别斗了，氢和锂电没得争

出品：虎嗅驻西南编辑

作者：雨林下，封面：东方IC

关于氢燃料VS锂电的路线之争，在乘用车的舆论场上几乎没停过。

前有马斯克炮轰氢燃料电池是智商税，后有日本丰田更加积极的充值。

11月的上海进博会上，日本丰田Mirai第二代氢燃料电池乘用车首次在中国亮相，最大续航里程达850km，让不少车迷开了眼界。

随着当下双碳目标的推进，氢能在国内也逐渐热起来。

国内氢能主流市场在商用

由于锂电池有续航里程短、充电时间长、载货量少的短板，而氢燃料电池的强项正好可以补齐。因此，国内将氢能在交通上的应用重心放在了载量大、距运长的商用场景，比如公交车、物流车、重型卡车、轨道交通。

全国重型卡车的销量每年在一百万辆以上，按20万一辆算，单是柴油车升级换代，轻轻松松千亿级市场规模，目前中国重汽、陕汽重卡、上汽红岩、江铃重汽都在加速布局。

轨道交通也正在取得跨越式进展，2019年底，全球首条商业运营的燃料电池有轨电车示范线，在佛山高明正式投入运行。2021年10月29日，全国首台氢燃料电池混动机车正式上线试运行。

该机车设计时速达80公里/时，满载氢气可连续运行24.5小时，平直道最大可牵引载重超过5000吨，相较内燃机车每万吨公里就将减少碳排放约80千克。

作为该领域领军人物，也是日本丰田在轨道交通的唯一中国合作伙伴，西南交通大学电气工程学院院长陈维荣教授告诉虎嗅，团队2008年起在国内最早开始从事大功率氢燃料电池应用研究，2013年研发了全国首辆氢燃料工程样机“蓝天号”，2016年研制成功世界首列燃料电池混合动力有轨电车并示范运行，时至今日，与中车联合研制的氢燃料混动机车正式产品化。从样机升级到工程应用，机车的工艺、可靠性、使用寿命都有本质提高。

陈院长表示，过去十多年，氢能的轨道应用一直在科研阶段徘徊，直到最近，技术才真正迈入窗口期，氢燃料动车也有望在明年面世。

双碳热点可能使氢能迎来史上首次产业爆发，尤其是铁路运输，应用氢能的经济效益是实际存在的，即便脱离国家补贴，也具备市场竞争力。拿有轨电车举例，传统电车带了接触网，还有进站快充设备，如果换为氢燃料电池，就可以省掉线路跟充电站的成本，总投资算下来能便宜10%，全寿命周期来看，维护也更简单，运营成本也会降低。

对于“从商到乘”的拓展和“氢VS电”之争，陈院长认为，锂电车虽然发展更成熟，但产业链首末两端是高耗能高污染，且未来大面积铺开会对电网形成压力和冲击。氢燃料车虽然更清洁，也不依赖于电力系统，但技术和配套还远不能支撑乘用车自如应用，现在并不是关注的最佳时候。

核心底层技术待攻坚

氢燃料电池技术是实现氢能利用的先决条件。

电池的基本工作原理，是氢气通过燃料电池的正极中的催化剂（铂）分解出电子和氢离子。其中氢离子通过质子交换膜到达负极，和氧气产生反应变成水和热量，电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。

简单说，就是通过结合氢和氧，产生电能和水，电能驱动车行，水排出车外。

而电池制造的成本大头正是上面提到的催化剂——铂，女生对这种贵金属不陌生，名贵珠宝都是它打造的。由于比黄金还贵还稀缺，要想大规模降成本，必须寻求可替代的廉价材料。

从工作原理可以看到，氢燃料电池的显著优点是清洁，副产品只有水，不会排放二氧化碳；第二是安全，因为氢燃料电池的驱动是电化学的过程而非点燃，氢气不会自燃也很难爆炸；第三，气体可以压缩，运输和储存方便。

在掌握核心技术方面，国内由于在氢燃料电池方面的研究起步晚，存在一定落后性，1998 年才出现首个相关发明专利，虽然近年基础研究逐渐活跃，但距离欧美、日韩仍有差距，目前核心专利数仅占世界约1% 。

图片来源：《氢燃料电池技术发展现状及未来展望》中国工程科学2021年第23卷第4期

最新学术观点预测，十年时间内，氢燃料电池的生产成本能下降50%。未来随着关键材料的物理性能改进，各组件稳定性提高，氢燃料电池系统的稳定性和寿命也会明显改善。

传统能源企业衔接转型

学术端的推进也会传导到生产端。

西南清洁能源丰富，水电资源和天然气资源均居全国之首，发展氢能有源头取材的便利。做天然气设备起家的四川上市公司厚普股份（300471）就对虎嗅表示，氢气与天然气有相似共性，加氢站与加气站也是一脉相承，天然气上能解决的问题，氢气上同样能解决。

氢能行业正处在成长期，很多企业看到了机会，而具备竞争实力的大多都是过去深耕传统能源的公司。

有做天然气的，凭借设备工艺的技术研发优势切进氢能设备，比如深冷股份（300540）、富瑞特装（300228）；有做成品油的，靠销售渠道和客户优势打开市场，比如中石油、中石化。

厚普股份生产的国产加氢枪与加氢质量流量计率先打破了国际垄断，灵感来源即是天然气业务经验。

加氢枪的使用流程    图片来源：中石化安徽芜湖马饮桥站 

厚普股份向虎嗅演示了加氢枪的使用方法，自动锁定结构使得枪头和加氢口连接到位后，加氢枪卡爪会自动抓住并锁定加氢口。逆时针转动加氢枪手柄至开启位置，枪内部流道就会完全打开，开始给车辆加注氢气。充满后，再顺时针转动手柄关断枪内部流道，实现氢气泄压，再手动脱开，一次加氢就操作完成了。

站在企业视角，厚普股份认为，真正颠覆式创新的技术其实并不多，更多的是在应用中迭代，在成熟理论上做应用创新，比发力底层技术的收益更大。企业看似是进军了一个新的能源行业，实际仍依赖传统行业的经验技术。

大量铺设加氢站是氢能使用成本下降的核心，也是绕不开的重要环节。

目前全球规模最大的加氢站位于北京大兴氢能科技园，该加氢站可为600辆燃料电池物流车提供加注，每天最大加注量达4800Kg。

作为该项目的设备提供商，厚普估算，建一个普通的加氢站，除开土地费用和政府补贴，平均至少要花1000万元，建设运营成本远高于建加油站，甚至是建充电站的三倍。

我国出于安全考虑，明确要求严格分离制氢与加氢，因此加氢站都是外供氢，通过管道或管束槽车把氢气运输至站里，经压缩机增压后，储存到高压储罐，再通过加氢机为车辆加氢。

这当中的储氢、压缩、加注设备大部分都需要进口，和燃料电池一样，硬件设备也面临国产化的技术瓶颈。

由于成本高，燃料汽车市场保有量少，叠加制储氢气成本，90%加氢站目前都处于亏损状态。政府补贴是刺激各地建加氢站的主要动力，可以说，建站的数量与各地补贴力度直接正相关。

中国氢能联盟统计，2020年国内加氢站数量有128座，《节能与新能源汽车技术路线图2.0》将原先设定2030年的加氢站数量从1000座提高到5000座。

加氢站相关的最新标准(2021年版)《加氢站技术规范》、《汽车加油加气加氢站技术标准》在今年4月和7月相继出台，对氢气站和相关设备的设计、制造、验收提出了要求。但涉及氢泄露、防爆等安全管理规范尚不完善，因此在补贴之外，合规标准也需同步提升。

氢能产业整个链条的应用前景非常多元，几乎看不到天花板，目前虽受限核心技术卡脖子，不过一旦完成底层攻坚，可以预见的是，成熟的传统能源巨头将借助深厚底蕴顺畅衔接氢能新业务，华丽过渡，激发产业链更多中小企业的活力。

潜龙腾渊的氢能，何时鳞爪飞扬？静待欣赏。

本文为「 西南新能源产业 」专题策划，将持续呈现西南能源发展近况，欢迎交流探讨。