2022年，儲能成為最熱門(mén)賽道之一，在儲能行業(yè)研究上，技術(shù)方向研究是重要環(huán)節。

01 發(fā)展氫能的必要性

氫，是宇宙中最基本的物質(zhì)和能量元素，利用氫作為能量來(lái)源，是最廣泛、最清潔、最靈活高效的二次能源，發(fā)展氫能正逐漸成為能源科技創(chuàng )新的焦點(diǎn)。

氫能的基本原理是將水電解后，得到氫氣，通過(guò)設備將氫氣儲存起來(lái)，當需要電能時(shí)，將儲存的氫氣通過(guò)燃料電池等方式，再轉換成電能。氫能可以真正實(shí)現零排放、無(wú)污染，這是目前已知的所有能源中最清潔的，因此，氫能有望成為能源使用的終極形式。

我國發(fā)展氫能有諸多必要性，首先是因為我國碳排放量位居全球第一，在所有領(lǐng)域碳排放中，電力領(lǐng)域碳排放占比約45%，因此在雙碳目標下，改變傳統供電方式、發(fā)展綠色清潔能源成為必經(jīng)之路。

其次，發(fā)展氫能可降低能源供給結構性風(fēng)險。在一次能源消費中，我國化石能源消費占比接近85%，遠高于世界平均水平；在原油消費中，70%的原油都依賴(lài)進(jìn)口；在天然氣供給中，這兩年進(jìn)口依賴(lài)程度超過(guò)40%，受俄烏局勢影響，天然氣價(jià)格在持續增加。

再次，我國擁有發(fā)展氫能的優(yōu)越條件。我國每年氫氣產(chǎn)能約4100萬(wàn)噸，產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，在制氫及利用上位居全球前列，已初步掌握制氫、儲氫、加氫、燃料電池等主要技術(shù)。

綜合來(lái)看，尤其在雙碳背景下，發(fā)展氫能是推進(jìn)能源體系變革的方向，保障我國能源安全的重要環(huán)節。

02 儲氫的兩大技術(shù)方向

氫能雖然還處于發(fā)展初期，但長(cháng)期來(lái)看，氫能是有確定性發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)，因此對氫能的研究熱度越來(lái)越高。在氫儲能涉及環(huán)節中，儲氫是關(guān)鍵環(huán)節。儲氫技術(shù)方向主要有兩種，一是物理儲氫，二是化學(xué)儲氫。

先來(lái)看物理儲氫，這有三種技術(shù)路徑，分別是高壓氣態(tài)儲存技術(shù)、低溫液態(tài)儲存技術(shù)、地質(zhì)儲氫技術(shù)。其中，高壓氣態(tài)儲存技術(shù)是在高壓下，將氫氣壓縮，以高密度氣態(tài)形式儲存在特定容器中，這是目前應用最廣泛的儲氫方式，成本比較低、能耗低，缺點(diǎn)是儲氫容器比較難研制；另一種低溫液態(tài)儲存是將氫氣冷卻，液化儲存于低溫絕熱液氫罐中，這種方式成本相對較高、能耗比較大。

第三種地質(zhì)儲氫技術(shù)是通過(guò)鹽穴、廢棄礦井、油氣井和含水層儲存壓縮氫氣，和前面兩種相比，這種方式能大規模儲存氫能，并且能長(cháng)期儲存，相對來(lái)看是比較好的選擇，但這種技術(shù)路徑也有不足，就是受地理條件限制較大，不太靈活方便。

再來(lái)看化學(xué)儲氫，這也有三種技術(shù)路徑，分別是固態(tài)儲存技術(shù)、有機液態(tài)儲氫和液氨儲氫技術(shù)。其中，固態(tài)儲存是利用氫氣和儲氫材料之間發(fā)生物理或化學(xué)反應，轉化為固溶體或氫化物進(jìn)行氫氣儲存，固態(tài)儲氫體積密度較大，運輸也比較方便，并且安全性高，但可惜的是，目前還處于實(shí)驗室階段，還沒(méi)有實(shí)現產(chǎn)業(yè)化應用。

有機液態(tài)儲氫是通過(guò)不飽和液體有機物的可逆加氫和脫氫反應，從而實(shí)現氫能儲存，這種儲氫方式密度高，安全性高，而且能長(cháng)期儲存，遠距離運輸，但缺點(diǎn)也很明顯，有機液態(tài)儲氫成本比較高，大規模應用有難度，并且氫氣的純度也不高。

液氨儲氫技術(shù)是氫與氨氣在催化劑作用下合成液氨，以液氨的形式儲存，這種儲存方式能耗低，運輸效率和安全性高，并且實(shí)現難度也低，但不足是對設備的要求比較高。

可以看到，氫儲能技術(shù)路線(xiàn)有很多，每種技術(shù)都有優(yōu)劣，總體來(lái)看，目前產(chǎn)業(yè)化程度偏低，因此短期內還會(huì )偏重于受政策影響。

03 成本制約氫儲能產(chǎn)業(yè)化

氫儲能目前還沒(méi)有大規模落地應用，很大原因是成本較高。在制氫環(huán)節，最理想的方式，是通過(guò)可再生能源電解水制氫，堿水制氫技術(shù)成熟，目前也初步實(shí)現了商業(yè)化，但在制氫過(guò)程中，耗電量大、成本高是突出問(wèn)題。

在儲存環(huán)節，如上文所述，目前還未找到最佳方案；在加氫站環(huán)節，目前單站儲氫量比較小，而且部分設備及零部件依然依賴(lài)進(jìn)口，綜合來(lái)看，各項成本都高。

在終端應用環(huán)節，從國內來(lái)看，目前還多用于氫燃料電池車(chē)，但要知道的是，國內燃料電池車(chē)輛本身就很少，市場(chǎng)銷(xiāo)量有限，生產(chǎn)規模很小，這導致整車(chē)成本較高，其中電池系統在成本中占比高達一半以上。

這是氫能在產(chǎn)業(yè)化應用時(shí)本身面臨的問(wèn)題，此外，從外部來(lái)看，雖然全國各地都在積極研究和發(fā)展氫能，但對于部分地區而言，受限于自身條件，也許并不適合發(fā)展氫能。

長(cháng)期來(lái)看，發(fā)展氫能是未來(lái)能源利用的理想方向，但就目前而言依然面臨諸多挑戰，這也需要多方持續努力，共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。

04 延伸閱讀

1.中石化

前身是成立于1983年7月的中國石油化工總公司，2018年經(jīng)過(guò)公司制改制為中國石油化工集團有限公司，目前是中國最大的成品油和石化產(chǎn)品供應商、第二大油氣生產(chǎn)商，是世界第一大煉油公司、第二大化工公司，加油站總數位居世界第二，在2021年《財富》世界500強企業(yè)中排名第5位。中石化是參與氫儲能的代表性國央企，中石化曾計劃要打造中國第一氫能公司。

2.中材科技

中材科技成立于2004年，隸屬于中國建材集團，專(zhuān)業(yè)從事新能源儲運裝備制造、車(chē)用復合氣瓶的研發(fā)生產(chǎn)和銷(xiāo)售，2008年起研發(fā)高壓儲氫氣瓶。在氫能儲運上，研發(fā)了加氫站站用瓶、長(cháng)距離運氫長(cháng)管以及車(chē)載供氫系統備等產(chǎn)品，是國內少數可實(shí)現385L儲氫氣瓶批量供應的企業(yè)，客戶(hù)包括宇通客車(chē)、南京金龍、北汽福田、三一重工等頭部企業(yè)。2021年，中材科技車(chē)載儲氫瓶出貨量在國內排名第二。

3.國富氫能

成立于2016年，業(yè)務(wù)涉及氫能產(chǎn)業(yè)鏈上中下游，研發(fā)有高壓氫瓶與車(chē)載供氫系統等產(chǎn)品，是國內氫能裝備頭部企業(yè)，客戶(hù)包括燃料電池系統集成廠(chǎng)商、整車(chē)廠(chǎng)、能源公司等，比如中國石化、美錦能源、奇臻科技、上海捷氫、上海至塑等。2021年，國富氫能車(chē)載儲氫瓶出貨量市場(chǎng)占有率達35.63%，市占率在行業(yè)中位居第一。