1、氫能產(chǎn)業(yè)流量劇增
本月為期三天的“第六屆氫能與燃料電池汽車大會(huì)”在上海召開，吸引了無數(shù)的眼球，行業(yè)內(nèi)鋪天蓋地的信息集中釋放，讓我們這個(gè)行業(yè)的從業(yè)者有一些應(yīng)接不暇，我就索性沒有去蹭這個(gè)熱鬧，覺得有必要讓大家的眼睛休息一下，當(dāng)然，我自己也企圖在這繁雜的信息釋放期借機(jī)喘一口氣。氫能行業(yè)似乎不那么缺流量了，就像會(huì)議上余卓平教授所言，通過氫能會(huì)議的關(guān)注度的變化我們可以感知到這個(gè)行業(yè)的溫度，余教授回憶說，最慘的時(shí)候他主持的氫能研討會(huì)只有五個(gè)人參加。自2016年”第一屆國際氫能與燃料電池汽車大會(huì)“以來，這個(gè)會(huì)議的人流量逐漸增加，關(guān)注的人也正從產(chǎn)業(yè)鏈、各級政府、影響到資本市場，甚至是相關(guān)或不相關(guān)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。本次大會(huì)三天共計(jì)228家參展商，整體展出面積14000平米，3天共計(jì)8000多觀眾參觀，累計(jì)參觀人次達(dá)到16000人以上，會(huì)議上除9日主會(huì)場以外，8日、10日還有10個(gè)分會(huì)場、展廳現(xiàn)場交流（三天）和資本市場對接交流。雖然上海（或南通）和佛山的氫能會(huì)議規(guī)模最大，而且也成了行業(yè)大聚會(huì)的平臺，但業(yè)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈交流會(huì)幾乎沒有斷過，每個(gè)月都有來自各地關(guān)于氫能的專題論壇，這個(gè)流量使得氫能會(huì)議成為產(chǎn)業(yè)鏈中最先賺錢的業(yè)務(wù)板塊。
2、關(guān)注點(diǎn)從燃料電池延伸至氫氣來源
除了人流量逐年增加，關(guān)注度大幅提升外，本屆氫能與燃料電池大會(huì)與往屆最大的不同是，過去市場更多的關(guān)注是燃料電池，而現(xiàn)在更多人關(guān)心的是氫氣的制備與儲(chǔ)運(yùn)，在制氫和儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)我們關(guān)注到一個(gè)現(xiàn)象，就是目前占比最大的煤制氫和天然氣制氫幾乎沒有人提及，而PEM制氫、堿性制氫項(xiàng)目成為關(guān)注的焦點(diǎn)；目前主流的儲(chǔ)氫方式高壓儲(chǔ)運(yùn)表現(xiàn)平靜，而合金儲(chǔ)氫、液氫項(xiàng)目熱度較高。就在會(huì)議剛剛結(jié)束，行業(yè)內(nèi)的媒體又出現(xiàn)了兩個(gè)關(guān)于氫氣儲(chǔ)運(yùn)的焦點(diǎn)，并被頻繁轉(zhuǎn)發(fā)：一則是自河北定州旭陽能源產(chǎn)業(yè)園至河北保定高碑店新發(fā)地物流園全長約145公里氫氣管線，這是迄今為止國內(nèi)最長的氫氣輸運(yùn)管線。
另一個(gè)引人注目的是網(wǎng)易“未來公開課”上來自南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長劉科院士26分鐘的視頻?？赐暌曨l，發(fā)現(xiàn)也是一個(gè)關(guān)于儲(chǔ)氫的話題，劉院士在講述電動(dòng)車和燃料電池汽車發(fā)展中存在的瓶頸后，他認(rèn)為甲醇是最好的儲(chǔ)氫載體。
不僅是中國，從全球范圍來看，氫氣的制取和儲(chǔ)運(yùn)目前都還沒有一條公認(rèn)的最佳方案，各種技術(shù)路線都不是很成熟，但都在探索和進(jìn)步中。
氣體能源的儲(chǔ)存問題是能源發(fā)展歷史上的一個(gè)變量因素，世界上天然氣開采和使用少于石油的一個(gè)重要原因就是因?yàn)樘烊粴獾膬?chǔ)運(yùn)比石油難度更大，成本更高，不過，能源結(jié)構(gòu)的變化卻是朝著石油消費(fèi)比例下降、天然氣比例上升的趨勢變化的，一方面天然氣的含碳量低于石油，另一方面，也正是因?yàn)槿祟悓Υ笠?guī)模氣體管理能力不斷提升的結(jié)果，CNG、LNG以及天然氣管道的發(fā)展使得天然氣的運(yùn)輸變得更安全、更經(jīng)濟(jì)、更高效。
全球一次能源百分比
氫不是一次能源，而是包含在其他物質(zhì)之中，因此氫能的儲(chǔ)運(yùn)不會(huì)是照抄天然氣的方法，除了管道、高壓和液態(tài)儲(chǔ)氫外，還有固態(tài)儲(chǔ)氫、化合物儲(chǔ)氫多種方式，而且我們不僅處在能源變革的時(shí)代，同時(shí)也處在工業(yè)革命的智能化時(shí)代，人類對物理世界的秩序因?yàn)槿f物互聯(lián)變得更加可控，氫氣的安全管理能力也越來越強(qiáng)。
盡管大家公認(rèn)綠氫是最理想的氫氣來源，實(shí)際上，還是因?yàn)槌杀竞烷L距離輸送不會(huì)成為當(dāng)前市場主要的氫氣來源。氫能和化石能源最大的區(qū)別在于其來源的廣泛性，本質(zhì)上，氫能具有“分布式”特征，它比鋰電在環(huán)保上可以做得更主動(dòng)，因?yàn)椴粫?huì)僅僅依靠集中電網(wǎng)，被動(dòng)接受60%的煤炭發(fā)電，氫氣的“分布式”特征具有更加靈活的供、消匹配。各供應(yīng)主體的氫氣來源是不同的、分散的，副產(chǎn)氫、天然氣制氫、煤制氫或是可再生能源制氫的條件相差很大，所對應(yīng)的應(yīng)用場景也各不相同，所以，儲(chǔ)運(yùn)方式也必然是多元化的。
3、資源條件與制備方式的選擇
氫氣的用途包括工業(yè)用氫、燃料電池用氫、儲(chǔ)能用氫等我們很難用一種制氫方式或儲(chǔ)運(yùn)方式來滿足所有的需求。（1）化石能源制氫，需解決CO2排放
化石能源制氫包括煤制氫、油制氫和天然氣制氫，因?yàn)榛茉春驾^高，所以裂解過程中都伴隨著CO2的排放，僅從物料平衡來看，每產(chǎn)生1kg氫，煤制氫伴生11kg的碳，油制氫產(chǎn)生7kg的碳，天然氣制氫產(chǎn)生5.5kg的碳，因此被稱為“灰氫”。只有加上碳捕集和封存（CCUS)灰氫才會(huì)變成藍(lán)氫。
目前，煤制氫是我國主要的制氫方式，煤價(jià)在200元/噸-1000元/噸之間制氫成本在6.77元/kg到12.14元/kg，但如果加上CCUS制氫成本就到了25.8元/kg-32.1元/kg。日本從文萊和澳洲進(jìn)口的氫氣就是用褐煤制取的，因?yàn)楹置撼杀颈容^低，加上有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫就可以解決長距離運(yùn)輸問題。
天然氣是成本比較低、排放相對煤炭比較少的制氫方式。目前硅料生產(chǎn)企業(yè)具有天然氣制氫資質(zhì)，以徐州工廠到山東管束車計(jì)算運(yùn)費(fèi)，天然氣制氫到站價(jià)格大約33元/kg。
（2)工業(yè)副產(chǎn)氫，重工業(yè)城市的福利工業(yè)副產(chǎn)氫主要來自重化工業(yè)，成本大約在14.6元/kg -26.9元/kg。相對分散的用氫場景來說，這些副產(chǎn)氫具有較強(qiáng)的區(qū)域性特征，比如上海、山東、河北等地區(qū)擁有更多的副產(chǎn)氫，這些氫氣首先服務(wù)于重化工業(yè)企業(yè)自身的內(nèi)循環(huán)，也可以服務(wù)周邊的市場。如果我國副產(chǎn)氫能夠充分利用，可以供應(yīng)近100萬輛燃料電池汽車使用。不過，提純技術(shù)關(guān)系到氫氣的品質(zhì)和用途，目前，林德、AP和法液空對工業(yè)副產(chǎn)氫的布局似乎比國內(nèi)企業(yè)更加積極。
（3）可再生能源電解水制氫，遠(yuǎn)水如何解近渴
這是氫氣理想的來源，真正的綠氫。這一制氫方式成為關(guān)注度最高的方案，無論堿性電解水、PEM制氫或是海上風(fēng)電制氫幾乎都是基于“可再生能源+電解槽”的解決方案，如果用上網(wǎng)電價(jià)來制氫，以1.00元/kwh電價(jià)計(jì)算，僅電解水的成本就達(dá)到55元/Kg，而且煤電為主的電也不環(huán)保，用棄風(fēng)棄光制氫成本就非常低，但以目前的區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，可再生能源富余的地方往往不是氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，所以需要長距離輸送條件。
4、應(yīng)用場景與儲(chǔ)運(yùn)方式的選擇
（1）高壓儲(chǔ)氫，示范期間最重要的儲(chǔ)運(yùn)方式目前，我國氫能和燃料電池汽車尚處于示范階段，還不能發(fā)揮燃料電池汽車高續(xù)航里程的特點(diǎn)，而是照顧加氫站的“車流量”，所以，這段時(shí)間的項(xiàng)目都具有較強(qiáng)的區(qū)域化、短途化特征，而且用氫量總體不大，用高壓運(yùn)輸成本最低。目前20MPa管束車儲(chǔ)氫成本在10元/kg以上，隨著壓力的增加和規(guī)?；?yīng)，可以將成本降至5-6元/kg。所以，在相當(dāng)長的時(shí)間和目前主要應(yīng)用場景下，長管拖車還是最經(jīng)濟(jì)、最常用的運(yùn)輸方式。
（2）管道運(yùn)輸，適合氫氣生產(chǎn)主體與消費(fèi)主體明確的集中供、消場景
管道基礎(chǔ)建設(shè)的固定成本是250萬元/km，需要有持續(xù)的足夠的流量來保持管道的利用率才能攤薄成本，普遍的看法是，管道運(yùn)輸只有進(jìn)入大規(guī)模使用階段才具有經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際上，管道的變動(dòng)成本非常低，在一些用氣密度較高的局部地區(qū)用管道可能是最經(jīng)濟(jì)的。我們上次參觀日本八幡鋼鐵的副產(chǎn)氫就是通過管道輸送到距離不遠(yuǎn)的居民家庭的；而2014年，中石化建成的巴陵-長嶺氫氣輸送管道就是為巴陵石化云溪片區(qū)和長嶺煉化提供工業(yè)氫氣資源，岳陽市巴陵石化煤制氣公司每年根據(jù)訂單固定數(shù)量向巴陵石化云溪片區(qū)化工企業(yè)和長嶺煉化公司輸送氫氣。制氫與用氫主體相對明確，而且雙方具有持續(xù)的供給能力和需求，管道的效率就會(huì)更高。顯然，河北145公里的管線也是基于氣源與相對穩(wěn)定的氣體需求來做的規(guī)劃。（3）液態(tài)儲(chǔ)氫，距離氫自然狀態(tài)最遠(yuǎn)的儲(chǔ)存方案
液氫的密度高，單位儲(chǔ)氫量比壓縮氫氣高出10倍。但氫氣的液化溫度到零下253度，因此液化是一個(gè)十分耗電的過程，而且因?yàn)閮?chǔ)運(yùn)裝置內(nèi)外溫差巨大，需要保溫材料來阻止熱交換，對材料的要求顯然也會(huì)很高。盡管在美國、歐洲、日本都用到液氫，我國液氫用于幾乎不計(jì)成本的航天發(fā)射上，民用市場對成本比較敏感，普及難度較高。對于市場關(guān)注最高的可再生能源制氫來說，將棄風(fēng)棄光最多的西部地區(qū)的氫氣運(yùn)輸?shù)叫枨筝^多的東部地區(qū)，液氫或者是比較好的解決方案，但預(yù)計(jì)在可再生能源大規(guī)模制氫之前，液氫暫時(shí)還不是主流的儲(chǔ)運(yùn)方案。（4）固態(tài)儲(chǔ)氫，利用氫氣“氫脆”的特點(diǎn)金屬儲(chǔ)氫正是因?yàn)闅錃饩哂袣浯嗟奶匦?，所以，氫氣?huì)鉆入金屬的縫隙，吸附在金屬上。這種儲(chǔ)氫方式只需要5MPa，非常安全，近年來儲(chǔ)氫比例在上升。但吸附材料包括鎂、稀土和一些其他催化材料，成本比較高，而且儲(chǔ)氫系統(tǒng)受氫脆的影響而產(chǎn)生衰減。固態(tài)儲(chǔ)氫比較適合儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、叉車等應(yīng)用場景。（5）化合物儲(chǔ)氫，讓氫在更多的時(shí)間里維持在“舒適”狀態(tài)對于活躍的氫氣來說，高壓和低溫對氫都是約束，管理的成本顯然也不低。液體化合物儲(chǔ)氫就是讓氫在運(yùn)輸過程中保持穩(wěn)定的化合物的狀態(tài)，常溫常壓下運(yùn)輸，而且便于長時(shí)間儲(chǔ)存，到目的地再分解出氫氣，這些化合物主要包括甲醇（CH3OH）、氨（NH3）等氫化物。我國甲醇產(chǎn)能達(dá)到8000萬噸，按照每公斤氫7元甲醇成本，大連化物所的研究人員預(yù)計(jì)氫的理論到站成本大約19.4元，他們目前在終端測試的小規(guī)模甲醇制氫設(shè)備非常簡單。目前這種制氫方式相對比較便宜，并可加入CO2回收裝置，不過暫時(shí)沒有加入碳循環(huán)成本。日本近期在探索氨儲(chǔ)氫的解決方案。另外一種應(yīng)用比較多的化合物模式是，液態(tài)有機(jī)物儲(chǔ)氫（LOHC），LOHC是借助不飽和烯烴、炔烴或芳香烴等儲(chǔ)氫劑和氫氣的逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)加氫和脫氫，質(zhì)量儲(chǔ)氫密度5%-10%。日本千代田采用的甲苯儲(chǔ)氫則是大規(guī)模船運(yùn)，他們將文萊和澳洲的褐煤制成的氫氣通過LOHC運(yùn)回日本，即用甲苯（C7H8）加氫（H2）形成甲基環(huán)已烷（C12H16）運(yùn)輸，到用氫的目的地在通過物理（加熱）或化學(xué)方法（催化）脫氫。現(xiàn)代也投資了德國LOHC公司Hydrogenious，國內(nèi)武漢氫陽是用不飽和芳香烴來加氫和脫氫。
大連化物所的”液態(tài)陽光“從理論上解決了甲醇的綠色來源和CO2循環(huán)，但應(yīng)用過程中的排放還是一個(gè)需要解決的問題。日本有一個(gè)污水處理廠制氫的案例是將排放的CO?封存送到蔬菜大棚里，如果甲醇制取端的原料CO?和應(yīng)用端的排放CO?能夠形成循環(huán)，那么這個(gè)解決方案可能就成為未來主要的氫氣來源，不過這同樣需要計(jì)算成本，液氫的成本主要集中在液化和運(yùn)輸過程，而化合物儲(chǔ)氫的成本主要集中在兩端吸氫和脫氫的過程，是用液氫還是化合物儲(chǔ)氫加二氧化碳循環(huán)更經(jīng)濟(jì)，目前還沒有明確的比較。
燃料電池技術(shù)的成熟固然是氫能規(guī)?；囊粋€(gè)重要驅(qū)動(dòng)力，但行業(yè)的發(fā)展前景更加取決于氫氣的供應(yīng)。氫廣泛分布在各種能源物質(zhì)之中，其特性是分布式能源，因此，其制取和儲(chǔ)運(yùn)方式也必然是多元化的?，F(xiàn)階段，既要為大規(guī)模長距離制儲(chǔ)做研發(fā)，又要保證示范期間小規(guī)模應(yīng)用的制儲(chǔ)方式，其中經(jīng)濟(jì)性始終都是用戶最敏感的選擇。