日前，一輛輛氫能源客車緩緩行駛，運送1099名演練運動員到張家口太子城高鐵站站台。冬奧會期間，這樣的氫能源客車將會投入多達710輛，而在此之前，張家口的氫能源車已經平穩運行三年有餘，累計運行里程已超過2100萬公里，載客量超過6500萬人次。
這也是冬奧會首次出現氫能汽車的身影，相較於遍布大街小巷電車、油車，氫能源車顯得更加神秘。本期21V財經就將為大家揭開冬奧會氫能神秘面紗，探討氫能未來發展。
氫能供應鏈助力綠色冬奧
氫能供應鏈由氫製取、氫儲運、氫加註三個環節構成。據不完全統計，北京冬奧會氫能供應商多達33家。
並非像初中化學課本簡單通過電解水獲取氫氣，在現代化工產業，制氫工藝分為，化石燃料制氫、工業副產氫、電解水產氫。
以化石能源為原料，通過甲烷蒸汽重整或自熱重整等方法製造的氫氣，稱之為灰氫。
藍氫是灰氫基礎上將生產過程中的二氧化碳通過碳捕捉或者碳封存手段處理，本質上都不是清潔能源。只有電解水產生的氫氣才能實現零排放，也就是綠氫。
美錦能源（000723.SZ）參股的京輝氣體是北京冬奧會氫氣供應商之一，具有800m3/h的天然氣制氫裝置、500m3/h的水電解制氫裝置，氫氣年產量1200萬m3/h。公司在山建設的二期產業園占地86.6畝，總投資額約5.5億元，用以滿足日益增長的氫能源需求。
濱化股份(601678.SH)和氫燃料電池巨頭億華通(688339.SH)聯合投資的張家口海珀爾利用當地便利的光伏和風電資源生產」綠氫「，全程零碳排。滿負荷產量一天四噸氫氣，能夠滿足400多輛氫燃料電池大巴一天的需求，也是張家口冬奧會氫氣保供單位之一。
氫氣是最輕的氣體、密度極小又脾氣火爆（易燃易爆），這加大了運輸的難度。氣氫拖車是最為廣泛的一種氫運輸方式，冬奧會期間，京輝氣體將使用 300 輛專門運輸氫氣的運輸車。中集安瑞科（HK3899）也為北京冬奧會提供了30多台氫氣管束式貨櫃、10多台50MPa儲氫瓶組。
氫能產業各環節的企業都有參與加氫站建設，加氫站承擔著2022冬奧會的氫燃料電池車能源保供責任。2021年初，石油在張家口崇禮投運河北太子城服務區加氫站，加出保障冬奧氫能「第一」。截至目前，石油、海珀爾、中集安瑞科等多家企業聯合建成了16座加氫站，可有效滿足冬奧會綠色交通氫能需求。
氫能汽車的「心臟」——氫燃料電池
2021年12月15日，30輛搭載「氫騰」FCS80燃料電池系統的宇通氫能大巴正式在北京交付。該款氫能客車續航里程達630公里，最快10分鐘加滿氫氣，能實現零下30攝氏度低溫啟動，滿足北方城市低溫運行要求。
同年11月12日，豐田與北京汽車、億華通合作開發的北汽福田氫燃料電池巴士也將在本屆冬奧會上投入使用。
相較於傳統燃油車輛，氫能客車每行駛100公里，可減少約70公斤二氧化碳排放。
此次氫騰燃料電池系統則擁有材料級全自主化技術，其關鍵材料如催化劑、擴散層、質子膜、膜電極和雙極板均實現自主可控，並在電堆組裝、系統集成以及零部件控制工藝方面擁有完整的自主智慧財產權。
整體來看，我國燃料電池系統已基本實現國產化，國產化率已接近80%，部分關鍵材料，如質子交換膜、氣體擴散層，催化劑等零件需要依賴進口。
隨著國產化替代加速，燃料電池成本有望進一步下降。上汽集團旗下捷氫科技披露的數據來看，第五代燃料電池系統的成本是第三代成本的40%以下，電堆核心材料的技術自主化掌握與國產化生產實現對燃料電池的成本下降效果尤為明顯。
「氫」舟已過萬重山
北京冬奧會的示範應用，將會提升企業和地方對氫能應用的信心。截至目前，已有超過20個省市發布氫能相關規劃，明確2025年~2030年氫能發展目標。
氫能如果要成為一種新興能源被大眾接受，並在能源結構中占有一席之地，降本增效將起到決定性作用。
氫燃料電池汽車被認為是發展前景最為廣闊之一，但目前氫能源車發展仍處於商業化早期，與車補貼不同的是，國家是按照其目標完成情況採取「以獎代補」鼓勵氫能源。不難看出，國家對氫燃料電池的定位是電動化的補充，畢竟制氫的電價不可比充電的電價還便宜。水電解制氫0.3元/度電價下鹼性制氫成本約20元/kg，而用化石燃料制氫成本僅為約12.64元/kg。
經濟性考慮下，化石燃料制氫占氫氣總產能6成以上，電解水占比不足百分之二，成本和經濟性大大制約了綠氫的發展。
不過隨著可再生能源電力成本下降和設備降本以及技術進步驅動綠氫平價。2050年，綠氫供應占比有望達70%。
與此同時，出於經濟因素考量，氫儲運應改變現在單一氣氫拖車單一運輸模式。液氫槽車儲運在長距離運輸上有很強的競爭力，單台單車有效氫氣運輸量可提高10倍有餘，可減少槽車及人員配置，儘管會帶來更高的液化成本，但提高的幅度並不大。
總的來說，可靠、低廉的氫能供應、儲運和加氫站的建設與維護將會是氫能產業大規模發展的限制性環節。各個地區因地制宜氫製取、氫儲運、氫加註三大環節，規範審批管理制度，探索健全盈利模式，才能有效突破氫能發展瓶頸。