冬奧會大規模應用的氫燃料汽車有何亮點，發展瓶頸在哪？｜見智研究

作為大陸有望首個實作“碳中和”的奧運賽事，北京冬奧會确定了18項碳減排措施和4項“碳中和”措施，由于冬奧會場地的溫度很低，很多地方甚至低至零下三十餘度，而電動車無論是配備三元锂電池還是磷酸鐵锂電池，即使配備了熱管理系統進行保護，在如此低溫狀态下，其動力電池的性能依舊會受到不同程度的影響，甚至出現較大幅度的衰減，是以實作冬奧會碳減排的重任就落在氫燃料電池汽車上了，在這次盛會上，氫能領域的各項産業都進行了落地使用。

華爾街見聞·見智研究将在本篇報告中着重對氫能産業鍊進行詳細剖析，并對目前氫能未來發展的主要瓶頸進行梳理講解，同時也将在下一篇報告中針對目前國家、地方以及公司三個次元上對氫能的重視程度，以及目前最為吸睛的氫燃料電池汽車的相關進度進行解析。

1、氫能産業鍊剖析

2021年以來，受益于終端電動車的強勁需求和光伏風電的裝機量爆發，新能源行業中光伏、儲能、锂電等細分行業紛紛迎來自身的高景氣發展。而在碳中和碳達峰的大背景下，除了電動車和風光儲，氫能也同樣是實作碳減排的重要方法，尤其是在上遊锂資源限制壓力加大背景下，推進氫能和燃料電池汽車的發展也是一條可行之路。

華爾街見聞·見智研究認為，這一點在冬奧會的氫能配套情況上就有所展現，為了冬奧會的順利進行，大陸整個氫能産業鍊自上而下來都進行了強勢布局，制氫上遊方面，大陸修建了11座制氫廠來提供足夠的氫能；運氫中遊方面，超300輛氫氣槽罐車運輸氫氣；下遊加氫方面，中石化，中石油等能源企業配備30多個加氫站給予支援；終端方面，宇通、北汽、豐田等車企上千輛不同類型的氫燃料電池汽車投入到各種賽事服務裡，毫無疑問，大陸冬奧會除了是一場體育盛會，也是全球最大的一次氫燃料電池汽車産業鍊的展示會。

而氫能之是以能和風能、光伏和锂電一起納入新能源範疇，首先在于氫本身就是具有極高的能量密度，從熱值來看，氫氣的熱值高達142.5MJ/kg，遠高于目前新能源的主要方向锂電池以及傳統能源煤炭、石油、天然氣等。其次，氫能在保證較高的熱值的同時，使用後的殘留物還是水，這導緻氫能是一種非常清潔的能源形式，但是正如锂電池本身雖然電能釋放碳排放不大，锂電池生産部分的碳排放卻高達90 kg CO2/kWh左右。

氫能的産業鍊包括上遊的氫能制備，中遊氫能儲存和運輸以及下遊的氫燃料電池和工業領域等應用，是以如果從整個流程來看，制作氫氣的過程除了電解水制備的綠氫完全沒有碳排放，灰氫（化石燃料石油、天然氣和煤制取氫氣）和藍氫（使用化石燃料制氫的同時，配合碳捕捉和碳封存技術）都不是清潔的，甚至碳排放量還不小，而目前國内電解水制氫比例很低，占比還不到2%。中遊儲運氫目前包括液氫儲運、高壓儲運和固态儲運，由于儲氫技術以及儲氫瓶材質等受限，導緻這個環節是氫燃料電池汽車使用成本增加的主要環節，也是未來氫能發展的瓶頸之一，将在下文重點分析。

從目前氫氣的需求結構來看，工業色彩依然很濃，換而言之，氫氣的下遊應用其實主要還是集中在傳統工業領域如合成氨、石油煉化等（生産合成氨用氫占比為37%、甲醇用氫占比為19%、煉油用氫占比為10%），是以制氫方式仍舊圍繞在灰氫，是以近幾年氫氣的産能增速一直維持在低位，在2%-3%左右，但随着氫能的使用拓展至電力、交通、建築等各類場景，氫氣的需求将會持續加大，其中氫燃料電池車或是氫能最有前景的路徑。

2、氫能發展瓶頸在于提純和儲運

正如前文所說，氫氣大多作用于煉鋼，化工等工業行業，是以對氫氣的雜質标準的要求不需要太高，灰氫的确完全可以滿足上述條件，但是用于未來的主要應用領域——氫燃料電池汽車就不行了，其對于純度就有較高的要求。

華爾街見聞·見智研究認為，此前氫能及氫燃料電池汽車不管是政策還是技術的落地都不明朗，但是2021年下半年以來，氫能産業政策陸續落地，8月底中央五部委聯合啟動了燃料電池示範應用的工作，同時随着北京、上海、廣東和河北等地紛紛納入首批和二批氫能示範城市名單，各項技術有了推進動力後，氫能和燃料電池汽車都有望迎來一輪高速發展期。

而目前僅從制氫水準和路線來看，其實大陸已經有不少的成熟技術以及氫氣産能，根據中國煤炭加工利用協會統計，2021年大陸氫能産量已經突破3000萬噸，已成為世界第一大制氫大國，但是綠氫産能仍然很低，隻有10萬-20萬噸的産能。主要原因就在于氫氣提純方面卻有着一定的門檻，此前，由于制造氫氣的來源主要是化石燃料和煤，氫氣會帶有不同成分的雜質，如果想滿足下遊燃料電池級的氫氣，還要去除例如煤炭裡面帶來的硫的成分。

目前燃料電池車數量較少，氫氣需求量不大，适合短距離運輸的氣态長管拖車是目前主要運氫方式；而管道運輸目前面臨負荷率較低和前期投資大的問題難以大規模推廣，通過已經建立好的天然氣管道摻氫輸送為較好的折中方案，但是此項方案同樣需要考慮後期提純的問題，是以大陸要想在未來真正大力發展氫燃料電池汽車，氫氣提純的解決勢在必行。

此外，氫氣的儲運也是影響氫能大規模發展的因素之一，氫能源目前的成本高于其他新型能源和傳統能源，這些高昂成本主要來自于儲運氫端而非制氫端。從某種程度來看，制氫端的綠氫電解水制氫成本的确較高，且技術突破所需的時間較長，但傳統化石燃料制氫的整體成本也就是灰氫其實并不高，但由于氫氣的供應鍊整體網絡未能形成（截至2021年，大陸累計建成的加氫站數量尚不足200座），且氫氣本身較為活躍、易逃逸以及容易造成金屬産生氫脆的特性，使得氫氣的運輸成本極高，是以氫氣的制造價和終端氫燃料電池汽車的消費價出現巨大差異，而導緻這一差異的主要瓶頸就在于儲運氫的高成本，是以提純和儲運的完善與降本将是下一階段氫能發展需要着重解決的重要環節。