從2019年底至今，氫能的發(fā)展與應用在我國遍地開花。小到加氫站的落地、氫能汽車的投運，大到省級國家級的項目簽約、企業(yè)大佬成立專門的氫能公司，似乎氫能的大規(guī)模商業(yè)化已經開啟。但不可否認的是，現(xiàn)在的程度距離目標的達成還很遠很遠。

發(fā)展氫能及燃料電池汽車，是我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和的重要戰(zhàn)略措施，是改變我國交通工具能源結構的社會性系統(tǒng)工程。在市場中讓清潔能源占據(jù)主導地位，才能讓社會朝著綠色健康的方向穩(wěn)健發(fā)展。

但是，不可反駁的事實是，我國氫能產業(yè)雖在技術創(chuàng)新及政策環(huán)境等方面迎來一定突破，但距離大規(guī)模商用還有不小距離。目前我國投入運營和正在規(guī)劃建設中的加氫站已達到337座，氫燃料電池汽車累計保有量已超過8000輛，不僅是“無車不建站”和“無站不買車”的尷尬窘境困擾著氫能產業(yè)的普及和發(fā)展，人們普遍的認知和對氫能應用的認同感甚至沒有超過純電動應用。

激發(fā)下游市場需求，促進上游產業(yè)不斷向前滾動發(fā)展，讓氫能全產業(yè)鏈布局開來，讓氫能應用大規(guī)模商業(yè)化，是氫能行業(yè)將要解決的不小挑戰(zhàn)。

氫能產業(yè)鏈涵蓋氫能端及燃料電池端。在氫能及燃料電池領域，我國已經初步形成從基礎研究、應用研究到示范演示的全方位格局，布局了完整的氫能產業(yè)鏈。


國際能源轉型一直沿著從高碳到低碳、從低密度到高密度的路徑進行，而被譽為“21世紀的終極能源”的氫氣是目前公認的最為理想的能量載體和清潔能源提供者。

中國工程院院士彭蘇萍指出，我國能源體系以化石能源為主，碳排放壓力巨大，同時，我國70%和40%以上的石油、天然氣對外依賴度現(xiàn)狀不能滿足最基本的能源安全需求。“要實現(xiàn)‘碳達峰、碳中和’目標，就要把清潔能源的規(guī)?；突茉吹那鍧嵒Y合起來。大力發(fā)展氫能和燃料電池產業(yè)，也是重要舉措。”

氫能產業(yè)鏈分為兩個部分，氫能端和燃料電池端。在氫能端，主要是制氫、儲氫、運氫和加氫等核心環(huán)節(jié)。在燃料電池端，主要是氫燃料電池的應用，如氫燃料電池客車或重型卡車。

常規(guī)的制氫技術路線中以傳統(tǒng)化石能源制氫為主，全球范圍內主要是使用天然氣制氫，我國由于煤炭資源比較豐富，因此主要使用煤制氫技術路線，占全國制氫技術的60%以上。制氫路線上將由化石能源制氫逐步過渡至可再生能源制氫。大規(guī)模低成本氫氣是關鍵，路線由“灰氫”向“綠氫”發(fā)展。未來“可再生能源+水電解制氫”有望成為大規(guī)模制氫發(fā)展趨勢。

在加氫上，自1999年5月全球第一座加氫站在德國慕尼黑機場建成以來，各國相繼推動加氫站建設。加氫站技術也在各國的努力探索下不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，加氫路線和加氫設施也在推陳出新。


雖然目前中國在加氫站建設和規(guī)劃上沒有出臺具體的標準規(guī)劃，但是地方省市已經陸續(xù)出臺本地政策。為了響應國家號召，各地對加氫站建設都相應地給予補貼和扶持，在加氫站的運營上也給予更為嚴格的標準和更為精準的鼓勵。

并且，超三分之一的央企正在布局氫能產業(yè)鏈（如下圖）：


燃料電池端包括其上游核心材料，如雙極板、膜電極及密封層等環(huán)節(jié)；中游主要為燃料電池系統(tǒng)集成，包括電堆及供氣系統(tǒng)等；下游主要為燃料電池的應用場景，目前重點應用方向為交通領域的燃料電池汽車。

過去，我國氫能利用主要在化工領域上，利用氫氣作為工業(yè)生產中的還原劑。從目前氫能的實際應用來看，我國應用最為廣泛的便是氫燃料電池汽車。在今年六月舉辦的FCVC 2021（第六屆氫能與燃料電池汽車大會）上，多家企業(yè)在展會上展示了自己最新的燃料電池系統(tǒng)或燃料電池汽車，吸睛無數(shù)。

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預計，2050年氫能在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，其中交通運輸領域用氫2458萬噸，約占該領域用能比例19%，燃料電池車產量達到520萬輛/年。

目前在燃料電池系統(tǒng)、電堆環(huán)節(jié)，國產企業(yè)已經實現(xiàn)產品批量供應，隨著膜電極國產化的逐步深入，燃料電池產業(yè)鏈已經基本實現(xiàn)國產化。但產業(yè)鏈中質子交換膜、碳紙等材料環(huán)節(jié)仍處于研發(fā)或小批量試制階段，持續(xù)引導國產化推進，實現(xiàn)技術獨立可控對成本下降意義重大。

根據(jù)國際氫能委員會預計，到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求，創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值，燃料電池汽車將占據(jù)全球車輛的20%-25%，屆時將成為與汽油、柴油并列的終端能源體系消費主體。

“我國氫能產業(yè)的主要特征是，政府推動快速進步，煤制氫仍是主要的氫氣來源，民營企業(yè)是投資的主體，缺少核心技術和關鍵裝備，法規(guī)制度還有待完善。”中國工程院院士曹湘洪指出，我國氫能及燃料電池汽車處于導入期，氫能產業(yè)呈快速起步態(tài)勢，一些關鍵技術、核心裝備仍落后于國際先進水平，因此必須圍繞產業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈，堅持問題導向，明確研究方向，加強產業(yè)鏈合作，夯實支持我國氫能產業(yè)的技術基礎。此外，對于不同副產氫高效低成本的純化技術，前瞻性的電解水制氫技術，以及固體氧化物電解水制氫技術等，都需要持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新。