“2022年，储能成为最热门赛道之一，在储能行业研究上，技术方向研究是重要环节。出新推出“产业洞察”栏目，聚焦各细分领域，解析各行业发展前沿等问题。本周推出储能系列，本篇为储能技术之氢能研究，盘点储氢的技术路径与发展挑战等问题。欢迎大家转发阅读。

作者：飞飞 |

编辑：唐诗 |

01

发展氢能的必要性

氢，是宇宙中最基本的物质和能量元素，利用氢作为能量来源，是最广泛、最清洁、最灵活高效的二次能源，发展氢能正逐渐成为能源科技创新的焦点。

氢能的基本原理是将水电解后，得到氢气，通过设备将氢气储存起来，当需要电能时，将储存的氢气通过燃料电池等方式，再转换成电能。氢能可以真正实现零排放、无污染，这是目前已知的所有能源中最清洁的，因此，氢能有望成为能源使用的终极形式。

我国发展氢能有诸多必要性，首先是因为我国碳排放量位居全球第一，在所有领域碳排放中，电力领域碳排放占比约45%，因此在双碳目标下，改变传统供电方式、发展绿色清洁能源成为必经之路。

其次，发展氢能可降源供给结构性风险。在一次能源消费中，我国化石能源消费占比接近85%，远高于世界平均水平；在原油消费中，70%的原油都依赖进口；在天然气供给中，这两年进口依赖程度超过40%，受俄乌局势影响，天然气价格在持续增加。

再次，我国拥有发展氢能的优越条件。我国每年氢气产能约4100万吨，产量约3342万吨，在制氢及利用上位居全球前列，已初步掌握制氢、储氢、加氢、燃料电池等主要技术。

综合来看，尤其在双碳背景下，发展氢能是推进能源体系变革的方向，保障我国能源安全的重要环节。

02

储氢的两大技术方向

氢能虽然还处于发展初期，但长期来看，氢能是有确定性发展前景的产业，因此对氢能的研究热度越来越高。在氢储能涉及环节中，储氢是关键环节。储氢技术方向主要有两种，一是物理储氢，二是化学储氢。

先来看物理储氢，这有三种技术路径，分别是高压气态储存技术、低温液态储存技术、地质储氢技术。其中，高压气态储存技术是在高压下，将氢气压缩，以高密度气态形式储存在特定容器中，这是目前应用最广泛的储氢方式，成本比较低、能耗低，缺点是储氢容器比较难研制；另一种低温液态储存是将氢气冷却，液化储存于低温绝热液氢罐中，这种方式成本相对较高、能耗比较大。

第三种地质储氢技术是通过盐穴、废弃矿井、油气井和含水层储存压缩氢气，和前面两种相比，这种方式能大规模储存氢能，并且能长期储存，相对来看是比较好的选择，但这种技术路径也有不足，就是受地理条件限制较大，不太灵活方便。

再来看化学储氢，这也有三种技术路径，分别是固态储存技术、有机液态储氢和液氨储氢技术。其中，固态储存是利用氢气和储氢材料之间发生物理或化学反应，转化为固溶体或氢化物进行氢气储存，固态储氢体积密度较大，运输也比较方便，并且安全性高，但可惜的是，目前还处于实验室阶段，还没有实现产业化应用。

有机液态储氢是通过不饱和液体有机物的可逆加氢和脱氢反应，从而实现氢能储存，这种储氢方式密度高，安全性高，而且能长期储存，远距离运输，但缺点也很明显，有机液态储氢成本比较高，大规模应用有难度，并且氢气的纯度也不高。

液氨储氢技术是氢与氨气在催化剂作用下合成液氨，以液氨的形式储存，这种储存方式能耗低，运输效率和安全性高，并且实现难度也低，但不足是对设备的要求比较高。

可以看到，氢储能技术路线有很多，每种技术都有优劣，总体来看，目前产业化程度偏低，因此短期内还会偏重于受政策影响。

03

成本制约氢储能产业化

氢储能目前还没有大规模落地应用，很大原因是成本较高。在制氢环节，最理想的方式，是通过可再生能源电解水制氢，碱水制氢技术成熟，目前也初步实现了商业化，但在制氢过程中，耗电量大、成本高是突出问题。

在储存环节，如上文所述，目前还未找到最佳方案；在加氢站环节，目前单站储氢量比较小，而且部分设备及零部件依然依赖进口，综合来看，各项成本都高。

在终端应用环节，从国内来看，目前还多用于氢燃料电池车，但要知道的是，国内燃料电池车辆本身就很少，市场销量有限，生产规模很小，这导致整车成本较高，其中电池系统在成本中占比高达一半以上。

这是氢能在产业化应用时本身面临的问题，此外，从外部来看，虽然全国各地都在积极研究和发展氢能，但对于部分地区而言，受限于自身条件，也许并不适合发展氢能。

长期来看，发展氢能是未来能源利用的理想方向，但就目前而言依然面临诸多挑战，这也需要多方持续努力，共同推动产业化。

04

延伸阅读

1.中石化

前身是成立于1983年7月的中国石油化工总公司，2018年经过公司制改制为中国石油化工集团有限公司，目前是中国最大的成品油和石化产品供应商、第二大油气生产商，是世界第一大炼油公司、第二大化工公司，加油站总数位居世界第二，在2021年《财富》世界500强企业中排名第5位。中石化是参与氢储能的代表性国央企，中石化曾计划要打造中国第一氢能公司。

2.中材科技

中材科技成立于2004年，隶属于中国建材集团，专业从事新能源储运装备制造、车用复合气瓶的研发生产和销售，2008年起研发高压储氢气瓶。在氢能储运上，研发了加氢站站用瓶、长距离运氢长管以及车载供氢系统备等产品，是国内少数可实现385L储氢气瓶批量供应的企业，客户包括宇通客车、南京金龙、北汽福田、三一重工等头部企业。2021年，中材科技车载储氢瓶出货量在国内排名第二。

3.国富氢能

成立于2016年，业务涉及氢能产业链上中下游，研发有高压氢瓶与车载供氢系统等产品，是国内氢能装备头部企业，客户包括燃料电池系统集成厂商、整车厂、能源公司等，比如中国石化、美锦能源、奇臻科技、上海捷氢、上海至塑等。2021年，国富氢能车载储氢瓶出货量市场占有率达35.63%，市占率在行业中位居第一。

本文提供的信息仅用于一般指导和信息目的，本文的内容在任何情况下均不应被视为投资、业务、法律或税务建议。