金能科技新材料與氫能源綜合利用項目。

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美錦加氫站內，公交車正在等待加裝氫氣。

傅學軍 攝

■8月5日，中國石化青島煉化首車300公斤燃料電池用氫正式出廠。青島的車開始用上青島的“氫”。

傅學軍 攝

在剛剛過去的一周里，氫能源板塊再迎風口。

受北京發布氫能產業發展實施方案影響，A股市場氫能源概念迎來了一波上漲行情，不少上市公司“沾氫即漲”。其中不乏美錦能源、金能科技、漢纜股份等在青島有重大氫能產業項目布局的上市公司。

在“碳達峰、碳中和”的目標下，氫能產業發展正步入快車道。2019年氫能首次寫入政府工作報告。此后，各地陸續出臺氫能產業重磅規劃。頻頻的政策利好，讓氫能源板塊受到資金熱捧。寄托著投資者的殷切希望，氫能源板塊自2020年5月起一路走高。

據不完全統計，今年以來，國內A股上市公司已發布關于布局氫能產業的公告多達1.71萬條，183家上市公司宣布入局。企查查數據則顯示，今年上半年我國氫能企業注冊量為339家，同比增長89%，呈現飛速增長的趨勢。

在爭相加碼布局氫能產業的同時，多家氫能源概念公司提示業務進展和炒作風險，為資本市場“降火”。相關公司紛紛回應稱上市公司相關業務尚在發育期，業務占比較小。業內人士表示，盡管相關企業在苦練“氫”功，但目前氫能源相關產業尚處于發展初期，存在不少難題，在降成本、擴需求的雙側推動下，有望在未來5年獲得市場放量。

強勢爆發的氫能源概念背后，一條荊棘叢生但極具戰略意義的萬億產業賽道浮出水面。中國氫能聯盟發布的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》指出，預計2020年至2025年間，中國氫能產業產值將達1萬億元。而這，是一場全球范圍的競賽，也是“東方氫島”努力奔赴的未來。

碳中和時代“氫”大有可為

要想實現碳中和目標，迫切需要開發新的生產工藝和技術來實現深度減排，實現“脫碳”“固碳”甚至“負碳”。

氫是很好的還原劑，也是大部分化工和石化產品的組成元素。無論是以清潔氫和低碳氫替代化石能源實現交通、工業、建筑與發電部門的“脫碳”，還是通過碳捕集封存和資源化利用“加氫固碳”實現碳循環經濟，抑或是通過生物質制氫與碳捕集技術結合等方式生產“負碳氫氣”，氫能都在這些路徑中扮演著大有可為的“關鍵角色”。

與煤炭、石油和天然氣相比，氫能在自然界中不是天然存在，需要通過一次能源化學加工或轉化產生。相比用化石燃料生產的灰氫以及使用碳捕集封存技術將尾氣脫碳后得到的藍氫，利用可再生能源電解水產生的綠氫才能達到二氧化碳零排放，才是符合碳中和發展方向的選擇。

在鋼鐵行業，氫冶金是當前重點的探索方向。2020年11月，河鋼集團與全球礦業冶金巨頭意大利特諾恩集團簽約，共建全球首座使用富氫氣體的直接還原鐵工業化生產廠，推動傳統“碳冶金”向“氫冶金”轉變。今年5月年產120萬噸煉鋼原料的氫氣直接還原廠在河鋼宣鋼廠區開工，一期60萬噸采用世界首套新一代低碳氫能源示范裝置，計劃于2021年底投產，可替代傳統高爐碳冶金工藝，建成后年減碳幅度可達60%;二期60萬噸將采用風能、太陽能等可再生能源進行電解水制氫做還原氣，實現無化石能源冶煉。

在能源化工行業，基于綠氫反應制備甲醇是高效轉化利用二氧化碳、“以氫固碳”的重要途徑之一。2020年初，在中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部主任李燦團隊的努力下，擁有我國自主知識產權技術的全球首套直接液態太陽燃料規模化合成項目在蘭州新區試驗成功，目前已發展成為千噸級規模化太陽燃料合成工業示范工程。據測算，若以我國當前8000萬噸甲醇產能計算，液態陽光甲醇與煤化工制甲醇相比，將減排數億噸級二氧化碳。合成氨也是化工領域氫消費占比最大的場景之一，目前挪威、美國、巴西等都在建設綠氫合成氨的工廠。未來，甲苯、乙烯的生產過程中，利用綠氫也可以大幅減少溫室氣體的排放。

在交通領域，氫燃料電池系統具有清潔環保、續航里程長、加氫時間短等優勢，未來可以作為動力應用于重型貨車、難以電氣化的軌道交通、大型船舶、大型飛機等，降低長距離高負荷交通對石油和天然氣的依賴。

在建筑能耗上，通過氫燃料燃氣輪機技術和燃料電池技術實現對家庭住宅、商業建筑進行熱電聯供，也是美德日韓等國家企業爭相投入的研發方向。

關乎能源安全的儲能介質

氫能之所以被廣泛認為是未來最有發展潛力的二次能源，還因為，對于構建低碳高效現代能源體系來說，氫能更大的價值在于，它是一種重要的儲能介質。

可再生能源(如水電、風能、太陽能)的間歇性特點，導致其不能長時間持續、穩定地輸出電能。受制于電網消納能力，經常會出現“棄風棄光”現象。 據全國新能源消納監測預警中心發布的《2021年二季度全國新能源電力消納評估分析》顯示，今年上半年，全國棄風電量126.4億千瓦時，風電利用率96.4%;棄光電量33.2億千瓦時，光伏發電利用率97.9%。其中，青海、陜西、寧夏、河南、貴州都出現了“棄風棄光”增長現象。而今年2月美國中部和南部大片地區遭遇創紀錄的極端低溫天氣，風力渦輪機葉片因結冰而停止，更是帶來世紀大停電。日益頻繁的極端天氣，也讓人們對可再生能源供電的可靠性提出了更高的要求。

儲能就成為解決問題的必由之路——將可再生能源發電儲存起來，在需要時釋放，以保障可再生能源發電持續、穩定的電能輸出，提高電網接納間歇式可再生能源的能力。氫作為一種重要的二次能源，可以通過電解水獲得，再加之自身突出的特點，被認為是理想的儲能介質。

從氫的來源上看，風電、光伏制氫可實現生產源頭上的無碳化。同時，與鋰電池相比，氫作為儲能介質具有能量密度高、補能速度快、低溫適應好等優勢，非常適合長時間儲能手段，來解決風能、光伏發電所遇到的時段不平衡，季度不平衡等問題，實現傳統電網無法實現的大規模、跨季節、跨時段、跨地域的儲能，將成為促進可再生能源消納的利器。

作為極具潛力的新型大規模儲能技術，氫能不僅適用于大規模儲能和長周期能量調節，還可以在調峰調頻輔助服務、削峰填谷等多類型能源互聯、搭建微電網等方面發揮重要作用。

也正是因為如此，近年來，光伏和風電領域的領軍企業紛紛加碼氫能布局，將可再生能源與氫能“聯姻”為綜合能源開發提供了新的路徑。

作為新能源的開發重點，海上風電可在沿海地區就近消納。對于青島來說，“氫”從海上來，也將是值得期待的未來。

產業現實依然“骨感”

根據中國氫能聯盟預計，到2050年，我國氫氣需求量將接近6000萬噸，可再生能源電解制氫占比將達到70%，實現二氧化碳減排約7億噸，氫能在我國終端能源體系中占比超過10%，產業鏈年產值達到12萬億元。

這無疑將成為引領經濟發展的新增長極。但相對于豐滿的未來圖景而言，氫能產業的現實情況還要“骨感”得多。目前，我國在氫能全產業鏈的制氫、儲運、應用等環節，技術路線、成本高企、產業化瓶頸等諸多難題還有待攻克，為行業后續發展增添了許多“不確定性”。

在制氫環節，目前制綠氫的主流技術包括堿性電解水(AWE)、質子交換膜電解水(PEM)和固態氧化物電解水(SOEC)。受成本、成熟度與產業鏈配套等多因素影響，AWE在國內是主流;盡管PEM電解槽運行更加靈活、更適合可再生能源的波動性，但當前國內PEM技術正在經歷從實驗室研發向市場化、規模化應用的階段變化，與歐洲先進技術差別較大;SOEC技術最大的優勢在于轉換效率比較高，可以實現80%以上電解水制氫的能源轉換效率，但它需要高溫的運行環境，材料的循環壽命、成本和技術都存在難題。

在目前氫產能中占比極其有限的可再生能源綠氫制備領域，最大的困擾是成本問題。電解水制氫七八成的成本來自電。據測算，在可再生能源發電成本下降到0.15元/kWh以下時，用電解水制氫參與化工行業可以和既有生產供給進行競爭。而預計到2030至2035年左右，綠氫制備成本達到15元/kg以下，就有望在加油站和石化燃料平價。

在儲氫環節，當前國內儲存方法主要還是成本相對較低的高壓氣態儲氫，而加氫站主要是長管拖車運輸高壓氣態氫，運輸距離相對短，運輸成本比較高;在液氫方面，設備關鍵零部件依賴進口，與國外技術差距明顯，產能嚴重不足。目前，美國和日本主推液氫儲運技術路線，全球有三分之一的加氫站采用了技術液氫技術，澳大利亞為日本供氫的項目也采用了液氫運輸船遠距離輸送。

在加氫用氫環節，燃料電池、加氫站等所需的關鍵零部件或依賴進口或沒有量產的成熟產品，導致了相應環節的高成本。以燃料電池為例，據中國國際經濟交流中心信息部數據顯示，我國膜電極組件成本約為4000元/千瓦，與國際700元/千瓦差距較大;我國電堆成本為6000元/千瓦，國際指標為1000元/千瓦。

事實上，在全球范圍內，氫能技術還在摸索階段，但一場氫能領域的全球競賽已經展開。據統計，目前約占全球GDP52%的27個國家里面，有16個國家已經全面制定了國家層面的氫能源發展戰略，有11個國家正在制定進程中。

日前，工信部在相關回應中表示，將積極配合相關部門制定氫能發展戰略。各地已經迅速行動，目前已經有20多個省(區、市)發布了氫能規劃和指導意見。

8月19日，山東省政府網站發布了《山東省能源發展“十四五”規劃》。這也是山東繼6月發布《氫能產業中長期發展規劃(2020-2030年)》之后，再度對氫能產業進行部署。《規劃》表示，將圍繞創建“國家氫能產業示范基地”，發揮我省氫能產業基礎優勢，健全完善制氫、儲 (運)氫、加氫、用氫全產業鏈氫能體系，加快形成“中國氫谷”“東方氫島”兩大高地，打造山東半島“氫動走廊”，實施“氫進萬家”科技示范工程，推動氫能創新鏈與產業鏈的融合發展。

“東方氫島”蓄勢待發

在最近這一波行情中，多家上市公司在回應投資者時披露了在青島最新的氫能產業布局。

金能科技8月17日發布公告稱，金能化學(青島)有限公司與青島董家口經濟區管理委員會、青島董家口發展集團有限公司三方合作對工業副氫進行提純、壓縮、儲運、充裝，全面配套氫能交通產業發展。漢纜股份則表示，已成立了青島漢河氫能裝備科技有限公司，進行通信、電力、醫院、數據中心等氫能備用電源和氫能熱電聯供等產品的研發和市場推廣，同時生產銷售100w-120kw各種功率電堆，目前已建成了3.5萬平方米的生產車間，部分設備正在調試中。美錦能源也在回應中表示，青島是公司轉型發展氫能產業的重點區域之一，布局青島也是為了更好地搶占市場先機。

在2020年出臺氫能產業規劃，圍繞研、制、儲、運、加、用等全產業鏈部署項目，已建成3座加氫站……青島，正在加速建設“東方氫島”的步伐中，向著氫能時代邁進。

讓青島成為氫能技術創新研發策源地。自2017年便開始引入氫能產業的青島國際院士港，依托中國工程院、同濟大學、清華大學、湖南大學、國家燃料電池汽車動力系統工程技術研究中心等行業領先研發資源，打造氫能與燃料電池技術實驗室。

在氫燃料電池關鍵零部件和整車制造領域，青島美錦燃料電池商用車整車生產項目、明天氫能北方工程研究中心及氫能燃料電池系統及核心部件生產基地項目、FCP中德氫動力產業園項目均入列《山東省能源發展“十四五”規劃》的氫能產業重點工程，青島在山東氫能產業鏈尤其是關鍵創新環節上的地位可見一斑。

讓青島的車用上青島的氫。中國石化青島煉油化工有限責任公司承擔建設的青島氫能資源基地項目第一車青島地產藍氫于8月5日出廠，結束了青島加氫站只能從淄博、濱州等地遠距離購氫的歷史，未來隨著項目的建成投產，將解決青島地區燃料電池氫保供問題，還可為青島周邊區域提供潔凈的氫能源。

以裝備制造帶動儲氫、加氫環節創新。作為國內唯一具有獨立自主知識產權的液壓活塞式氫氣壓縮機生產制造商，青島康普銳斯能源科技有限公司自主研發的新工藝可以降低加氫站建設成本50%以上，目前公司研發生產的壓縮機已在加氫站、制氫廠家投入使用，正在加速更多規格的產品量產。

在應用場景上，由青島真情巴士集團運營的50輛氫能源公交車已經在西海岸新區運行了半年有余，累計運行超55萬公里;6月26日，隨著山東省首條城際氫干線首發儀式同時在青島國際院士港智能制造產業園和臨沂路運港智慧物流裝備產業園舉行，170輛氫能冷鏈物流車和渣土車在青島——臨沂干線上啟動運營，每年可減少二氧化碳排放量近2萬噸。

據統計，目前，青島在全產業鏈各個環節共有11個項目入選省“十四五”期間氫能產業重大示范試點項目，是全省入選項目數最多的城市。

從能源革命的角度來看，氫經濟的空間難以估量。在全鏈條布局下的“東方氫島”圖景中，青島氫經濟已然箭在弦上，蓄勢待發。