作者简介：郑贤玲，机械、军工行业资深专家。《产业观察者》独立撰稿人，中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司总裁战略顾问，经济学博士。郑贤玲女士曾在湖北车桥股份有限公司担任工程师，在欧雅壁纸有限公司单位职业经理人，有深厚的产业背景。自年开始在中信建投研究所、鼎晖投资任研究员、高级研究员，曾获《中国证券报》、《中央电视台》和《今日投资》联合评选的“中国十佳分析师”、“最具独立见解的分析师”；曾获《新财富》“最佳分析师第一名”、“中国证券市场十五年行业典范”。郑贤玲女士自年开始研究燃料电池和氢能产业，并于年创办自媒体《产业观察者》，在媒体上发表氢能研究深度文章80多篇，在中国氢能行业具有广泛的影响力。报告发表于年5月，原文字，概要如下：第一部分：为什么要发展氢能？第二部分：能不能发展氢能？第三部分：怎样发展氢能？主要观点：一、发展氢能的三个理由1.能源发展的一般性规律；从木材——煤炭——石油——天然气——太阳能、风能，能源发展的趋势是碳强度越来越少，而氢的比例越来越高。从形态上看，能源从固体（木材和煤炭）-液体（主要是石油）-气体（天然气和氢），罗伯特A.赫夫纳认为终点是“能源的气体时代”，过程中伴随着碳原子的减少和氢的增加。能源演变的趋势不是出于单一的目的，但其中脱碳确实一条非常清晰的路线。从木材——煤炭——石油——天然气——可再生能源，几乎每一步都在降低C的比例，增加H的比例：2.碳达峰碳中和下的能源体系选择；按照中国《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出年-年，加氢站将达到座，氢燃料汽车达到万辆。预计到年氢气在能源中的比例将达到10%（国际市场预计达到18%）。预计这一规模将是目前天然气规模的两倍左右，超过目前石油消费的50%。除了电力系统是碳排放是一个因素，非电体系占的碳排放更大，不引入氢没办法进入到深度脱碳。3.摆脱资源约束。关于资源约束这件事情需要比较一下煤炭、油气资源以及锂离子电池的（锂、钴、镍）资源和燃料电池用到的铂资源。最关键的问题是，这些资源是一次性耗尽还是可以重复利用，我们是否可以真正摆脱资源约束呢？显然，油气是消耗品，而金属资源最大的优势是可以循环利用。现在看起来，如果锂电的回收利用不能解决的话，已探明镍和钴储量的动态可使用年限可能只有20-30年，而铂的安全度要高得多。一份来自英美资源的报告显示：年全球开采的铂金产量约吨，年从汽车和珠宝行业回收的铂金约70吨。假设未来十年的开采量和回收量保持现有的水平，则至年期间铂金的累计供应量可达到吨。按照全球年0万辆乘用车、万辆商用车进行预测，预计届时催化剂用铂量.1-.5吨，此供应量大约是来自电解水制氢和燃料电池汽车领域累计的铂金需求量的6倍。二、氢能大规模应用的关键要点：安全性、经济性和可持续性1、安全性：氢气的安全储运氢气极易迅速扩散，原因是比汽油和空气的比重更轻。只有当氢气与空气混合的比例超过4％时，它才能成为可燃烧气体。但是，由于氢与空气的比重为1/14，高度扩散性决定其在开窗或户外等开放空间中，其浓度很难达到4％及其以上，而只是更低、更安全，很难达到被点燃的条件。氢气泄露后会快速扩散，不易形成可爆炸的气雾，爆炸下限浓度远高于汽油和天然气。即使氢气燃烧也不会膨胀，巴拉德的实验室曾经出现过一次储氢罐阀门被撞开刚好遇到明火的事故，但因为氢气燃烧是氢气与氧气反应生成水，是一个收缩而不是膨胀的过程，所以，结果是一罐氢气烧完了，并没有发生爆炸。其次，从燃料电池的结构来看，与锂电电池储能系统不同的是，储氢罐与发电系统是分开的，电池不会引起自燃。由于氢气单位体积能量密度小，所以一般都需要高压运输，要达到与燃油车相当的行驶里程，需要70MPa的储氢瓶。如果采用一般的钢瓶，产生氢脆后可能出现爆炸，不过四型瓶（T4）的结构（树脂内胆）解决了这一问题。2、经济性：燃料电池与燃油车的成本比较虽然国内燃料电池汽车的产量还非常低，但燃料电池的成本也随着技术进步和零部件国产化出现了大幅下降，燃料电池系统从5年前的2万元/kW下降至现在的0元/kW左右。而且随着规模化扩张和市场竞争，预计未来几年将以每年20-30%的速度下降。成本下降的主要原因：一是技术进步，如亿华通现在kW的系统比原来60kW的燃料电池系统体积还小，功率大了一倍，而体积下降一半，相当于结构性材料成本下降到原来的1/4；二是核心材料和配件的国产化，如燃料电池核心材料质子交换膜、催化剂、碳纸等关键材料目前已经开始进入国产化测试阶段；三是规模化带来的效果，预计未来一段时间这一效果将会体现出来，规模化并不是单指燃料电池电堆和系统的规模化，实际上，核心零部件的规模化也是成本下降的重要原因。几种制氢路线的成本：目前，我国“以奖代补”的目标35元/kg，氢气成本对应的就是燃油的功率成本。我国电解水用电成本在1.5-1.6元/Nm3（16.7-17.8元/kg），按照0.2元/kwh的水电、0.3元/kwh光伏和0.4/kwh的风电成本，电解效率4.5kwh/Nm3H?，对应加氢站零售价为20/30/40元/kg（加氢站售价=电解水成本*2），在可再生能源方面，我国的条件明显好过日本的条件。不同运输方式的运载量及适应半径：另外，加氢站也是产业链上一笔不小的成本，目前一座加氢站成本大约万元，随着中石化0座加氢站的启动，以及油氢混合站的推广，预计加氢站成本下降到-0万元/座。3、可持续性：氢气来源与主要趋势燃料电池用氢需要达到99.%的纯度，因为担心有杂质的氢气会对燃料电池造成伤害，现代汽车的燃料电池用氢只接受电解水氢气。从环保的角度来看，只有可再生能源制氢才能做到真正的零排放。4、锂电和氢能哪个是未来的方向？锂电的优势有很多：（1）结构简单，制造成本相对比较低；（2）一次能量转换，电池的能量转换率理论值到达80%；（3）充电桩安装方便，而且成本非常低。氢能和燃料电池比较好地克服了这些弱点：锂电的弱点氢燃料电池的优点续航里程相对比较短，充电时间比较长，不适合长途驾驶汽车充电时间3-15分钟，加氢一次（5.6kg）行驶里程最高已经达到公里;寒冷地区不太适应低温启动温度可以达到零下30度一旦遇到挤压或高温就很难避免燃烧燃料电池和储氢瓶是两个独立系统，燃料电池不会自燃；电池能量密度衰减会导致充电量递减不会因为储量下降影响动力单位重量的能量密度只有氢气的1/不到燃料电池系统能量密度高，更适合商用物流车锂电的电取决于发电的源头，自身并不能解决清洁发电的问题燃料电池的氢气来源多样化，对减碳更有价值衰减后的锂电回收成为一个难题燃料电池的回收比较简单，铂金的回收达到90%以上锂电受制于锂、镍、钴三类金属，无法摆脱资源约束，一旦成为趋势价格难以控制。燃料电池除铂金外，其他材料都是普通金属或石墨，以及化工材料，无非是将铂金从燃油车的催化剂转移到燃料电池汽车上，虽然目前用量有所增加，但全球铂金的储量足够人类汽车产业的循环利用。三、国内外氢能产业化推进情况及发展规划从发展路径来看，加拿大几乎是燃料电池研究的源头，早期的产业化探索欧洲、日本、韩国主要是整车企业的储备项目，而美国和中国则因为资本市场的支持更多表现为新的进入者，就如同电动汽车的“新势力”。目前，中国的燃料电池市场集中了来自加拿大、日本、美国、欧洲以及中国本土培养的一批具有国际水平的燃料电池科学家。成立于年的加拿大巴拉德是国际上最知名的燃料电池研究企业，到目前为止，巴拉德已经向市场交付超过MW的燃料电池产品，并成为全球大部分燃料电池企业原型机研发的源头，丰田、戴姆勒、通用最初的产品基本上都源自巴拉德。年8月潍柴动力斥资1.63亿美元收购其19.9%的股份，成为巴拉德的第一大股东，并在中国成立合资公司——潍柴巴拉德。因为巴拉德曾经有30多名华人科学家，所以，国内电堆龙头企业国鸿氢能（购买巴拉德的第二代技术）、膜电极企业鸿基创能、上海亿氢、广东泰极三家公司的首席科学家都来自巴拉德。Nikola的创始人似乎并没有拥有特别领先的电池技术，而是打造了一个由核心零部件企业构建的样车和应用场景，并在还没有正式投产时就通过商业模式的设计拿到了批量的订单。这个被称为“闭环”和“场景”的商业模式被全世界视为燃料电池产业化的一个破局之举。Nikola的商业模式让中国的创业者颇受启发，比如氢车熟路、氢程科技、重塑系统、国鸿电堆、亿华通。目前在国内积累数据最多的就是重塑和亿华通，但国内燃料电池企业已经是群雄逐鹿，上下游企业加起来已经超过家。燃料电池“以奖代补”推算：补贴力度最大的车型是重型货车，尤其是最大设计总质量在31t以上的车型年最高有54.6万元的补贴。中国燃料电池汽车中期规模与成本目标：据不完全统计，到目前为止，已有41个省市（地方）陆续已发布氢能产业专项规划。省级规划中，山东和四川两省份是首个发布中长期规划的省份。市级规划中，以江苏、山东、广东三地数量最多，部分地市还出台了区级氢能规划。氢能产业链上的国内外企业：国内涉氢业务的企业（部分）：特斯拉市值超过了丰田，蔚来汽车市值超过宝马，不是丰田和宝马不会做电动车，也不一定就是因为章男主导的燃料电池汽车前景不如马斯克主导的纯电动，而是两类企业的商业模式完全不同：美国和中国的新能源汽车是资本增值模式，企业还在亏损已经上千亿美元市值，而成熟企业则是投入产出模式，新产业的投资反而拉低了公司的估值。原文链接：
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