2023年太原能源低碳发展论坛发布的新一年度

数据显示，截至2023年上半年，山西省氢能资源指数为598.34，位居全国主要氢能发展地区第一； 全省已建成投运加氢站22座，高于全国平均水平（11.17座），加氢站建设指数197.01，位居全国主要氢能发展地区第5位； 已推广燃料电池汽车768辆，高于全国平均水平（501.3辆），燃料电池汽车推广指数153.20，在全国主要氢能发展区域中排名第7； 2023年上半年，山西省共出台支持氢能产业发展政策19项，略低于全国平均水平，政策强度指数为86.76，在全国氢能发展重点地区中排名第11位地区； 截至2023年上半年，全省燃料电池汽车企业数量已达17家，燃料电池汽车产业链发展指数172.88，位居全国主要氢能源发展地区行列。 其中排名第7位，已覆盖氢气生产、氢气储运、加氢站、整车、系统、电堆、双极板、车辆运营商等多个环节。

你可能经常听说氢能，但感觉它的存在量很低。 电动汽车已经使用了光伏发电，但氢能源汽车却很少见到，更不用说其他应用了。 从2022年开始，氢能将真正进入实质性应用阶段。

2022年3月23日，国家发展改革委、能源局联合印发《氢能产业中长期发展规划2021-2035年》。 它被称为业内最有价值的文档，因为它是历史上的第一个。 氢能首次被纳入能源目录，并规划了氢能产业的具体发展路径。 要知道，氢以前是作为危险化学品进行管理的，现在它已经成为能源的一员，这意味着氢能源行业正在发生大的变化。

就在这份文件发布前不久，2021年8月14日，一条名为“轻松线”的氢能源重卡示范线在雄安新区正式投入运营。 重型卡车，即重型卡车。 线路起自雄安新区容城县薛庄村，止于黟县魏庄村。 全长59公里，是雄安新区主要建材运输通道之一。 不要低估这条“简单路线”。 这是国内首条氢能重卡运输线，也是全球批量最大的氢能重卡运输线。 目前，数百辆氢动力重型卡车正在这条路线上来回运输沙子、碎石和其他建筑材料。 这些重型卡车的氢气供应商是河北旭阳化工集团，这是一家煤炭和焦化公司。 每年可生产10亿立方米工业副产氢气。 从旭阳化工到“一一线”加氢站共124公里，采用长管拖车直接运输。

值得注意的是，这些重卡都是商用车。 这种“简单路线”的运营模式是氢能产业迄今为止能找到的最实用的路线。 在我看来，这种模式可以概括为：工业副产氢气就近用于固定路线的商用车。 随着这一模式的不断推广，氢能将得到大规模应用。

你可能会问，为什么对这个模型这么有信心呢？ 因为它选择了一个非常合理的消费场景——商用车。

有一个原因。 从社会价值来看，商用车有一个明显的问题，那就是排放高，值得换成氢气。 一组数据显示，到2021年12月，我国汽车保有量约为3亿辆，其中商用车保有量为3800万辆。 商用车虽然仅占12.7%，但其“破坏力”却惊人，消耗了全国51%的车用汽柴油，占道路交通二氧化碳排放量的56%，占污染物排放量的80%。 %。

从应用场景来看，目前我国加氢站密度还不够，只有255座，建设一座需要投资12至1500万元。 达到加油站的高密度需要很长时间。 因此，个人乘用车便捷的加氢短期内还无法实现。 商用车大多在固定路线上行驶，如公交车、物流配送车、环卫车、专线卡车等，增加这些固定路线上的加氢站密度，可以直接解决使用场景中加氢站密度不足的问题。

最棘手的问题是氢燃料汽车的安全性。 氢气的爆炸极限为4.0%～75.6%，范围很宽。 也就是说，空气中只要混有4%的氢气，遇火就容易爆炸。 如果停在地下车库等封闭空间，氢汽车可能会非常危险。 大多数商用车辆都停放在露天。 如果氢气泄漏，会立即被稀释，可以大大降低爆炸的风险。 从这一点来看，商用车确实是氢能源的首选。

商用车已经到位，那么氢能从哪里来呢？

氢能主要分为三类，即：化石能源制氢、水电解制氢和工业副产氢。 2021年，我国氢能产量总计3300万吨，位居世界第一。 产生了大量的氢能，但并不是所有的氢能都可以用于商用车。 为什么这么说？

让我们首先看看利用化石能源生产氢气。 化石能源产氢量最大，达2640万吨，但属于“灰氢”，碳排放量高​​，不能作为氢源。

目前电解水制氢产能约为30万吨至50万吨。 电解水制氢很大一部分使用煤电，含碳量也很高，与化石能源制氢本质上是一样的。 电解水产生的氢气有一部分是“绿氢”，是真正的可再生能源，但产量只有不到10万吨。 该文件明确提出：“十四五”期间，绿氢年产能最高将达到20万吨。

20万吨氢气是什么概念？ 我来给你算算。 全国商用车消耗车用汽油和柴油的51%。 如果按照内燃机总效率35%左右计算，折算成氢气，大约需要3300万吨。 即使10%的商用车首先使用绿氢，也需要超过300万吨。 因此，电解水制氢远远不能满足氢能产业发展的需要。

接下来我们来看看工业副产氢气——“蓝氢”。 工业副产氢是指工业生产产品过程中作为副产品出现的氢。 也就是说，无论你用不用，这部分氢气都会产生。 与其丢弃它，不如将其用作氢源。 2021年，我国工业副产氢产量将超过660万吨。 显然，这足以推动氢能的初步发展。 此外，工业副产氢气还有很多优点。

比如成本低。 业界对成本进行了统计。 平均而言，化石能源制氢约为11元/KG，水电解制氢为35-46元/KG，工业副产氢为16元/KG。 虽然工业副产氢气的成本比煤制氢高一点，但仍然具有成本效益。 此外，生产过程中肯定会产生工业副产氢气。 与其丢弃，不如利用。

另一个优势是行业分散。 可生产工业副产氢气的焦化、氯碱行业分布在山西、河北、内蒙古、陕西、四川、安徽、天津等省市。 这些地区都有相应的氢能商用车规划。 制氢区域与氢能潜在需求区域重叠较好，运输半径变小，副产氢气供应也方便。

找到了正确的氢气，但又出现了一个新问题。 这些氢气主要来自化工厂。 一旦化工厂停产或增产，就会出现氢气不足，或者氢气过多无处储存的问题。 但用户的氢气使用量相对固定，这就需要双方有效控制氢气供应量。

那么如何解决这个问题呢？

通过技术。 中国科学院大连化学物理研究所开发的一项技术被称为二氧化碳加氢生产甲醇。 该技术可以将过量的副产物氢气和二氧化碳结合形成甲醇。 当需要时，可以取出甲醇并重整为氢气。

另一种方法是利用峰值功率来生产氢气。 低谷时期电价非常便宜。 如果用它电解水制取氢气，成本很低，而且还可以稳定电网，一箭多鸟。 山东华电潍坊公司已经做到了这一点。 2022年3月，他们开始建设调峰制氢储存站，每小时可生产5000立方米氢气，足够49吨氢重卡行驶4000公里。 此外，还有一项重大政策也可以导致工业副产氢产量大幅增加。

2022年2月18日，国家发展改革委等12部门联合发文《关于印发促进工业经济平稳增长若干政策的通知》。 强调，原材料能源消耗不再纳入能源消费总量控制。 解释一下，从2015年开始，我国实行“能源消费双控”，即既要控制能源总量，又要控制消费强度。 总量是指一个地区的能源消费总量，强度是指单位GDP的能源消耗量。 这项政策出台后，煤炭、石油等化石能源如果不是简单燃烧而是作为化工原料使用，可以得到一定程度的拓展。 刚才提到，旭阳化工等焦化厂过去需要双控，规模没有办法扩大。 这一政策出台后，将极大拉动煤化工的发展，带来更多的工业副产氢气，为氢气供应提供保障。

从这一点来看，生产端的问题并不大，但在消费端，目前的成本还是很高。

例如，在发电成本方面，柴油发电机的成本为每千瓦500至700元，氢燃料电池的成本为每千瓦3000元，差距达4至6倍。 再比如，在购车成本方面，“易行”氢动力重卡一般价格在1.3至150万元，而同吨位柴油重卡价格在1.3至150万元左右。 40万到50万元。 两者相差约三倍。 同时，燃油重卡每公里燃油成本为2元至2.3元，而氢能重卡每公里燃油成本在4.2元至4.9元之间，价格相差约两倍。

你绝对可以想象，设备和运营成本太高，导致氢能汽车市场难以推广。 十三届全国政协副主席万钢在2021年6月的“第十一届中国汽车论坛”上公开表示：轮到氢能补贴了。 确实，国家的补贴政策一直在跟上。 山东、广东、福建、江苏、上海等省市纷纷出台政策。 商用车是氢能发展的重点补贴对象。 北京对一辆氢能源重卡的补贴最高可达189万。

事实上，整个氢能产业已经蓄势待发。 生产方面，利用现有工业副产氢气就近消耗氢气； 消费方面，将从交通领域的商用车入手，加上补贴等政策力度，开拓氢能市场。 这种“用消费端带动生产端”的做法与电动汽车行业非常相似。 目前，电动汽车充电所用电量的70%是燃煤电，但这并不重要。 首先培养消费习惯。 当大家都用上了电动汽车，终端产品价格下降之后，我们就可以逆向优化供电。

电动汽车主要应用于乘用车。 我们电网发达，建设充电桩、换电站相对容易。 氢能源的问题在于，它不具备“氢网络”的基础设施，因此它选择了固定路线的商用车，可以就近使用工业副产氢气。 但他们的发展模式是一样的，就是在大的工业网络下，先找一个局域网来运行，然后逐步扩大。 接下来，产业链上的企业将迎来发展红利期。 例如生产氢燃料电池、氢商用车、氢交通的企业； 例如，生产工业副产品氢气的公司将成为氢气的主要供应商。 进一步提高副产品的经济性。 当然，氢能除了应用于交通之外，未来在储能、发电、工业原材料等领域也将有更大的空间。 我们拭目以待。