的高速发展期，打造龙头级的上市公司，进而获取可观的经济回报。但以氢能产业现阶段的技术积累水平、产业化程度，这种期望还是太过沉重，可以直言不讳地说，这种大小的蛋糕，根本养不活如雨后春笋般涌现的企业，最后的幸存者必然寥寥。

总的来说，现今氢能产业投资环境与传统能源、化工业很像。大型项目门槛高，参与难度大，主要由政府方面牵头规划，大型企业参与投资，社会资本的机会有限。上市公司的入局方式即有投资具体的技术开发，也参与项目建设，但总体上只算是主营业务之外的补充，相关业务的创收能力不强，无法对公司业绩形成有效支撑。一级市场的关注点则多聚焦于具体技术，除了燃料电池外，主要也是质子膜、电解槽等关键零部件与材料的研发，对长周期项目兴趣不高，暂时也未跑出有龙头之资的创业公司。

若假以时日，氢能必将……

本文无意否定氢能的重要意义，也非常认同这一能源载体对我国能源战略的重要意义。但我们还是需要明白，氢能仍然是一个十分年轻的产业，在各方面均不够成熟，过度狂热的吹捧对产业发展并无实际意义。

对产业而言，继续推进技术攻关大于一切，只有扎实的技术储备，才是支撑行业长期、健康发展的根基。

对投资者而言，需要更理性的看待氢能投资热。一股脑冲进燃料电池显然不算明智之举，其他环节未必没有机会，谁都想投出宁德时代，但好公司也不是只有这一个。也许，更长期主义一些？

对创业公司而言，问题则要简单直接得多：大家都知道这个行业有良好的未来预期，但要怎么活到能分蛋糕的时候？

只能说，当前的产业还需要时间成长，且这不会是一个短暂的过程。对于参与者而言，氢能是一个未来可期的行业，但很遗憾，也只是未来可期。

References：

• [1] Grochala, W. First there was hydrogen. Nature Chem7, 264 (2015). https://doi.org/10.1038/nchem.2186

• [2] 发现报告：2022 氢能产业研究报告 2022.05.16. https://www.fxbaogao.com/ pdf?id=3174315

• [3] 卢雪梅. (2021). 氢气地储成西方国家储能研究热点.石油与天然气地质，42 (6), 1.

• [4] 财联社早知道：【明日主题前瞻】置换纯电动车补贴每辆 1 万元，这一地区促消费“放大招” 2022.05.30. https://mp.weixin.qq.com/ s / U2jTvFrwFTh6MxtkthlCZQ

• [5] GGII：GGII: 中国单座加氢站投资规模为 1200~1800 万元，较海外高 50% 左右.新产业智库 2019.06.11. https://mp.weixin.qq.com/ s / CEZ3CwFNDCLaQyUqLWGUPQ

• [6] 中汽协会行业信息部：2022 年 3 月新能源汽车产销情况简析.中国汽车工业协会 2022.04.19. http://www.caam.org.cn/ chn / 4 / cate_32 / con_5235704.html

• [7] 中国能源报：锐读丨一周氢能汇 2022.05.07. https://mp.weixin.qq.com/ s / w86JuvE-FI_w11PAMhn5tg

• [8] 电车资源：前 5 月新能源重卡同比暴涨 487% 徐工 / 三一 / 汉马居前三 5 月换电重卡占比过半. Ofweek 2022.06.21. https://nev.ofweek.com/ 2022-06 / ART-71008-8420-30565223.html

• [9] 氢智会编辑组：亟待稳大盘：5 月实销 57 辆，燃料电池汽车同比降 3 成.  氢智会 2022.06.21. https://mp.weixin.qq.com/ s/4d-99J38UjNR0kkWo4KNEA

• [10] GGII 氢电研究所：GGII: 预计 2030 年氢储能系统装机量可达 44GW，提高能量转换效率是关键.  新产业智库 2022.06.20. https://mp.weixin.qq.com/ s / V7z5x3liYfZCsrz_It-RDg

• [11] 中国化学与物理电源行业协会：2021 年中国新增储能装机 7.4GW 2022.04.25 https://mp.weixin.qq.com/ s / vRq2i5TYGVZNIvMfBx8jhQ

• [12] 新华社：中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 2022.03.13. http://www.gov.cn/ xinwen / 2021-03/13 / content_5592681.htm

• [13] 关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》的通知 2022.03.21. https://www.ndrc.gov.cn/ xwdt / tzgg / 202203 / t20220321_1319773.html?code=&state=123

• [14] 关于印发《“十四五”现代能源体系规划》的通知 2022.01.29. https://www.ndrc.gov.cn/ xxgk / zcfb / ghwb / 202203 / t20220322_1320016.html?code=&state=123

• [15] 关于印发《“十四五”能源领域科技创新规划》的通知 2022.04.03. http://www.gov.cn/ zhengce / zhengceku / 2022-04/03 / content_5683361.htm

• [16] 关于印发“十四五”可再生能源发展规划的通知 2022.06.01. https://www.ndrc.gov.cn/ xwdt / tzgg / 202206 / t20220601_1326720.html?code=&state=123

• [17] 《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》 2022.03.23. http://zfxxgk.nea.gov.cn/ 2022-03/23 / c_1310525630.htm

• [18] 车百智库：《中国氢能产业发展报告 2022》 2022.06.15.

• [19] 北京市经济和信息化局关于开展 2021-2022 年度北京市燃料电池汽车示范应用项目申报的通知 2022.04.08. http://jxj.beijing.gov.cn/ jxdt / tzgg / 202204 / t20220408_2669896.html

• [20] 张摩卡：红头文件已下发！3 大燃料电池汽车示范城市群启动，单个城市群最多可拿 18.7 亿元.  香橙会研究院 2021.08.31. https://mp.weixin.qq.com/ s / wiUZukzm1Ar8qwToRMT_mg

• [21] 濮振宇：12 年近 1500 亿元 新能源汽车补贴的“国家账本”. 经济观察报 2021.12.03 https://mp.weixin.qq.com/ s / tyRR3aMxTZB_OBNgwSilKw

• [22] 深度产业观察：中国 2011 年-2021 年新能源汽车总销量变化（万辆）. 懂车帝 2022.02.26 https://www.dongchedi.com/ video / 7068839505461314061

• [23] 韩逸飞：氢燃料电池：资本热、市场冷.  中国能源报 2021.05.14 https://mp.weixin.qq.com/s/Y61act3sfR1eDR2ALCIKk

本文来自微信公众号：果壳硬科技 （ID：guokr233），作者：陈闷雷，编辑：李拓

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