氢能视界
我是从2018年开始研究氢能的，这和我20多年漫长的研究生涯相比，实在算不上什么资历。不过得益于氢能行业刚刚起步，目前所处阶段还不足以成就“大佬”，追逐热点的人闻风而动，而更多的企业家都在脚踏实地研发产品、构建生态，所以，我有更多的机会与行业内的创业者和科研人员近距离接触，可以更真实地感受这个行业的状态与情绪。
其实，我2016年就接触过燃料电池和氢能相关项目，当时一个加拿大回来的博士跟我讲燃料电池，什么膜电极、双极板、催化剂我一点都听不懂，就问他一个最简单的问题：您能告诉我一辆燃料电池公交巴士需要多少钱吗?他说300多万;另外一个燃料电池企业向我演示他们的样车，燃料电池汽车启动的时候一下窜出一尺来远，吓我一大跳;还有一个有机液态储氢的项目，我看到氢气释放的情况感觉项目还处于实验室的原理验证阶段……所以，我当时否定了“氢能进入产业化阶段”的说法。
2018年5月，李克强总理考察丰田氢燃料车的照片在朋友圈转发，这让我对氢能又有了好奇心。当年9月我报名参加中国工商联新能源商会组织的日本氢能考察团，我们参观了岩谷加氢站和丰田的元町工厂。当时，岩谷加氢站一天只有四辆车到站加氢，我们参观的时候刚好有一辆车开进来，仅仅三分钟的加氢时间，司机说可以行驶650公里，消耗的是氢气，排放的是水。
丰田的元町工厂是丰田燃料电池汽车Mirai的生产线，因为每天产量只有9辆车，所以总装线没有使用机器人自动化设备，而是全部采用手工组装，完全没有规模经济。我不懂燃料电池技术，同样只关心产品销售价格，他们已经换算好了人民币的价格，说出厂价大约人民币42万，政府补贴10万人民币左右，客户实际支付大约32万人民币。
就算没有补贴也就42万，与我两年前了解的巴士300多万价格比较，一辆车的动力成本从200万以上到30万左右，而且一天生产9辆而已，那么，如果一天生产90辆、900辆呢?还用担心买不起吗?虽然是公交车和乘用车的比较，但除开车身的材料成本就是动力系统。于是，我开始了对氢能和燃料电池的跟踪研究。我再次到日本，参加国际氢能会议，拜访产业链上的企业，包括新日铁的工业副产氢、福冈市氢气供应(三菱化工开发的沼气制氢)、福冈检测中心、北九州氢能小镇家用热电联产等，与日本企业、政府和学术界对氢能和燃料电池汽车进行交流，对氢能有了一些感性认识。然后，在协会的引导下，我开始对国内氢能产业的企业调研和专家访谈，并很快走访了佛山、上海、如皋、北京、潍坊、武汉等氢能重点城市，慢慢了解氢能产业的来龙去脉。
彼时，中国已经是世界上践行氢能产业非常重要的国家，在佛山、上海、江苏、北京、武汉、山东、河北等地都已经有了加氢站，我也很快坐上了国产的燃料电池巴士，11.5-12米的公交车价格已经从三年前的280万左右降到了120万左右，燃料电池成本还在以每年20-30%的速度下降。
但燃料电池汽车不是氢能的全部内涵，就算你买的起，也不一定用得起，就算你用得起也不一定环保，也就是说光把车造出来还不行，还需要价格便宜的氢，有了价格便宜的氢还不行，还要是绿色的氢。车开起来只是第一步，绿氢的制备、氢气的储运则是更大的难题;燃料电池汽车也仅仅是氢能应用的一个领域，在碳中和目标下，越来越多的领域都看到了氢能带来的减碳方案。这个世界将因为对氢能的重新认知而发生深刻的改变。
虽然赶上三年疫情无法走访更多的国家，好在氢能这个朋友圈不分国界，就在中国本土也能接触到世界各国的氢能人，比如三大气体公司、燃料电池汽车公司丰田、现代、世界燃料电池企业的代表巴拉德、水吉能、电解槽代表企业康明斯、蒂森克虏伯等都在布局中国市场，其间还有一些国际氢能会议可以听到世界各地氢能专家的报告，所以，虽然不能亲临现场难免遗憾，但这个行业之间的咨询和交流并没有中断。
人类对氢的研究已有500年的历史，因为氢无论是从可获得性、清洁度、还是从能量密度都堪称完美的能源，人类对氢气作为能源的探索也是由来已久。但由于氢元素比较活跃，管理难度非常高，所以这个几乎最理想的清洁能源一直都被束之高阁。对氢能的规模化应用的提出则是近几十年来的事，是人类面临气候变化和能源安全作出的选择。即使这样，氢能的产业化路径也是一波三折，从上世纪70年代能源危机开始，现在已经是第三波氢能浪潮，其中“碳中和”是最大的驱动力。氢能的大规模应用不同于光伏和风能，它的限制性条件不仅仅是经济性一个指标，安全性和可持续发展使氢能面临更大的限制。
真的很佩服那些几十年执着于氢能的科学家和企业家，我跟踪这个行业不到五年，就时常感受到这个行业亦悦亦囧、且喜且忧的情绪，前方的路真的没有那么清晰，感觉自己一次次走出迷雾又一次次进入迷雾。
第一次在岩谷加氢站摸到加氢枪都感到激动无比，看到一辆叫着“Mirai”的氢车开进加氢站感觉自己距离“未来”那么近。日本氢能展厅绘声绘色地展示着氢社会的美好，让我对三十年后的零碳世界充满了期待，哪怕明知道自己会老去，我也憧憬那个没有污染的氢清世界。
而现实中，氢能仍是一个充满争议的产业，有人说氢能是人类的终极能源，是取之不尽用之不竭的清洁能源;而有人则是谈氢色变，甚至有人直接对氢能特别是燃料电池汽车泼冷水。支持氢能的人认为氢能是遏制人类气候危机，实现碳中和的必然选择，日本首相和韩国总统都为氢燃料电池汽车代言，一些80后、90后都说氢能是可以做一辈子的事业;而反对氢能的人则认为氢能转换效率低，而且氢是易燃易爆的气体，不安全，马斯克更是称“氢燃料电池极其愚蠢”，跟他具有同样观点的还有大众汽车总经理迪斯和比亚迪董事长王传福。还有大学教授直接写文章抨击我关于氢能的文章，认为燃料电池汽车装上储氢瓶就像是背着一个炸药包。
如果你没有耐心，做着做着就会绝望；如果你有足够的耐心，你会发现氢能是人类可持续发展最大的希望。
那么，氢能的应用到底是智慧还是愚蠢呢?发展氢能到底是人类的主观愿望还是科技发展的必然结果呢?氢能在世界新的能源变革中发挥怎样的作用?氢真的可以担当终极能源吗?那个燃烧氢气排放水的“氢社会”到底距离我们有多远?
某种意义上，我们每个人都是自己的“井底青蛙”，但我们总在努力打开自己的视界，我们看到的不一定就是真理，但我们一直都在追求真理的路上。对一个产业趋势和产业生态的判断对普通消费者来说是接不接受的问题，而对企业和投资人来说则是商业机会和风险的问题。我想，作为一个氢能产业的媒体人，我有必要对氢能的前世今生和产业生态做一些分解。我将这个课题分为三个部分：
第一部分关于氢的认知，现实情况是全球30多个国家制定了氢能发展的路线图，我国将氢纳入能源体系，20多个省市出台氢能产业规划，但氢能又是一个充满争议的产业，那么氢能到底是什么呢?发展氢能有什么意义呢?这一部分共分为四章：第一章以全球氢能热带入氢能场景;第二章 氢能的诱惑与争议，主要写氢能发展的意义和面临的难题;第三章 氢能的限制性条件，说明氢能产生争议的原因;第四章 为什么氢是新能源革命最晚登场的主角，主要讲述氢能突破限制性条件的过程，以及氢与可再生能源相辅相成的关系。
第二部分 是用三章的内容来介绍氢能产业化 第五章 用典型案例描述氢能产业化进程;第六章 从各国商业模式比较看氢能产业化的路径;第七章 是产业化的生态链，主要是氢能带来的商业机会。
第三部分是氢能的未来，也就是氢能带来的改变，包括产业结构的变化和环境的变化，实际上也就是我们要实现的目标，能源安全和环境安全，第八章 氢能变成制造业，可以摆脱资源约束，作为制造大国的中国甚至可以变成能源出口国;第九章是发展氢能的环境目标，就是实现碳中和。
对氢能系统性地跟踪调研是我继机械行业后第二次对一个行业如此深入，而上一次是从2001年到2013年，现在重新回到十年以前的工作状态我非常感慨，过去的同学、同事很多都早已功成名就，碍于身份和社会地位，他们即使去企业调研也必然是要兴师动众的，所以，这样肯定就无法将调研变成日常工作了，而几十年不变的“研究员”身份则让我随时可以启程，我非常享受这份自由研究的愉悦。所以，我在分享氢能行业的知识、信息和观点的同时，也在跟您分享一份氢能产业在纷扰中笃定的气质和自己的心情。
对我来说，研究氢能行业的挑战远远超过规模庞大、历史悠久的机械制造业，这根本就是确定性与不确定性的区别，无非是如何在不确定中寻找确定性。
我显然不是一个先知先觉的人，只是基于中集集团的业务结构，我于2014年8月开始研究能源产业，恰逢石油价格雪崩式的暴跌，我方才感知到能源这个巨大的产业所面临的重大历史变革。当时，页岩油气、可再生能源的比例还非常低，电动汽车也只是刚刚起步，但已经足以动摇石油能源体系的根基。在过去十年的时间里，石油价格因为能源结构变化、新冠疫情和地缘政治仿佛山崩海啸，大起大落，而可再生能源如一骑绝尘，氢能这个伏枥已久的零碳能源则在“碳达峰、碳中和”的呼唤中向我们翩翩走来。
#FormatImgID_3#1.1感受世界能源变革
因为长时间从事行业与上市公司跟踪调研，我对日常研究的产业变化和生态的感知还是敏感的，比如我发现工程机械应收账款逾期率上升或者厂商促销力度增加我就马上会跟基金经理讨论是否要减持工程机械的股票;在市场都在追逐燃料电池或电解槽的热度时，我可能会将目光转向碳纤维材料或阀门……但我研究产业有一个致命的弱点就是天生对政治不太敏感，包括对应接不暇的各种产业政策，除非在我研究的领域，根据经济规律和产业发展大的逻辑预期到产业政策的变化或期待某项政策出台。
对于氢燃料电池产业政策我是有特别期待的，甚至是有私心的，因为氢能符合我对能源摆脱资源约束、摆脱环境约束、能量密度更高的趋势判断，也符合我对公司传统能源装备业务在新能源领域延伸的期望。与其说是对产业政策的关注，不如说是企图自己对产业趋势判断能够得到某种佐证，而从“位置决定想法”的角度来看，因为中集集团在气体能源高压和低温方面的能力会让我对氢气大规模应用有特别的期待，偏偏，我的期望在接下来的时间里得到了持续的验证。
回头查阅国内有关氢能及燃料电池政策，从2006年氢能及燃料电池技术就被写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012～2020年)》、《中国制造2025》等国家级规划都提及了氢能与燃料电池产业的战略意义。但在2014年前并没有具体的产业鼓励政策。当时我还没有关注到能源行业，而氢能产业似乎也无多少建树。
2014年11月19日国务院办公厅发布的《能源发展战略行动(2014-2020年)》中，正式将“氢能与燃料电池”作为能源科技创新战略方向;2015年以后提出了燃料电池汽车技术要达到产业化要求，实现千辆级市场规模，并对燃料电池汽车补贴不实行退坡政策;2016年7月13日国家发改委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划(2016～2030年)》2016年10月，氢能标准委员会发布了《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》，分析了我国氢能产业基础设施的发展现状、存在的问题及发展前景，明确了我国氢能产业基础设施在近期(2016-2020年)、中期(2020-2030年)和远期(2030-2050年)三个阶段的发展目标和主要任务， 并首次提出了发展路线图。
能源的基本属性正在发生根本性变化，能源将从资源产业转变为科技产业。
在这些我尚未开始研究氢能前的所有信息中，我最敏感的是2014年的11月这个特别的时间，我注意到11月18日丰田首款燃料电池量产车型Mirai正式上市;11月19日我国正式将氢能和燃料电池作为能源创新方向;而我在这一年的11月份首次向中集集团时任总裁麦伯良(现任董事长)提出第一份系统的能源报告《能源：从资源时代到科技时代》，我将世界主要经济体的能源结构的存量和增量进行比较后提出一个观点：这篇文章2016年发表在《中国科技投资》杂志上。
2014年前我一直研究机械制造业，2014年的8月，基于中集集团能源装备业务，我开始研究能源，彼时恰逢国际石油价格断崖式下跌，集团大量的石油资产让公司上下都非常紧张，我企图帮助集团领导对这块业务的前景作出判断。按照我产业研究一贯的思维模式，我追溯能源发展的源头与动能，发现世界能源正在发生不可逆的结构变化。经过3个月的研究，得出了能源基本属性“从资源属性过渡到成本属性”的结论。
但这个过程是非常痛苦的，因为我们身处传统能源的生态中，我首先想到的并不是进入新的能源产业，而是要摆脱传统深海石油装备的风险。这个世界就是这样，当我们的专注力朝向哪里，我们的能量就会在哪里生长。从2014年到2017年三年的时间内我都在企图寻找到公司可以减持深海油气装备资产的机会，事实上，我们很难有机会摆脱重资产，我生命的能量似乎也在沉入深海。好在深海并不一定都是深渊，那里始终都有宝藏，中集的深海能力也从海洋深处收获了可燃冰、深海渔业和海上风电;好在中集还有天然气、还有氢能这些清洁能源让我的注意力可以转移，让生命的能量得以转换。
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产业转型不是简单替代，新能源的生长同样伴随着痛苦。2009年科技部、财政部、发改委、工信部四部委提出新能源汽车“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程，经过三年的示范，基本上确定新能源汽车发展方向可持续进行，2013年开始在全国推广。
尽管新能源汽车包括了插电式混合动力、纯电动和燃料电池，但彼时锂离子电池成本大幅下降，2014年国内新能源汽车销量超过7万辆，而燃料电池汽车成本依然居高不下，虽然燃料电池汽车也在补贴范围，但实际上并没有燃料电池汽车能够上《机动车登记目录》。燃料电池在新能源汽车的“三横”中败下阵来，整个燃料电池行业都处于非常压抑的情绪中。
2014年11月18日丰田发布首款燃料电池量产车型——Mirai，并宣布燃料电池成本下降到2008年的1/20，一次充气时间大约3分钟，续航里程650km。官方售价723万6000日元(约47万人民币)，算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元(约27.3万人民币)。
实际上，能源资源贫乏的日本早在第一次能源危机时就开始研究氢能源，到20世纪末，燃料电池成本始终受制于贵金属，学术界基本上否定了燃料电池发展路径。但1988年就启动了燃料电池研究的丰田于2002年12月5日将一辆银灰色SUV停在新首相小泉纯一郎官邸外，这成为日本燃料电池汽车的一个起点，小泉与丰田约定将在2015年之前将燃料电池技术彻底实用化，实现燃料电池量产车型的发售，并以政府名义购入一批燃料电池车，丰田以不计成本的方式制造出了第一批燃料电池汽车，但每辆造价在1亿日元左右(相当于人民币650万元)。
这个消息被摧枯拉朽般占据全球汽车新闻头条的特斯拉所掩盖，但对于几乎处于绝望中的燃料电池的研究人员和创业者来说则是巨大的提振，正是这辆被叫作“未来”的车开启了全球第三次氢能热。
2017年是中国汽车产业记录历史史册的一年，这一年中国成为全球新能源汽车销量第一的国家，几乎完美地实现了“弯道超车”。但电动汽车的成功并没有让中国放弃燃料电池技术路线，就在这一年，时任科技部部长万钢访问日本，并参观了日本的氢燃料电池汽车;2018年的5月，李克强总理考察日本期间又参观了丰田燃料电池汽车生产线，此时，氢燃料电池汽车才真正进入大众视野。
不知道我是不是算与氢能有缘，我研究能源的时候恰好是丰田Mirai上市的当年;我2018年开始关注氢能，2019年氢能第一次被写进政府工作报告。只是Mirai发布时我对燃料电池还一无所知，在这个信息高度发达的时代，我们总以为很多的公众事件该会是人尽皆知，其实更多的人都会将目光投向人声鼎沸处，光伏、风电、电动汽车吸引了更多的目光。直到2018年到2019年开始我才得知Mirai的发布对氢能产业有怎样的意义，也因为2018年9月第一次与Mirai的亲密接触而与氢能产业渐行渐近。
#FormatImgID_6#1.3 中国启动
2019年3月15日，《政府工作报告》在释放内需中提到“稳定汽车消费，继续执行新能源汽车购置优惠政策，推动充电、加氢等设施建设。”当时，我对氢能和燃料电池的理解还非常肤浅，并不知道加氢设施是首次在政府工作报告中出现，从能源的角度，更加引起我注意的是对绿色产业和优化能源结构的内容，如“大力发展可再生能源，加快解决风、光、水电消纳问题。”
我的理解是，发展电动汽车可以带动新的基础建设，而充电桩、加氢站的普及则可以进一步拉动新能源汽车的消费，这是一个从消费端拉动经济增长的发展战略。而从能源的角度来看，加大可再生能源的消纳，提高可再生能源的比例是降低二氧化碳排放和增加能源自给率的方案。不过，更多关注氢能的媒体显然比我要敏感得多，在各种解读里，“氢能”首次被写入政府工作报告，我方知我进入氢能行业的时点可能刚好是这个行业的拐点，“首次”嘛，果然不错，接下来就是关于氢能的几个重磅政策的出台。
2020年4月10日国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》将能源的范畴定义为：煤炭、石油、天然气(含页岩气、煤层气、生物天然气等)、核能、氢能、风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能、电力和热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用的各种资源。这里，氢气的“能源”身份便有了法律效应，在此之前，氢气的身份是“危化品”，尽管汽油、天然气也纳入危化品管理，但因为它们是能源，所以比氢气的应用条件宽松很多。
2020年9月16日，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局等五部委《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励，堪称燃料电池汽车的“十城千辆”，只是，为了避免电动汽车曾经的骗补现象，采取了有条件的奖励方式。
整个“以奖代补”的示范是对达到补贴要求的燃料电池汽车核心零部件进行奖励，虽然是五个部门出台的文件，而奖励的全部都是燃料电池核心零部件，包括电堆、双极板、膜电极、空气压缩机、质子交换膜、催化剂、碳纸、氢气循环系统，被业内简称为"八大件”，基本不涉及能源端和产业化程度的优惠政策。奖励的车型包括乘用车、轻型货车、中型货车、中小型客车、12吨以上重型货车、10米以上大型客车。' fill='%23FFFFFF'%3E%3Crect x='249' y='126' width='1' height='1'%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E)
正是人类对未知世界的好奇心和对美好生活永不厌足的向往推动了科技进步和产业变革，尽管在追逐未来的道路上根本不知道前途是阳光还是风雨，尽管每一次变革都伴随着巨大的牺牲，但人类向上的天性还是会有更多的人搭乘一趟趟开往未来的列车，大多数“上车”的人可能是盲目跟从，时常有人因为轨道不平会晕车，选择“下车”或“换乘”，总有一些车能够走入正轨，总有一些人能够引领时代。
不管对氢能的认知如何、也不管自身的产业基础怎样，各地纷纷组织团队按照申报指南编写示范城市申报材料，有条件要上，没有条件创造条件也要上，截至2020年底，全国除海南、新疆、西藏等少数省份和地区外，近20个城市群提交了申报材料。连我自己也是不知缘由地被裹挟进了材料申报的大军中，只是习惯了用随笔写产业观察的我根本不能适应有腔有调的文件式表达，还没有来得及描绘前景就第一个被淘汰了。接下来，整个氢能行业的气氛既兴奋又紧张，尤其是参与申报的人更加焦急地等待公布申报结果，还好没有地域标签的我已经置之度外，不管任何地区入选对我都是好消息。
申报材料上报后，大半年的时间内各大城市在焦虑和忐忑中等待结果，市场传出各种版本的消息，直到2021年的8月，财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局才正式批复燃料电池汽车示范应用首批示范城市群，分别是京津冀、上海、广东;2021年12月28日，五部门发布《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》，由郑州市牵头的河南城市群以及由河北张家口牵头的河北城市群获批，在全国形成了“3+2”的燃料电池汽车示范格局。按照相关政策，示范城市最高可获得17亿元的补贴(奖励)。
这看起来是一个跨区域合作的示范城市群方案，所以，以长三角、京津冀和粤港澳大湾区为主，河南、河北为辅的燃料电池示范群，实际上山东、内蒙、安徽、福建都有城市参与进来，目的是企图打破区域保护，形成优势互补。
根据氢能产业链的特点，山东省是一个氢能禀赋非常好的省份，不仅有山工集团旗下燃料电池及整车生态链和丰富的氢气来源，而且在氢能及燃料电池相关核心材料上具有独特的优势，虽然淄博、潍坊、聊城、滨州等地因为各种氢能产业链资源进入到各大城市示范群，但山东省没有作为独立的示范城市群未免还是一个遗憾。
不过，这并不能降低山东发展氢能的热情，2021年4月16日，科技部与山东省政府签署《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》，联合启动“氢进万家”科技示范工程，济南、青岛、淄博、潍坊作为示范城市，以“一条氢能高速、二个氢能港口、三个科普基地、四个氢能园区、五个氢能社区”为建设目标，开展副产氢纯化、可再生能源制氢、管道输氢、氢能交通、热电联供、氢能产业链数据监控等氢能生产和利用技术的工程化示范，打造全国首个万台套氢能综合供能装置示范基地，探索氢能在多种场景下的高效、安全利用新模式。
显然，五个示范城市群的"以奖代补"是基于燃料电池汽车为主氢能产业发展鼓励方案，而“氢进万家”则更加倾向于“氢社会”，是一个更加普及的氢能基础建设和应用示范。
实际上，氢能的示范并没有局限于示范城市，到2022年年底，全国已经有20个省份出台氢能发展规划，据不完全统计，20个城市到2025年累计燃料电池汽车保有量将达到118370辆，各地计划建成加氢站累计达到1339座，预计产业规模将超过10000亿。
2022年3月，国家发展和改革委员会发布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》。各地规划的燃料电池销量远远高于国家发改委2025年5万辆的目标。看起来专项规划在燃料电池目标上显得过于“低调”了一些，不过这没有压制住市场对氢能的热情，规划将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，所以，依然给予了氢能产业发展更大的信心。
全球主要国家对氢能发展都给予了切实的补贴政策。美国2019年初正式推出H2@Scale计划，此后对氢能的补贴不断增加。2020年7月8日，欧盟委员会正式对外公示了《欧盟氢能战略》，欧盟计划未来十年内向氢能产业投入5750亿欧元。据日本共同社2021年6月15日报道，日本政府和企业正在加速推动氢能源，菅义伟内阁提出在2030年前，要把加氢站增加到1000个，未来10年内要拨款3700亿日元支持氢能源发展。韩国不仅将氢能作为能源转型的方向，而且将燃料电池汽车作为新的增长点，给予燃料电池汽车采购和氢气大量的补贴，近期又称2023年预计将为16920辆氢能燃料电池车，提供 2420 万美元补贴。
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说起氢能大家首先想到的是燃料电池汽车，这是因为汽车距离我们的生活更近，又容易形成规模经济效应。而且世界上最早"氢经济"也是1970年John Bockris 在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心演讲所提出的。无论丰田、 本田、现代、通用、戴姆勒、宝马的燃料电池汽车任何信息的发布都成为全球氢能领域的焦点。我国自1998年开始探索燃料电池汽车的产业化，经过二十多年的发展，国内已经形成一批燃料电池系统、电堆及核心零部件生产企业，并形成了上海、北京、广东、山东等燃料电池产业集群。
不过，随着氢能纳入能源体系，这个产业的重心开始从应用端向上游能源端转移。2021年3月29日，中国石化通过云视频方式举行2020年度业绩发布会，表示公司将把氢能作为新能源业务的主要方向，“十四五”期间规划建设1000座加氢站或油氢合建站，打造“中国第一大氢能公司”。在新能源汽车领域，基础建设是非常重要的配套设施，“鸡生蛋还是蛋生鸡”是行业发展初期矛盾的焦点。大型能源企业对氢能的大规模投资体现了传统能源企业向氢能转型的决心，中石化此举对氢能行业来说是非常大的鼓舞。
2021年4月17日，中石化时任董事长、党组书记张玉卓受邀与国家电投集团氢能科技发展有限公司董事长、党委书记李连荣，隆基股份总裁李振国，明阳集团董事长张传卫做客财经频道CCTV-2《对话》。张玉卓在《对话》上表示，氢能是未来能源技术革命和产业发展的一个重要方向，是实现碳达峰和碳中和的重要手段。中国石化将把氢能作为公司新能源业务的主要发展方向，逐步培育并壮大中国石化氢能产供销一体化产业链，推进打造中国第一氢能公司。
2021年10月16日，成立于2021年3月的隆基氢能科技有限公司在江苏无锡举行首台碱性水电解槽下线仪式。当年，国内电解槽产能不过1GW，隆基提出到2021年年底就要形成0.5GW的能力，并在未来5年内产能达到5-10GW，2022年隆基已建成1.5GW的生产能力。紧接着，国内电解槽热度骤然增加，电解槽企业从2020年不到10家迅速扩大到160多家，其中不乏国内大型装备企业和大型能源企业，除隆基绿能外，中国石化、国家电投、中集集团、三一重工、华电重工、中航工业、阳光电源等都被绿氢这个充满诱惑的能源所吸引，纷纷进入电解槽制造领域。
国家电投比较早开始在全面布局氢能全产业链，在2017年5月就在能源央企中率先成立首家氢能专业化子公司——国家电投氢能科技发展有限公司，到2021年，国家电投已经完成在浙江宁波、武汉、北京、佛山、吉林长春、山东济南六大生产基地的布局。2021年6月，阳光电源氢能事业部独立为合肥阳光氢能科技有限公司。
2019年6月，国家能源集团成立国家能源集团氢能科技有限责任公司。东方电气集团2012年11月成立东方电气(成都)氢能股权投资基金合伙企业(有限合伙)。也就是说，无论是传统的能源企业还是可再生能源企业都在进入氢能这个领域，但实际上，不仅仅是能源企业，2021年8月，国务院国资委秘书长、新闻发言人彭华岗在国务院新闻办公室举行的上半年央企经济运行情况新闻发布会上表示，超过1/3的央企已经在进行包括制氢、储氢、加氢、用氢等环节的全产业链布局，以中国石化、中国石油、国家电投、国家电网、华电集团、东方电气、中国能建、国家能源集团、中国建材集团、中国船舶、中国中车、东风汽车为代表的央企展开了一系列布局，覆盖氢能、燃料电池及终端应用各个环节。
根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》，氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。据国际能源网统计，到2021年底，国内有48家能源企业布局氢能。
国际市场上，石油巨头纷纷押注氢能源，欧洲石油公司因涉足氢能较早而积累了丰富的经验，近两年又进一步加速规划;早在2020年8月，BP在其十年发展战略中就提出，到2030年其氢能业务在核心市场的份额增长至10%。这一目标框架下，BP于2022年7月宣布向亚洲可再生能源中心出资40.5%，该中心在澳大利亚利用风能和太阳能制造氢。
2022年7月，壳牌决定将在荷兰建设欧洲最大的可再生能源制氢工厂，其规模是欧洲现有最大绿氢工厂的10倍，该绿氢项目将于2025年建成，为其在鹿特丹的化工园区每日供应约60吨绿氢。
道达尔在氢能领域布局重点包括绿氢生产、交通应用等。2022年6月，道达尔宣布收购印度阿达尼新工业公司25%的股份，双方将合作在亚洲国家开发绿色氢气生态系统，计划到2030年开发出每年约100万吨绿色氢气的生产能力。在氢能应用上，道达尔计划到2030年完成400座加氢站的建设工作。
雪佛龙公司2021年宣布，计划在2021～2028年间向低碳业务投资100亿美元，并于2050年将运营排放量降至零，2021年加速向碳捕集、氢能和新型能源领域投入。
埃克森美孚宣布，2022～2027年间低碳支出大幅增加到150亿美元，重点放在碳捕集与封存(CCS)、氢能和生物燃料领域。
2021年1月，SK集团旗下SK控股公司和SK E&S于7日表示，公司投资1.6万亿韩元(约合人民币95亿元)收购美国氢能行业巨头普拉格能源(Plug Power)9.9%的股份，成为其最大股东。当年10月，SK集团和普拉格能源表示，他们已经成立了一家合资企业，计划2024年之前在韩国建设超级工厂，大规模生产氢燃料电池和电解槽系统，供应韩国国内和亚洲市场。
#FormatImgID_12#1.5 氢能投资持续升温
近年来，氢能成为各地招商引的重点方向，轻轻统计一下，在“查天眼”输入“氢能”有4294条信息，输入“制氢”有2608条信息，输入“电解槽”有2354条信息，输入“燃料电池”有13269条信息，输入“储氢”有16237条信息。尽管其中有些信息重叠，还有一些企业多地投资，但由于多方参与，氢能行业项目投资热度在逐渐升温。
2021年底，我带了一个基金经理参加势银能链的氢能年会，他感叹“没想到氢能已经这么热了”。如果仅仅只看氢能相关上市公司的报表，无论国内还是国外都还没有大规模销售的企业，不过，充分的成长空间赋予了投资人巨大的想象空间，无论制氢、储运还是应用端，如能实现规模化都是万亿级的产业。实际上，氢能产业上下游的交流以及氢能产业与资本市场的交流主要都是来自业内的展会或各种平台的年会。
其中“中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品展览会(CHFE)”和长三角地区“国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC )”是国内氢能行业的盛会，已经分别举办了六届和七届，展会时间一般是三天，即使过去三年受到疫情的影响，会议周边的酒店依然一房难求。
我对氢能行业的切入是从2018年丰田产线的参观和2019年在日本的氢能展会，创办于2005年的“日本东京氢能及燃料电池展览会(FC EXPO)”是世界最大的氢能及燃料电池展览会，一年之内有春季展、秋季展和冬季展，世界各国的氢能重点企业都将这个平台当作国际市场的交流平台，目前展会参展单位已经超过千家，参观人数规模大约五万人。
2022年年中，中国汽车百人会发布《中国氢能产业发展报告2022》，超过百家上市公司布局氢能，2021年氢能产业投资总金额超过3100亿元，截至2021年末,针对氢能产业的投资基金累计规模超800亿人民币。根据上海遨问创投统计，2019年-2022年资本市场对氢能项目的投资数分别为40个、49个、51个和42个，而融资分别为18亿元、50亿元、79亿元和82.5亿元。
我最初进入这个行业的时候，资本市场追逐的是燃料电池和核心原材料企业，2020年中石化成为重塑股份第二大股东，到2022年，公司估值已经达到115亿元;2020年9月，有人跟我推荐东岳未来，一个质子交换膜企业一年之内完成三次融资，估值迅速上到50亿元。
加氢站的热点爆发是在中石化宣布1000座加氢站目标后开始启动的，他们在各地启动加氢站招标的同时，也开始了对加氢站及核心零部件企业的投资，并迅速推高了这个行业的估值。2020年1月我们集团副总裁李胤辉给我推荐芜湖一家压缩机企业中鼎恒盛，当时我还不知道隔膜压缩机，听了公司介绍才知道是可以用在加氢站，当时他们正在跟东方电气集团谈合作，股权融资的估值是4个亿，到2022年中鼎恒盛已经是氢能行业人尽皆知的企业，估值到了30亿元。
而电解槽的热度就该归功于隆基股份了，他们2021年宣布未来五年将电解槽的产能做到5-10个GW，这是当年市场10-20倍的规模，2021年、2022年全球电解槽行业开始躁动，行业产能扩张到11GW以上，国外龙头企业NEL的产能也大幅扩张，康明斯、蒂森克虏伯也开始布局中国市场。
据高盛2022年12月发布报告称，目前全球氢能市场的总价值约为1250亿美元，预计到2050年，氢能市场的总规模将超过1万亿美元。在全球低碳转型过程中，氢能将发挥重要作用。一旦清洁能源制氢技术发展成熟，氢能在全球能源市场的占比将达15%。
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1993年中国成为石油净进口国，石油进口依赖度逐年攀升，2000年达到36.4%，2019年超过70%;另一方面，气候问题已经成为人类发展重要的课题，到1999年，有84个国家签订《京都议定书》。在这样的背景下，2001年中国将新能源汽车列入“十五期间”国家“863”重大科技课题，一批动力电池企业开始了产业化探索，其中包括混合动力、纯电动和燃料电池企业。
如果有哪个冬天曾经感到绝望的话，那一定是2015年，我清楚地记得12月22日那天，我陪77岁的杨世祥先生到北京电视台领取“第七届北京影响力——新锐企业”大奖，这原本是一个非常值得高兴的日子，老先生四十多年坚持对数字液压的研究终于获得了成功。但那天傍晚进入会场前距离杨先生两米远的地方都看不清他和他的团队的面容，我在想，杨老先生此生能不能等到雾霾驱散的一天，而我要重新回到曾经清新世界还需要多少年?人类努力的目的到底是为什么?暗无天日难道就是工业文明的代价吗?
就在那些日子，北京几乎成为全国、乃至全球环境污染的众矢之的。对极端的环境差如果做不到"愚公移山"，还可以搬家。但面对全球气候变暖的威胁地球人类显然是无家可搬。20世纪以来全球海平面已上升了10-20厘米，气候专家预测，未来100至200年内海平面已无法避免上升至少1米。气候变化的原因非常复杂，但人类唯一能够做的就是减少排放。
2016年4月，全世界178个缔约方共同签署《巴黎协定》，对2020年后全球应对气候变化的行动作出的统一安排，将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。这成为全球氢能产业巨大的推动力。
巴黎协定后，日本最先在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，也提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%;欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%;美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%;韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。
2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取到2060年前实现“碳中和”。至此，中国氢能发展的目标变得更加清晰。
据不完全统计，全球已有30余个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标，基于巴黎协定对2020年作为气候变化的时间节点，目前大部分国家的氢能战略发布时间都在2020年左右。
但氢能产业化是有条件的，当更多的人能够感受到这个行业温度的时候，氢能产业化的先行者们已经孤独走过20多年的历程。
本期资料来源：
1、《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》
2、《政府工作报告》(2019年)
3、《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》(2020年)
4、《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(2021)
5、《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》(2021)
6、科技部、山东省《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》(2021年)
7、《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》(2022年)
8、百人会：《中国氢能产业发展报告2022》
9、FC燃点:《丰田燃料电池车MIRAI的前世今生》(2021年懂车帝)
10、国际氢能网《超48家能源企业布局氢能!2022，“氢”舞飞扬!》(2022年)
11、储能科学与技术《全球主要国家氢能发展战略分析》(2022年)
12、环球杂志：《欧美油气巨头布局新能源》(2022年)
是什么人将“渺小”这个词与“人类”放在一起?我坚决不同意。“白驹过隙”是指生命个体的渺小和偶然，芸芸众生聚集在一起亦是生生不息的力量，在天地间还没有哪一个物种能够与人类匹敌，人类历史的长河从来都是波澜壮阔。个体被抛到这个世界从来不知道自己会卷入怎样的缝隙或是风口浪尖上。今天，我们被卷入到人类第三次能源革命的浪潮中，从风电到光伏，一波接一波，这一次正在掀起的是氢能的浪潮。
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提到氢，小朋友想到的是五颜六色的氢气球;中学生想到的是烧杯里电解棒上冒出的小气泡;对化学家来说，氢是第一元素，可以作为很多化学反应中的还原剂。氢是最轻的、也是自然界中最丰富的元素，氢广泛存在于各种物质中，而我们赖以生存的水便是氢最大的载体，日本将氢叫做“水素”，认为饮用"水素水"后，水素会直达体内的细胞里，把体内坏的活性氧有选择性的去除,，让生命更有活力。
宇宙既是一个巨大的生命场，也是一个巨大的能量场，而氢元素则是宇宙恒星核聚变的最初起点，按照宇宙大爆炸理论，宇宙中的一切元素都是从氢元素的核聚变开始的。在宇宙形成的一亿年内，几乎一直都停留在氢元素到处游离的状态，这些氢元素通过宇宙引力等作用形成星云，星云再进一步坍缩，就形成了恒星。而恒星堪称宇宙的造物工厂，宇宙中的大量物质，都是在恒星核聚变的基础上形成的。
氢在宇宙物质中的比例大约占到80%，而在宇宙的能量之源——太阳几乎占到100%由氢所构建，它的能量来自氢原子的聚合。
在地球上，除了极少数地质运动可以形成富氢环境以外，几乎很少有
氢的自由状态
，大多数氢与氧结合形成了水。水的分子式H2O，三分之二的原子都是氢，氢广泛存在于海洋、湖泊、和江河中，支撑着地球的生命和万物生长。
氢是宇宙能量之源，人类生命之源，人类对自己所处的生存环境的认知如此有限，在宇宙的面前、氢的面前，人类真的渺小起来。直到1520年才首次记录到由瑞士医生帕拉塞尔苏斯
(Paracelsus，1494～1541年)通过将金属铁、锌和锡溶解在硫酸中而观察到的氢。
此后人类对氢这个无色无味的元素展开了年深日久的研究：
1625年，詹·巴普蒂斯塔·范·赫尔蒙特(Johann Baptista van Helmont，1577～1644年)对氢的首次描述，并使用“ Gas”一词。这是人类首次对氢常温下气态属性的认知记载。
1650年，瑞士医生德梅耶内(Turquet de Mayerne)通过稀硫酸对铁的作用获得了一种气体或“易燃空气”。这是人类首次对氢可燃属性的认知记载。
1700年，法国化学家尼古拉斯·莱默里(Nicolas Lemery，1645～1715年)表明，硫酸/铁反应中产生的气体在空气中具有爆炸性。这是人类对氢能危险性认知的最早记载。
1783年雅克·查尔斯(Jacques Charles)和助手罗伯特兄弟首次将乘坐氢气球无人的氢气球“ La Charlière”实现飞行。这是人类第一次无人的氢气球飞行，这一次驱动物体位移应用的不是氢的能量属性，而是“轻”的属性和流体力学中的浮力作用。同年，安东尼·拉瓦锡(Antoine Lavoisier，1743～1794年)和法国天文学家、数学家拉普拉斯(Pierre Laplace，1749-1827 年 )用冰量计测量了氢气的燃烧热，这次一次发现了氢的能量属性。
十八世纪末期，Jan Rudolph Deiman和Adriaan Paets van Troostwijk、威廉尼克尔森(William Nicholson)和安东尼卡莱尔(Anthony Carlisle)、约翰·威廉·里特(Johann Wilhelm Ritter)等科学家在不同的实验室实现了电解水制氢。
1806年，法国发明家弗朗索瓦·伊萨克·德·里瓦兹(FrançoisIsaac de Rivaz)建造了de Rivaz发动机，这是第一台由氢和氧的混合物驱动的内燃机。此后，氢作为动力被多次尝试。1839年，克里斯蒂安·弗里德里希·尚贝(Christian Friedrich Schönbein)在《哲学杂志》上发表了燃料电池的原理，同年英国法官和科学家威廉·罗伯特·格罗夫(William Robert Grove，1811～1896年)开发了格罗夫电池(Grove cell)，并制作了首个燃料电池。至此，这个宇宙与万物生命的自然能量之源进入了它的人造动力的时代，氢内燃机和燃料电池使得氢气的能源属性得以显现。
我们说到“能量”这个词，我理解有三个层面，第一个层面是生命基础支撑或生命力强弱的物质能量，比如空气、水和食物为人的生命提供基础的能量;第二个层面的能量是意识的能量，就是一个人或者组织对所处环境的影响力和驾驭力，这种能量往往源自知识、性格禀赋和组织效率;第三个层面的能量既是世界万物之间位移和变化的能量，也就是驱动世界发展的能源。
在物质世界的“能量”里，碳和氢从来都是主角，不仅构建了世界的生命体，也成为世界能源的基础元素。生命最初的形成源自氢，而人类物质能源的起源则主要基于碳，不过，从木材到煤炭，从煤炭到石油天然气，则是一个不断减碳的过程，而氢步步为营，比在能源中的例越来越高，直到有人喊出“氢能是世界终极能源"，这仿佛是要将世界还原成为氢的源头。
#FormatImgID_18#2.2 第一波氢能浪潮：替代石油能源
进入20世纪，氢气作为能源的方向越来越清晰，并率先在航天领域得到验证：1943年，液态氢作为火箭燃料在俄亥俄州立大学进行了测试;1957年，作为洛克希德(Lockheed)CL-400 Suntan项目的一部分，普惠公司使用液体氢作为燃料的304型喷气发动机进行了首次测试;1961年RL-10液态氢燃料火箭发动机首飞。
与此同时，燃料电池在车用领域的试用也已经开始。1957年，美国发布了U-2双轴液态氢半挂车的规范。美国艾利斯-查默斯(Allis-Chalmers)公司是燃料电池民用市场的开拓者，1959年，由Harry Karl Ihrig领导的一个团队为Allis-Chalmers制造了一台15千瓦的燃料电池拖拉机，并在美国各州的展会上进行了巡回展示，这是人类历史上第一台燃料电池车辆。Allis-Chalmers燃料电池拖拉机包含1008个小型碱性燃料电池，能够产生3000磅的牵引力。系统使用氢氧化钾作为电解质并使用压缩氢气和氧气作为反应物。1960年，该公司又做出世界第一台燃料电池叉车，1964年建造了750瓦的燃料电池，为一人水下研究船提供动力;1965年制造了世界第一台燃料电池高尔夫球车。
1966年通用汽车推出了全球第一款燃料电池汽车Electrovan。这辆车的动力系统由32个串联薄电极燃料电池模块组成，持续输出功率为32千瓦，峰值功率为160千瓦。这是燃料电池汽车技术验证的一个起点，此后欧美各大车厂均纷纷展开燃料电池汽车的研究。氢燃料电池车的逐渐推广使用，能提供高纯高压氢且环保节能的金属氢化物热压缩机成为近年压缩机界世界范围研究的热点。
1953年移居美国的南非化学教授John Bockris1970年在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心于1970年演讲首次提出了“氢经济”的概念。这一概念在接下来的第一次石油危机中得到了很好的响应，氢气被描绘成未来取代石油的主要能源。但接下来的几年石油供需形成了新的平衡，石油价格回到20美元/桶以下，氢能发展的进度有所放缓。
百年原油价格史：油价高峰与大国兴盛(2019年8月21日中国期货网)
第一波氢能浪潮主要的发起国为美国，在能源替代的背景下，整个氢能源生产、配送、储存及使用的市场运作体系都得到了很好的发展，包括氢气管线、线性压缩机、电解槽技术都奠定了一定的基础。1972年，杜邦公司发明了燃料电池质子交换膜，氢燃料在航天动力的应用被确定。
中国的燃料电池事业起步于1958年的天津电源研究所，对熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、固态氧化物电池都展开了理论研究，70年代末期，随着国际市场第一波燃料电池的降温，燃料电池项目被中止。
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第二次浪潮兴起于20世纪90年代，这是基于燃料电池技术走向成熟兴起的一波浪潮，与其说是氢能浪潮，不如说是动力电池技术进步带来的新能源汽车浪潮，其中燃料电池企业加拿大的巴拉德和美国的普拉格，汽车企业戴姆勒、丰田、现代是第二波氢能产业的代表企业。
成立于1979年的巴拉德一开始的研究方向是锂电池，1986年开发出首例压缩空气运转的燃料电池，并通过兼并收购实现了燃料电池从膜电极到系统的全球领先企业，逐步开始了与全球整车企业燃料电池技术的开发。
成立于1997年普拉格能源(Plug Power)是目前全球氢能行业的最具代表性的企业，这是一家通过资本运作成就事业的典型案例，该公司1990年在美国纳斯达克上市，上市之初推出三款氢能产品：GenSys、GenCore、GenSite，分别是天然气制氢发电站、氢能源备用电站和天然气制氢系统。此后通过自研、合作、收购等方式，完成产品的迭代、市场的布局，2007年通过收购CellexPower和General Hydrogen进入燃料电池叉车领域，并在沃尔玛、亚马逊、家乐福、联邦快递、DHL等超市和物流企业推广燃料电池叉车;又通过对荷兰绿色氢能技术企业Frames Group的并购进入制氢领域;普拉格已经在美国建成200多座加氢站，并计划2023年再建100座，成为全球氢能产业的龙头企业。
这一时期，主要汽车厂商都推出了燃料电池汽车的样车。第一波氢能浪潮是验证燃料电池的动力性能，第二波氢能浪潮则在燃料电池的产业化上开始了实践，中国也开始了燃料电池技术的产业化进程。
早在1988年，戴姆勒的工程师就提出将航空航天上的PEMFC应用到汽车上，1991年进入实践阶段，并在三年时间内开发出了第一台PEM燃料电池汽车。这是氢能应用到汽车上的又一个开端，时任戴姆勒-奔驰集团技术研究主任的赫默特·韦乐对燃料电池的判断是革命性的：“我们处在一个新纪元的最前头，可以与戴姆勒和卡尔·奔驰制造的第一辆以内燃发动机为动力的车辆的时代相比。”戴姆勒真正实现了PEM燃料电池汽车从0到1的突破。
1994年，戴姆勒-奔驰公司推出了当时全新的电动汽车代表——带有电力驱动和燃料电池组的NECAR研究车，为后NECAR系列其他车辆的推出奠定了基础。自1994年-2000年，戴姆勒共推出五代燃料电池乘用车，每代产品在技术指标和车内空间上都有进步。
除乘用车以外，戴姆勒在燃料电池大巴车领域也进行了研究，1997年奔驰推出了NEBUS O 405 N，首次将燃料电池技术引入商用车领域。这款巴士车的氢燃料储存在车顶上的七个玻璃纤维包裹的铝罐中，续航里程达到250km，可满足一辆城市公共汽车的日常工作量。2003年，首批30辆150kW(204hp)燃料电池城市公交车在欧洲城市投入运营，这几乎成为全球燃料电池公交车的一个起点，随后氢燃料电池大巴在世界各地陆续装备起来。2005年，梅赛德斯-奔驰在第39届东京车展上推出了F 600研究车HYGENIUS，新车输出功率85kW/115hp，最高车速140km/h，续航里程可达400km，在性能提升的同时，体积则减少了40%。
1992年丰田开始启动燃料电池研究，1996年，基于RAV4改装首款燃料电池汽车，燃料电池功率20千瓦，一次加氢续航里程173公里;1997年基于RAV4改装，燃料电池功率为25千瓦，续航里程达到500公里;2001年3月、6月和10月基于汉兰达改装了三次，电池功率达到90千瓦，然后气瓶的容量和压力不断尝试，从25兆帕到35兆帕，再到50兆帕，储氢瓶达到120升，燃料电池体积35升;到2002年，丰田开发的燃料电池在日本和美国开始了小范围的销售，2005年丰田FCHV成为第一个获得日本政府认证的燃料电池汽车。
这一时期启动燃料电池项目的整车厂还有宝马和现代。实际上宝马公司的氢能战略可以追溯到上世纪的70年代，在第一波氢能浪潮时就是氢能的积极践行者，1978年爆发第二次石油危机时，宝马在搭载了3.5升发动机的5系上放入了超绝缘低温储氢罐，打造出了可使用汽油和液氢双燃料的520h。
此后2000年宝马推出750hL、搭载的V12发动机、最大功率为150kW氢内燃机，能在9.6秒内破百，据相关报道称，这款车当时已达到量产水平。不过，尽管宝马在2005年又推出氢燃料汽车Hydrogen 7，但因为是氢内燃机路线与传统燃油车的效率比较优势并不明显。到2013年宝马与丰田合作，开始转向燃料电池技术路线。
而相比之下，起步于1998年的现代汽车从一开始就选择了燃料电池路径，并于2002年9月推出首款燃料电池汽车Santa Fe，并跑完了美国加利福尼亚汽车拉力赛的全程，2004年年底，现代又改装了途胜的燃料电池版，并参与了由美国牵头的FGEV示范项目，此后，现代的燃料电池汽车不断迭代，到2010年，第二代ix35新航里程已经达到635公里。
在第二波氢能浪潮中，中国成为重要的参与国，这里有几个重要的历史背景：一是在经历改革开放20多年后，中国已经融入到全球制造业产业链，在传统制造业中成为承接过剩产能、降低全球制造业成本的国家;而在创新产业中，成为全球经济中从理论研究到规模制造应用转换的主要国家;二是高考制度恢复以来，教育的开放形成了一批具有国际视野、并参与到国际一流科研机构的科研人员，具备了创新最重要的基础;三是国家对新兴产业的鼓励政策和社会机制，各级财政补贴、风险投资和政府引导基金推动了新兴产业的快速发展。
在这样的背景下，中国在第二波氢能浪潮中表现最积极的是创业型企业，来自科研机构和大专院校的科研团队孵化了一批燃料电池及配套企业。
中国第一家燃料电池企业是1998年成立的上海神力，由加拿大巴拉德系统回国的胡里清博士创办，但当时国内还没有任何配套条件和政策。不过，很快神力就赶上了中国的氢能浪潮。
2001年，国家“863”电动汽车计划启动，提出“三纵三横”的发展思路，全国各主要城市开始在混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的发展方向中抉择，其中，燃料电池汽车概念最超前、技术难度高，大部分消费者都很陌生。2000年底、2001年初，就职于奥迪汽车公司的万钢回国创建上海同济大学新能源汽车工程中心，牵头发起对氢燃料电池汽车的研究和布局工作，并主导成立了上燃动力。此前他在德国克劳斯塔尔工业大学机械攻读博士学位，并在德国奥迪汽车公司技术开发部担任工程师，生产部、总体规划部技术经理，他想把氢燃料电池汽车作为未来着重发展的目标，上海出现一场创造性的政产学研企联合创新。
2001年4月，从事燃料电池研究20多年的衣宝廉院士主导成立了新源动力股份有限公司，并在大连化物所和新源动力平台上培养了一批专业人才。
另一个燃料电池的技术来源是清华大学，2012年亿华通的成立，与北汽福田和宇通等整车厂合作，并培育和构建了京津冀地区燃料电池汽车的生态链。
第二波氢能浪潮主要是德国、日本、韩国、中国和北美，是一波基于燃料电池应用推广的浪潮，燃料电池应用领域主要包括汽车、叉车、家用热电联产等。但各国发展路径有些区别，德国、日本、韩国是产业主导性的，主要是品牌汽车企业和电器企业主导;而美国和中国是资本主导型的，以燃料电池创业型企业为主导。
这波氢能浪潮迎来了中国新能源汽车鼓励政策，2009年元月，科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，主要内容是，通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。这是汽车工业的一次巨大变革，中国电动汽车很快成为全球新能源汽车发展的中心。
遗憾的是，尽管燃料电池汽车也在“十城千辆”鼓励范围，但与锂离子电池相比，燃料电池汽车成本太高，因为受制于铂金用量，无法形成市场推广的预期，一些国际市场多年研究燃料电池的专家几乎都否定了燃料电池汽车技术路线。
技术路径的竞争不仅是“不进则退”，而且还是“慢进即退”，就像薄膜太阳能之于晶硅太阳能，一旦落后就失去了性价比优势。其时，锂离子电池已经开始批量化制造，2012年超过13万辆，2013年超过21万辆，而燃料电池汽车依然处于“概念车”与性能验证阶段，氢能产业处于进退维谷的境地。
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其实，如果从路径上来划分，第二波氢能浪潮和第三波氢能浪潮的切换可能将时间放在2020年更为准确，但从发展氢能的产业化进程来看则应该放在2014年，毕竟，任何一波氢能浪潮燃料电池车用都是一个主线：第一波是可以让车跑起来;第二波是燃料电池汽车从实验室向商业化过渡;第三阶段则是已有燃料电池汽车进入商业化推广阶段。
2014年的11月18日，就在燃料电池行业非常焦灼的时候，丰田汽车宣布将在国内推出面向大众市场的首款燃料电池汽车“Mirai”，这辆名为“未来”的车燃料是氢气，排放的是水，是真正意义上的零排放。在锂离子电池汽车还在为充电时间长，续航里程焦虑的情况下，Mirai一次加氢时间大约3分钟，续航里程达到650公里，同时，丰田宣布燃料电池成本下降到2008年的1/20，Mirai出厂价格723.6万日元(约47万人民币)，算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元。这是世界燃料电池汽车行业的一个转折，全球燃料电池汽车行业重回信心。
Mirai成为中国燃料电池汽车产业重要的催化剂，2017年，时任科技部部长万钢访问日本，并请回了在日本研究燃料电池30多年的柴茂荣博士，柴博士成为国家电投氢能公司的氢能首席专家。2018年5月，李克强总理到丰田参观Mirai生产线，引发了全球汽车界的关注。由于中国在风电、光伏和锂离子电池汽车领域规模制造中所发挥的作用，中国领导人对燃料电池汽车的态度对全球氢能领域来说都显得至关重要。
当然，方向的确定对国内市场的影响力更是直接的推动力，最先表现的是专业人才的聚集。第三次氢能浪潮下，中国一批燃料电池及配套企业纷纷成立，其中有两个主流的技术来源：
一个是国内科研院所，以大连化物所、武汉理工、上海交大、同济大学、清华大学等产学研项目孵化的氢能相关企业。如大连化物所培育或输送核心技术人才的企业有新源动力、捷氢科技、骥翀氢能、爱德曼、国鸿氢能、攀业氢能等都有大连化物所的贡献;而上海交大培育和支持的企业有唐锋新能源、氢晨科技、治臻股份、东岳未来等;清华大学培育和支持的氢能企业有亿华通、喜马拉雅、锋源科技、势加透博等燃料电池及相关配套企业。
另一个是来自国外的燃料电池技术或归国人才，其中加拿大的巴拉德成为中国燃料电池技术合作的重点企业，大洋电机、国鸿氢能、潍柴动力先后投资或引进巴拉德燃料电池技术，而鸿基创能的叶思宇、泰极动力的Dustin Banham、亿氢科技的贺萍来自巴拉德同一个办公室，他们成为中国膜电极企业的重要力量。
第三波氢能浪潮更大的推动力来自“碳达峰、碳中和”。人总是这样，因为彼此差异而吸引，又因为彼此趋同而排斥。近年来，国际间政治关系更加复杂，但应对气候变化则是全球最大的共识。2016年由全世界178个缔约方共同签署《巴黎协定》，2020年9月，中国主席习近平在第75届联合国大会承诺中国将在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标。而在欧洲，减碳已经成为民众普遍的认知和共识，并用碳交易机制来引导清洁能源的发展。
化石能源是“靠地吃饭”，煤炭、石油、天然气推动了人类工业文明，造就了风水宝地的“地主”们巨大的财富，也破坏了人类自身生存的环境;可再生能源“靠天吃饭”，但老天从来都是阴晴不定，对电力系统来说，可再生能源就是那些看起来品质不错却总是不受管教的学生或员工，如同孙悟空，需要施以紧箍咒，才能与大家共处。人们认识到：“没有氢，无法实现碳中和。”
在这一波氢能浪潮中，燃料电池汽车的基本格局与前一阶段比没有发生根本性的变化，但到2022年底，各国各地累计的燃料电池汽车已经增加至6万9千辆，氢气的供应成为一个非常现实问题，一方面传统企业需要通过发展氢能业务来实现减碳，另一方面可再生能源企业也需要通过可以储存的氢能来平抑风光电源的波动，所以，无论是传统油气企业、煤炭企业，如中石化、中石油、中煤能源集团、国电投、宝丰能源、美锦能源、华能集团、中国华电等，还是可再生能源的隆基股份、阳光电源、明阳智能、金风科技、雄韬股份等都纷纷布局氢能产业，还有国内装备制造重点企业如中集集团、三一重工、东方电气、华电重工、中国船舶、中车集团等也投入大量的资源在氢能领域，并逐渐成为这一波氢能浪潮的主力。
而从应用端来看，交通领域依然是氢能应用的重点，不过燃料电池的应用渗透到了无人机、两轮车、工程机械、船舶、轨道交通、飞机等多个领域。在工业的化工和冶金领域、发电领域的试点在全球展开。第三波浪潮不仅高度远远超过了前面两波，而且横向的宽度和纵向的深度都有了更加坚实的力量，氢气作为能源的属性在这些能源企业的介入中日渐凸显。目前，氢能产业的浪潮已经延伸至全产业链，中国必然是一个被寄予厚望的大市场，世界主要的气体服务企业、电解槽制造企业、燃料电池核心企业大部分都在进入中国市场。
2020年前后，世界主要国家都加入到碳中和的倒计时，其中30多个国家制定了氢能发展计划，从燃料电池到加氢站、到电解水制氢、到化工、冶金、发电，第三波氢能浪潮正在席卷全球。
随着氢能步入产业化，各种困难和办法都涌到一起，于是，天然气制氢、碳捕集碳封存、电解水制氢，高压储氢、固态储氢、液态储氢、有机化合物储氢、绿氨、绿色甲醇等等与氢制取和储运的相关技术云集。你可能以为在这个行业已经很多年，大家都彼此认识了，但每一次行业集会上都会有新的面孔。第三波氢能浪潮正席卷全球，影响也越来越广泛，氢能专业人才成为行业最稀缺的资源，这波氢能浪潮不仅波及交通行业、能源行业、工业体系、资本市场，还将改变全球教育体系。
本期参考资料：
[美]约翰·欧·博基斯《太阳一氢能--拯救地球的动力》。中国人民公安大学，2002年
[意]马可•阿尔韦拉《氢能革命》，机械工业出版社，2022年
新能源网《史海钩沉 人类历史上第一台燃料电池车辆》，2021年3月25日
国际氢能网《国际氢能燃料电池汽车品牌大盘点》，2023年1月
杨妙梁《燃料电池车发展的艰难历程(二)——戴姆勒-克莱斯勒公司燃料电池车的实车道路试验》，《汽车与配件》，2003年
与非网《戴姆勒燃料电池车25年发展史一览，这是未来的趋势吗?》。2019年
曹恩惠,王雪《深度丨踏浪而行：上海氢能产业的光荣与梦想》21世纪经济报道，2022年12月18日
全国能源信息平台《氢能发展历史》，2020年4月14日
我常常觉得自己能够做产业分析师这个职业是此生最大的幸运，我们对未来趋势做预测，跟踪前沿科技，分析产业逻辑，甚至“捕风捉影”。也许我不太善于对周边的人察言观色，因此对大的时间与空间下的产业思辨有着浓厚的兴趣，我时常觉得经济数据是人性的集体表现。但预测产业不是意识形态的东西，不是倡导女权主义也不是引导时尚，是要客观判断产业趋势形成的逻辑。市场热度不一定代表趋势，市场上的冷嘲热讽也不一定代表衰败，我们是要在庞大的信息中发现更多的真相，在不确定中寻找确定性。
我在证券公司时创建了一套被称为”来龙去脉“的研究体系，我希望弄清楚所研究产业的发展历史、驱动力、发展条件、竞争格局、产业生态等，并根据已有的信息和发展逻辑对未来作出判断。前面已经回顾了氢能发展的历史，这一部分主要分析氢能发展的核心驱动力。
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人类工业革命以来，世界物质文明得到空前的发展，但我们在享受这个繁华世界时也面临着气候变化的严重威胁。于是，人类便努力在经济增长与能源减碳中寻求平衡，实验显示：煤炭及木材燃烧期间的碳氢比为1:1、石油碳氢比为1∶2、天然气碳氢比为1∶4，而氢能源在燃烧时产生的物质为水、少量氮氧化氢，不会产生二氧化碳，也不会形成污染。
从1881年第一次能源变革煤炭替代木材成主导能源，1965年第二次能源变革石油替代煤炭成为主导能源，到现在正在进入到第三次能源变革，人类将从石油时代过渡到清洁能源时代。尽管从柴薪时代到天然气经历了上百年的减碳历程，但由于化石能源总量增加，气候变化的威胁越来越大。
我几乎在很短的时间就经历了能源变革的全过程，在我15岁之前依赖的能源只有柴薪，对深处湖区的我来说，“工业学大庆”对我来说只是一个毫不相干的口号;15岁到城市读书看见了蜂窝煤;上大学时中国汽车行业开始发展，才有了对石油的认知;大学毕业参加工作时，家里的电子打火灶替代了煤炉便用上了天然气。如果你没有经历从偏远乡村到城市的经历，你绝对不会体会到我十年之内穿越工业国家上百年能源发展历程的奇妙感觉。
这不是我的幻想和错觉，我们所处的这个时代正是中国乃至世界巨变的时代，中国进入城镇化、工业化时代，一座座城市拔地而起，电子打火灶替代土灶、汽车替代自行车、洗衣机替代棒槌、电视机替代收音机和露天电影院……与此同时，我们不得不面对世界巨变带来的环境变化：交通拥堵、空气雾霾、河流和土壤被污染，就连家乡冬天的雪也不再像从前那样如期而至，我们得到很多，但正在失去些什么，比如家乡清澈的湖水、飞舞的雪花。
世界气候研究表明，1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃，在20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度，2019年，全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃，2011至2020年，全球地表温度已升温1.1摄氏度……20世纪80年代以来，每个连续十年都比前一个十年更暖，过去的50年气候变暖的速度近2000年来前所未有。
近一个世纪以来，化石燃料大大推动了工业化与城镇化进程，但它们排放出大量的CO2等多种温室气体包围着地球并导致全球气候变暖，物候期提前、冰川消融、海平面上升……资料显示，北半球春天冰雪解冻期比150年前提前了9天，而秋天霜冻开始时间却晚了约10天。看来，我对家乡雪的记忆亦不是时空变化的错觉，而是一个毫无疑义的现实。
气候变化对人类的威胁绝不是我们增减一两件衣服就可以解决的问题，地球养育生命的秘诀在于天地之间的金木水火土的精妙配置、一年四季节气变化的气象与生机，对自然环境破坏性的对抗必然招致生物繁衍的紊乱和作物生长所依赖的水土失衡。
欧美日等率先进入工业化的国家比我们更先感受到地球变暖的威胁，早在1896年，瑞典物理学家斯凡特·阿伦尼乌斯就创建了世界上第一个气候变化的模型，他提出了“人类向大气排放二氧化碳将使地球表面不断升温”的观点，他于1908年就提出“工业的迅速发展会让大气中二氧化碳的比重在未来几个世纪中会增加到令人瞩目的程度"，这些观点很快就在工业发达国家得到了验证：1952年伦敦雾霾、1955年洛杉矶雾霾、1960年北九州的“七色烟”几乎成为工业革命光荣与罪恶的历史符号。
1972年6月联合国人类环境会议在斯德哥尔摩举行，来自113个国家的政府代表和民间人士就世界当代环境问题以及保护全球环境战略等问题进行了研讨，制定了《联合国人类环境会议宣言》，旨在推动人类文明与自然的和谐发展。根据《联合国人类环境宣言》主要缔约国又于1985年3月签订了《维也纳公约》，1987年9月签订了《蒙特利尔议定书》。
国际组织比较正式地提出"气候变暖"是在1979年2月在日内瓦召开的第一次世界气候大会(FWCC)上，1988年政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立，1992年5月，联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成了《联合国气候变化框架公约》，公约的最终目标是将大气中温室气体稳定在一定的浓度，从而防止人为干扰气候系统而造成危害。1997年通过的拥有192个缔约方的“京都议定书”，是对“公约”补充，该《议定书》的第一个承诺期于2008年开始，于2012年结束。根据这一条约，37个工业化国家和欧洲共同体已承诺到2012年，将温室气体排放量在1990年水平上平均减少5%。我们看到执行的结果是能源结构继续朝着减碳方向发展，主要发达经济体美国、欧洲、日本十年间对石油的需求出现下降，不过这并没有阻止全球气温升高的趋势，
2015年12月12日在第21届联合国气候变化大会上通过《巴黎协定》，2016年4月22日在美国纽约联合国大厦签署，共有175个国家签署了这份协议。这是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的气候协议，为2020年后全球应对气候变化行动作出了安排，协议将气候升高幅度控制在摄氏2度，乃至摄氏1.5度之内。
在气候变化的威胁下，没有人可以袖手旁观，减碳成为这个时代最大的共识，《博鳌亚洲论坛可持续发展的亚洲与世界2022年度报告》显示：截至2021年12月底，全球已有136个国家、115个地区、235个主要城市和2000家顶尖企业中的682家制定了碳中和目标。碳中和目标已覆盖了全球88%的温室气体排放、90%的世界经济体量和85%的世界人口。
但减碳无法完全依赖一次性可再生能源，光伏和风电天生就不稳定，对电网来说也属于“垃圾电”，需要有储能来平抑波动。储能的方式有很多种，各有各的优点和局限，氢几乎是大规模、长距离、长时间储能的唯一方式，更重要的是，随着可再生能源成本的降低，一些光伏和风能资源好的地区绿电制绿氢已经可以实现经济性，因此氢能在经历了50多年的探索成为减碳的重要方案，隆基绿能董事长李振国说：不引入氢没办法进入到深度脱碳。
伴随着碳中和目标，2020年前后，全球已有30多个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标。其中，日本在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，又提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%;欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%;美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%;韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。
中国2022年3月也发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，提出到2025年使可再生能源制氢量达到10至20万吨/年，2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，2035年形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升等目标。
近期，联合国秘书长古特雷斯形容气候变化就像定时炸弹，他向二十国集团提出《气候团结契约》，要求所有排放大国作出额外的减排努力，而富裕国家则要动员财政和技术资源支持新兴经济体，为保持1.5摄氏度的目标共同努力。
古特雷斯还宣布了一项计划，通过全员参与的《加速议程》，为达成《气候团结契约》加紧努力。根据该计划，发达国家领导人必须承诺在尽可能接近2040年实现净零，新兴经济体领导人必须承诺在尽可能接近2050年实现净零，并停止对新的石油和天然气的所有许可和资助，以及停止现有石油和天然气储备的增加。
1850～2019年全球平均温度距平(距平是某一系列数值中的某一个数值与平均值的差)。
在人们饱受环境污染、气候变化和资源枯竭威胁的20世纪，可再生能源、氢能成为人类可持续发展的一缕阳光，这缕阳光正在成为21世纪能源产业的金光大道。因为就像古铁雷斯看到的那样，今天，人类已经具备解决气候挑战的能力。
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人类对化石能源的发现创造了奇迹，有了煤炭才有了蒸汽机、火车、轮船，也有了电，有了石油便有了汽车，能源让矿石变成了道路、桥梁、钢结构摩天大楼。然而，这些蕴藏在地下的能源让人类繁荣了两百多年，石油被称为黑色的金子，由于资源储量有限且分布不均，石油也成为引发战争的恶魔。
基辛格说，“谁控制了石油，谁就控制了所有的国家”，上世纪40年代以来，为了争夺石油控制权，地缘政治时有发生，世界局部战争不断暴发，自1973年-1990年，十三年间发生了三次石油危机，每次石油危机都会导致经济的严重衰退。
关于能源约束导致的灾难还不止这些，实际上，对中国人民刻骨铭心的中日战争也是因为能源而起，日本是一个能源极度匮乏的岛国，能源自给率不到10%(2017年)1931年侵入东三省并于1932年成立"满洲国"，主要目的是为了东北的煤炭和铁矿石。但他们当时没有料到大庆有石油，于是计划1939年北向苏联夺取石油，不料惨败，继而1941年将争取石油的目标指向东南亚，为了遏制日本的侵略行为，美国给予日本石油制裁。这意味着日本的飞机轮船都将无法启动，于是，有了1941年12月7日日本偷袭珍珠港的事件，这成为太平洋战争的导火索，美国向广岛、长崎投放原子弹，日本的能源扩张计划最终遭遇了巨大的代价。
战后70年代，日本再度提出工业兴国，制定了能源的“阳光计划”，企图以人造能源替代资源能源，将主要目标放在核能上，目标是将核能比例做到50%，但到30%时日本核能即遭遇了福岛核电站爆炸事故，于是，将核能计划转向氢能。
欧洲主要国家德国能源自给率仅36.9%、法国52.8%、英国68.2%，欧洲从俄罗斯进口的石油和天然气占据全球的27%和45%，俄乌战争导致欧洲进口俄罗斯能源中断，并导致了新一轮能源危机。
化石能源的基础属性是资源，资源的有限性和严重不平衡使得能源进口国时常都面临能源安全问题，而水是地球现有储量最大物质，水中含有11%的氢，有人类生存的地方就有水，氢能源也是地球上储量最大的元素之一。计算表明，如果将海水中的氢气全部提取出来，其产生出的总热量将是所有地球石化燃料放出热量的9000倍，而氢燃烧或与氧气反应变成水，可以反复循环利用，氢能源几乎是“取之不竭、用之不尽”的能源。因此，摆脱资源约束成为日本、韩国、欧洲、中国等能源进口国发展氢能的巨大动力。
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对人类社会来说，摆脱环境约束和资源约束成为氢能发展巨大的驱动力，从经济活动的层面来看，发展氢能可以拉动经济增长。过去20年，风电、光伏、电动汽车成就了一批大规模制造企业或新能源企业，但风能和光伏天然的波动性使得电网对它们的容量有限，储能和氢能被形容为此次能源革命的"末班车"。
也许你错过了光伏和风电，也错过了纯电动汽车，是否还要错过储能和氢能呢?相比储能，氢能具有更加复杂的产业链和更多用途，具有更大的经济带动性，韩国就把氢能作为经济增长的新引擎，并且要在燃料电池汽车上占据世界领先，他们的战略类似中国电动汽车的换道超车。
我们还发现，光伏、风电和锂离子电池几乎是替代性和颠覆性的，新能源企业严重削减了传统能源特别是传统燃油车的市场份额，氢能产业尽管也涉及到很多新的技术，但产业链更多的环节还是化工、热力学、机械制造、材料等基础科学，因此我们发现很多传统企业都是基于核心能力或收购兼并布局氢能产业，比如国际市场丰田汽车、现代汽车、康明斯、博世、西门子、蒂森克虏伯、霍尼韦尔、佛吉亚、东丽集团等，国内市场潍柴动力、中集集团、三一重工、东方电气、中国中车、东岳集团等都纷纷进入氢能行业。
而国内外能源企业就更加积极，BP、壳牌、道达尔、雪佛兰、埃克森美孚等石油巨头纷纷押注氢能，韩国KS高价收购美国普拉格的股份。在中国，国电投布局氢能全产业链，中石化甚至提出打造第一氢能公司的目标，宝丰能源、美锦能源成为能源转型的标杆企业，而隆基绿能、阳光电源、明阳智能、协鑫集团、天合光能等新能源企业更了解氢能对可再生能源的价值，大概只有氢能才有可能满足大规模可再生能源的储能要求。
企业既是时代的创造者，也是时代变革的推动力。我在中集集团做战略研究，作为上市公司，必须努力保持企业的持续增长，要保持活力就必须不断开拓新的产品或新的业务领域,，所以我们需要根据自身的核心能力来寻求可以承接的未来业务。因为中集集团的主营业务方向是物流装备和能源装备，过去在天然气和冷链运输装备领域积累了低温和高压管理的能力，这些恰恰是氢能供应链所需要的核心能力，于是中集将氢能业务定为集团战略，并以储能和氢能构建中集新的增长曲线。
氢能和光伏、风电一样，本质上是从化石能源的资源产业转化为制造业，其产业链比煤炭、石油和天然气要复杂得多，丰富得多，因此，氢能比传统化石能源有更大的经济带动性。
到2021年，全球氢气产量约9400万吨，据国际能源署(IEA)预测：“到2030年，全球每年对氢能的需求量可达到1.15 亿吨。然而实际上要兑现各国政府迄今为止提出的气候承诺，到2030年，全球每年需要约1.3亿吨氢能才能满足。”而IEA技术专家Jose Bermudez Menendez则表示，要在2050年实现净零排放，到2030年全球每年则需要近2 亿吨的氢能。如果氢气价格为20元/kg，那么2亿吨的氢仅氢气的交易规模就是4万亿。
对未来氢能产业的规模有很多版本的预测，大概都是依据各国或各地规划作出的预期，其实，我通常不会去做非连续产业具体数字上的预测，比如2022年3月，国家层面出台的氢能产业顶层设计《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》到2025年的目标可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。而仅内蒙古自治区2023年的目标就是实现年产绿氢7.2万吨，规划到2025年，绿氢供给能力达到50万吨，氢能产业产值达到1000亿元。
事实证明这种预测常常都会很尴尬，如果产业链没有打通往往无法达成目标，比如日本2001年就制定过一次氢能发展计划，当时提出2010年实现燃料电池汽车5万辆，2020年实现500万辆;2010年又将2020年的目标调到了200万辆，到2018年的时候日本加氢站的目标实现了95%，但燃料电池汽车的目标只达成了7%;一旦产业链打通，实际增长就会远超预期，就像非水可再生能源目前装机量已经超过7.58亿千瓦，占全部装机量的比例达到了29.56%;电动汽车原来预测2025年渗透率达到20%，到2021年11月就实现了这一目标。
氢能的前景如此诱人，但是只有实现产业链闭环才能进入规模化生产。那么，氢能产业从工程验证到产品的规模化制造到底还需要走多久呢?
本期资料来源：
国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、交 通 运 输 部、水利部、农业部、林业局、气象局、海洋局：《国家适应气候变化战略》，2013年;
气候定时炸弹正在滴答作响!媒体：联合国作者：内详专业号：林森 2023/3/22
《联合国气候变化框架公约》，1992年
《联合国气候变化框架公约》京都议定书，1997年
搜狐网《人类对气候变暖研究的百年征程》，2022年
郑贤玲《北九州：窥见人类发展与生存的欲望》，一个人电影院，2019年3月
魏征《氢能源替代石油能源产业的可能性》，中国节能协会氢能专业委员会2022年4月
中国石化新闻网《欧美油气巨头布局新能源》2022年11月02日
国际能源署(IEA)《全球氢能评论2022》，2022年
郑贤玲《三次实地调研日本氢能：告诉你一个真实的日本“氢社会”》，第一元素，2020年
郑贤玲《高端访谈 | 柴茂荣博士：溯源日本氢能产业发展的基本逻辑》，产业观察者2022年12月
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早在1970年，美国化学家约翰·欧·博基斯(John.O'M.Bockris )就提出“氢经济”(Hydrogen economy)的概念，他认为太阳-氢能是“拯救地球的动力”。来源广泛、清洁高效的氢能是人类可以依赖的长远的理想能源。但长期以来，氢气在能源行业就像是一个贵族，或是一个近在眼前远在天边的理想，只能在不计成本的航天发射中使用。过去60多年来，人类致力于摆脱化石能源的资源约束和环境约束，氢能浪潮一次又一次兴起，一次又一次被搁置，这一次，全球有72个国家制定了氢能战略，那么本次与过往的氢能浪潮有什么不同呢?
我们关心的是氢能发展的三个核心条件，即安全性、经济性和可持续性，如果我们将过去十年看成是第三波氢能浪潮，就需要看这段时间这三个核心条件是否发生了根本性的变化。
#FormatImgID_41#4.1 安全性，人类具备对氢能的
2023年4月一次杭州的氢能大会上，航天氢能副总经理安刚说：“至少今天我们再谈氢能的时候大家不会像两年前那样谈氢色变了，氢是安全可控的。"航天氢能是航天101所的氢能产业化平台，101所从1961年开始研究液氢，1966年便有了第一座工业化的液氢工厂，安刚自己从事氢能事业也有18年，他当然了解氢安全的重要性，也知道该如何管理氢安全。
氢在航天发射领域、浮法玻璃、光伏、半导体、化工等工业领域广泛应用，而且日常生活中不仅有氢气球，现在还有了富氢水、氢面膜、氢农业，氢距离我们并不远，全球9400万吨/年的氢气产量，为什么还是有那么多人谈氢色变呢?
首先，氢是世界上质量最轻、最活跃的化学元素，自然条件下，氢元素一般以化合物的方式存在，按照一般的认知，氢就是无法在自然中独立存在的，但近期发现一些特殊的地质作用下可以产生氢气，所以，我们不能把话说得太绝对。但氢的储存是一大难题，因为轻所以容易逃逸，因为活跃所以容易与周围的材料发生化学反应，甚至让储氢材料产生氢脆。
氢气在化工领域作为工业原料或还原剂早已不是新鲜事，我们甚至见过用一个又细又重的罐子给氢气球充气，并不是多么危险的东西，为什么现在提到氢能就让人害怕呢?这主要还是因为能源使用的条件发生了变化。过去，氢气在工厂应用，氢气80%左右来自天然气制氢或煤制氢，还有20%左右来自工业副产氢，工业企业可以直接将原料运到工厂制成所需要的氢气，工作人员在专业的规范下操作，确保安全。
氢气作为能源流通渠道就会分散到更广泛的消费终端，其单位体积的能量密度低和单位重量的能量密度高决定了氢的应用需要借助高压或液化来解决。氢气的燃点并不低，但高压带来的最大问题是易爆，且在空气中的浓度在4%-75%之间遇火都会燃烧，高压环境下如果一旦储氢的钢瓶爆炸就可能造成大事故。所以，氢气大规模应用最重要的几个安全问题是：防止泄漏、防止氢脆、还要防止爆炸造成飞片。
对氢能的安全认知有两种极端，一种是认为氢气与天然气、汽油一样都是危化品，但氢气本身无毒，燃烧时火焰向上，比汽油和天然气更加安全;另一种则认为氢气极不安全，甚至有人跟我说如果推广燃料电池汽车可能会给恐怖分子有机可乘。其实，所有的能源都几乎是与火相关的易燃物质，都属于危险化学品，关键是人类是否了解并有能力管理它们的风险。而说到恐怖分子要搞破坏，并非只有氢才可能制造危险，否则北溪2天然气管道就不会爆炸了。
防止泄漏主要是解决气体的密封问题，即氢气储存的阀门和垫片的要求比普通阀门和垫片的要求更高。在材料上要防止化学反应、在结构上要尽量减少漏点，但氢气的应用不仅仅是将气体封在容器里，更多的要求是配合氢气的应用，包括增压、减压、预警等多种功能。不过，因为氢气在工业领域已经得到广泛应用，所以，氢气的密封技术已经基本解决，只是国内民用市场高压阀门的基础相对比较差，目前以进口为主。近年来，国内航天军工的技术开始应用于产业化，国产阀门也有了很大的进步。
储氢瓶材料是解决氢脆和抗高压的关键技术，要求内胆临氢材料抗氢脆，外层材料要求抗高压且抗爆炸，要求材料具有高强度并且不会产生碎片。这里必须补充一下高压储气瓶的基础知识，目前成熟的储气瓶有四种基本类型：I型瓶是钢制气瓶;II型瓶是在钢制内胆环向缠绕纤维的气瓶;III型瓶是铝制内胆交叉全缠绕碳纤维材料的气瓶;IV型瓶是树脂内胆交叉缠绕的气瓶。这里涉及到一个非常重要的材料就是碳纤维。
说起来碳纤维的发展也是一个非常漫长的过程，从英国化学家、物理学家约瑟夫·威尔森·斯万爵士(Sir Jo⁃seph Wilson Swan，1828—1914年)1860年发明了以铂丝为发光体的白炽灯，碳纤维经历了漫长的100年才在上世纪60年代进入工业化阶段，但真正规模化应用则是进入本世纪后。
上世纪70年代-85年代，由日本东丽工业公司(Toray Industries)开发了性能极优异的聚丙烯腈纤维，占据了碳纤维技术的领导地位。1970年东丽公司与美国联合碳化物公司UCC签署了技术互换协议，把美国带回了碳纤维制造的前沿，并合作生产了T300碳纤维。随着碳纤维在各行各业的渗透和广泛应用，东丽也于2003年最终拿到了美国波音长达50年的订单。东丽从发明到稳定盈利，耗时长达50年!
至此，碳纤维开始向各个领域渗透，包括天然气III型瓶、IV型瓶都用到碳纤维材料，高压气体安全问题有了良好的解决方案。
我们在实验室或化工车间看到的细长的瓶子就是I型瓶，因为壁很厚、很重所以不适应大规模储运，从I型瓶到IV型瓶，也就是从钢、到铝、到树脂内胆有两个功能改变，第一个功能改变是越来越轻，运输成本下降，第二个功能改变是产生氢脆的机会越来越少。而外壁采用碳纤维缠绕同样有两个功能，第一个还是轻量化，第二个是增加气瓶抗压力的强度，这都是由碳纤维材料的性质决定的。而采用缠绕工艺还有一个最重要的防风险功能：即使气瓶因为压力而爆裂，也只是从纤维的裂缝里逃逸出来，不会形成钢瓶爆炸的飞片。
碳纤维材料具有广泛的应用空间，但这是一个从军用领域开始应用的材料，供不应求的市场和较高的技术门槛使得这种材料的价格不太亲民。目前国内能够满足氢气瓶缠绕需求的碳纤维产品只有光威复材、中复神鹰和中安信等少数几家企业，但价格偏高。2021年年初，上海石化公布其研发试产的大丝束碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料：力学性能优异，比重不到钢的1/4，强度却是钢的7-9倍，还具有耐腐蚀的特性。
20世纪90年代初布伦瑞克公司成功研发出用于储氢瓶内胆的复合材料，高密度聚乙烯，这种材料使用温度范围较宽，延伸率高达700%，冲击韧性和断裂韧性较好。在这一材料的支持下，IV型瓶技术应运而生，目前，美国、加拿大、日本、中国等国家都已掌握70MPa复合储氢罐技术。
当然，氢气的安全不仅是高压，液氢技术的安全管理也非常重要。在国际市场，美国AP、法国法液空和林德气体是全球重要的液氢供应商，目前在全球布局，我国的液氢技术主要来自航天军工发射体系，目前这一技术已经进入到产业化进程。重要的是对保温材料和密封件的要求比较高，防止挥发和泄漏。其他氢气储运的方式安全性管理的难度就相对比较低了。
科学家对燃料电池汽车储氢瓶做过枪击实验，当子弹击穿 35MPa 氢瓶时，由于氢气以极快的速度向上喷射(氢比空气轻约 14 倍，上升速度远快于其与周围氧气的反应速度)，并没有发生氢气爆炸。另一个是氢气瓶火烧试验，氢气燃烧前一秒火焰最大，一秒之后火焰骤降，15 秒内火焰熄灭，氢瓶依旧没有爆炸。到2022年为止，全球燃料电池汽车保有量67488辆，至今没有一起车辆安全事故。
法国将加氢站建在埃菲尔铁塔附近，日本将加氢站建在东京塔附近，主要是建在车流量大的城市中心。2022年3月，我国发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》，明确了氢的能源地位，但至今我国的法规依然按照危险化学品的标准在管理氢能，加氢站和制氢只能在化工园区，不利于燃料电池汽车的推广普及。
我们说人类掌握了氢的基本习性，并有能力管理氢气，不等于我们可以忽视氢的安全问题，氢和石油、天然气一样，是能源，也是危险化学品，近年来，全球有连续发生过几起氢工厂和加氢站的安全事故：
2019年5月韩国江原道江陵市一家工厂发生一起氢气罐爆炸事故、2019年6月美国加州圣塔克拉拉的一家化工厂的储氢罐发生泄漏爆炸、2019年6月位于挪威首都奥斯陆附近的桑维卡的一处合营加氢站发生爆炸、2019年12日威斯康星州Airgas沃基肖工厂发生了一起爆炸起火事件、2020年4月美国北卡州朗维尤(Long View)一家氢燃料电池工厂OneH2发生爆炸，2021年12月13日云南省安宁市草铺街道云南石化生产区渣油加氢装置处发生起火……
这些事故均系不规范操作所导致，更多的事故源自氢化工厂，属于安全生产的范畴，所以，氢的安全可认知、可管理，但不可忽视且非常重要。
#FormatImgID_42#4.2经济性，氢能成本下降的基本逻辑
能源替代必须解决应用的便利性和经济性的问题，我们的思维中燃料电池汽车就是与燃油车和纯电动汽车的成本比较，如果太贵就很难实现在交通领域里的能源替代。
从实验室到工程化、再到产业化，降低成本通常有三条路径：一是通过科研提高设备的运行效率，比如燃料电池的功率密度、百公里耗氢量以及供氢系统的储氢量等;二是打破核心材料和关键技术的供应商壁垒，建立多渠道特别是本土化供应商体系;三是在具有规模的领域形成批量供应，构建规模经济效应。
尽管我是工程师出身，但隔行如隔山，进入氢能这个行业并不是因为我听懂了膜电极或电堆的工作原理，而是亲身经历了燃料电池价格变化的过程。
2016年初次接触燃料电池，一个来自加拿大巴拉德的博士跟我讲了几次燃料电池的原理，我听得晕头转向，感觉自己很无能，但我不甘示弱，就拿资本市场看企业的简单标准来“回敬”他：“李博士，一辆燃料电池巴士卖多少钱呢?”他说：”300多万!“当时对我来说就是我们公司要不要投资燃料电池项目的问题，我认为300多万一辆巴士距离产业化实在太远了，就放弃了李博士的项目。
2018年9月，我到丰田的Mirai生产线上参观，丰田反馈给我的Mirai出厂价格是42万人民币，这是一条每天只生产9辆车的手工生产线，完全没有规模经济效应，如果能够做到42万就意味着未来能够做到30万以内。
当时国内燃料电池价格还在15000元/kW以上，这意味着一套80kW的燃料电池系统就需要120万人民币，再加上供氢系统、车身，不管采用哪一款车型，整车价格都在200万以上，因为这里的储氢系统的阀门价格也很高，看起来国内外差距还不小。不过，到2020年下半年，我对燃料电池行业还不太了解的时候，国鸿氢能、氢璞创能、雄韬股份电堆分别报出了1999元/kW、1699元/kW、1199元/kW的最低价格，当然，这些价格是有规模条件的，比如雄韬股份的条件是：一次性订购200台起，1999元/kW;一次性订购2000台起，1599元/kW;一次性订购10000台起，1199元/kW。所以，这是一个以价换量的策略。
我又到潍柴动力调研，潘凤文博士跟我说：”我们是做发动机的，燃料电池的结构其实比内燃机简单得多，而且只有一个运动件，只要核心材料解决了，再用全自动化生产线重复堆叠，成本很快就会降下来。“
燃料电池技术经过180多年的发展，在最近50年开始进入产业化阶段，而过去二十年，质子交换膜电池在发电效率和制造成本上发生了深刻的变化。目前日本、韩国、中国、美国和欧洲的燃料电池及相关配套产品都已经开始进入产业化，技术进步与规模化使得燃料电池成本大幅下降。日本丰田和现代都进入第二代乘用车，产品价格已经很亲民。
不过，目前供氢系统并没有像燃料电池那样有明确的降本路线，其中碳纤维材料、阀门、压缩机对供氢系统的成本影响比较大，美国能源部的技术路线图是要将碳纤维成本从现在的15美元/(kW•h)，降低到8美元/(kW•h)，换算成碳纤维成本，大约是需要实现T700或之上的性能，价格大约12.6美元/公斤(目前这个档次的纤维国际价格是18-22美元/公斤)。而阀门、空压机等产品国产化后成本已经大幅下降。2019年空压机价格在8-10万元/台，现在已经降至1万元左右;阀门、氢气循环泵也是从几万甚至几十万下降至2万元或1万元以内。
就像风电、光伏和电动汽车一样，中国的加入是新兴产业规模化生产和成本下降的一个重要因素。和我们分析燃料电池产业化进程一样，中国的碳纤维和燃料电池的产业化进程比国际先进水平晚了20-30年，目前开始规模化生产碳纤维的企业已经有十家左右，相关企业产能持续扩张，中国碳纤维国产化比例不断提升，成本也必然会下降。
中国目前还处于燃料电池工程示范阶段，但燃料电池系统价格已经从最初的30000元/kW左右下降至现在的4000元/kW以内，虽然这距离日本和韩国600-1000元/kW还有一段距离，但业内重点企业表示未来几年燃料电池的成本以每年20%-30%的速度下降。这主要是技术进步和核心零部件本土化替代带来的效果。
到2022年，全球燃料电池汽车累计销售67488辆，除现代汽车和丰田汽车具有一定的批量外，中国的燃料电池产品型号非常分散，燃料电池电堆和系统少有规模化生产。目前庆铃与博世成立的合资公司正在尝试均衡排产，按照2000台/年向供应商采购配套件，基本按照每月稳定的产量安排生产和采购。
我们身处第三次能源变革的浪潮中，中国在光伏、风电、电动汽车中都成为全球最大的推动力，这其中有中国制造要素的优势，有大规模市场的优势，有中国政策推动优势，也有中国经济发展阶段财力的优势，还有一个很重要的时代背景，就是世界正处于第四次工业革命的智能制造的过程中，无论走到光伏企业的车间还是锂离子电池的产线，我们都会感受现代制造智能装备带来的巨大力量。
燃料电池产业链如膜电极、双极板、空压机和氢循环泵等相对标准化的产品都已经进入批量化供应，国产化后成本都出现了大幅下降，目前，催化剂、质子交换膜、碳纸、阀门、压缩机等产品也在进入国产化替代。
催化剂中含有贵金属铂，这是燃料电池中唯一在量和价上受限的材料，不过铂金的循环利用技术相对比较简单，而且铂金供应商提出了铂金回收或租赁的解决方案。
从应用的角度出发，我们将成本分为三个部分：一个是购置成本，以汽车为例，购置成本实际上是燃料电池与燃油发动机和锂离子电池的比较;第二个是使用成本，也就是氢气价格与燃油和电价的比较。近年来电动汽车高速发展的一个重要原因就是用电比用油更加便宜;第三个是维修、保养与维护的成本，简单地说，就是燃料电池的使用寿命与燃油发动机、锂电的比较。
(1)购置成本。就采购成本而言，以重卡为例，40万元的柴油车对应同吨位的电动车价格大约80万元，而对应的燃料电池汽车大约160万元，不过160万的燃料电池汽车价格因为有补贴而不能反映真实的成本，如实际没有补贴的地区重型卡车价格已经卖到120万，目前，市场燃料电池成本普遍在4000元/kW左右，如果配套120kW的燃料电池，成本降至1000元/kW，仅燃料电池成本就有36万元的降价空间，再加上供氢系统降本，完全可以达到电动汽车的采购成本。
乘用车对成本没有那么敏感，但就丰田Mirai和现代NEXO当前的定价来看，已经不是市场无法接受的价格。实际上，乘用车的定价更加灵活，2020年12月，丰田汽车已宣布第二代丰田Mirai氢燃料汽车的美国定价，起价从49,500美元(约合323,319元人民币)起，而同一款车在欧洲和日本的价格分别为：起价64,000欧元(约合511,418元人民币)和7,100,000日元(约合450,140元人民币)。
(2)使用成本。买得起还要用得起，如果一辆汽车的油耗为每百公里7升，以当前92号汽油的价为7.44元/升，95号汽油7.92元/升，那么100公里的油耗为52.08元-55.33元;假设电动汽车搭载85kWh的电池容量，续航550公里，公共电价每度1元来计算，充电费用约85元，100公里充电成本约15.45元。燃料电池汽车以丰田Mirai2为例，5.6kg的氢气850km，则每100km需要0.66kg氢气;现代NEXO加氢一次3.99kg氢气可以行驶550km，则每100km需要0.73kg氢气，目前市场上的氢气价格补贴后35元/kg，Mirai2百公里到极限23.1元，NEXO百公里费用25.55元;如果氢气价格到25元/kg，则乘用车成本降到16.5元/100km-16.25元/km。
再以49吨重卡作为比较：燃油车以34升/100km，7.14元/升计算约242.76元/100km;电动汽车以200度/100km，电价1元/度计算费用约为200元/100km;燃料电池耗氢8-10kg/100km，以35元/kg计算，则费用为280-300元/100km，如果氢气价格下降到25元/kg，则费用为200-250元/km。
如果我们都采用理论的理想耗能数据，从乘用车的比较来看，氢气成本在35元/kg时与燃油车比较有明显的优势，与电动车比较存在一定的劣势;如果氢气价格到25元/kg，与电动车比较劣势也不明显;但商用车领域，燃料电池汽车对氢气的价格更加敏感。
氢能属于分布式能源，而且目前在制氢、储运、加氢站环节都还没有理顺，所以国内外氢气价格都还很高，日本、韩国以工业副产氢和天然气制氢为主，我国以煤制氢和工业副产氢为主，各地价格差异很大，价格从20元/kg到120元/kg不等，这主要取决于产氢单位与用氢单位的距离和关系。现阶段更适合氢气成本比较低的地区，不过一些本来便宜的工业副产氢和煤制氢在示范区氢气供应短缺时被人为拉高了价格。
除了产业链本身不顺畅以外，加氢站的建站地址要求在化工园区、高压运输车的标准早期在20MPa、站内制氢的限制等这些发展过程中的规范和标准不成熟也很大程度上影响了氢气的价格。比如20MPa长管拖车百公里费用在10元/kg，当长管拖车标准到30MPa时，百公里运输成本可以降至5-6元/kg。
可再生能源和氢能本质上属于分布式能源，随着各种制氢、储运和加氢站成本的降低，氢能的成本不是不可跨越的鸿沟，实际氢气成本低的地区氢能的成本优势已经开始显现。
(3)维护成本。我们已经说得有一点复杂了，对于第三个成本，也就是维护成本，与其用这些数据比较不如看各种动力的使用寿命，燃油车发动机的使用寿命为15到20年;纯电动汽车的质保期一般是8年，保质期出现质量问题厂家包换，但锂电池在充电规范和气温上都有要求，否则电池衰减会加快电池的退役，不过锂电的设计寿命也在朝15-20年发展。
燃料电池的寿命从几年前的3000小时、5000小时到现在可以达到15000小时甚至20000小时，如果按照家庭用车平均每天2.5小时计算，15000小时相当于16年。丰田汽车公司通过建立低温启动方法和耐久测试规范针对第二代Mirai燃料电池堆所开展的耐久测试，实现15年寿命周期内低温启动耐久测试电压衰减率小于3.5%。
也就是说，氢能在交通领域中的应用与燃油和锂电还有一定的差距，但这些差距不是乘数级的，也不是不能跨越的，如果按照欧洲标准，加上全生命周期的碳税，燃料电池还会表现出更多的优势。
#FormatImgID_43#4.3 可持续性，可再生能源成本下降促进氢能产业化
尽管碳捕集、碳封存可以解决灰氢的二氧化碳排放问题，但这种做法不一定比煤炭或石油直接应用减碳的方案更有利于控制气候变化。而且按照各地氢能发展规划，中国副产氢可以满足2035年前的氢能需求，但任何有限时间内的能源供给都不足以让我们摆脱约束，只有可再生能源制氢才是永续发展的路径，所以，我坚持认为第三次氢能浪潮最根本的条件变化是可再生能源成本的下降。
过去十多年，光伏和风电成本出现了惊人的变化。就像我时常不相信移动互联网对人类命运的改变、而我们的灵魂早已被手机绑架一样，我也会惊讶于自己置身在这个科技与能源巨变的时代，不可思议的但却是真实的事情还将继续发生：“可再生能源+储能+智慧能源系统”正在让人类摆脱能源的资源约束与环境约束。就在今天，又有一群人因为氢能聚在一起，我们讨论这个行业的前景和行业发展的问题，企图寻求行业更好的发展路径，分别的时候大家让我说一句话，我说：“希望再过几年，我们回忆今天晚上会觉得很有意义。”
2009年-2020年的11年间，我国陆上风电标杆上网电价平均下降2.34-5.00%。而且在这11年中前五年价格基本没有变化，而从2014年-2020年间平均下降了33.93%。目前一类资源区度电成本已经低于0.3元/kwh。在2018年、2019年、2020年，近海风电标杆上网电价分别为0.85元/kwh、0.80元/kwh、0.75元/kwh，2021年降至0.57元/kwh。陆上风电已经进入平价上网，海上风电成本也将保持持续下降。
2011年-2020年的10年间，我国光伏电站标杆上网电价年均下降9.0-12.4%，一类资源区的度电成本已经降至0.35元/kwh。
预计到2025年，我国光伏、风电的平均上网电价将降低到0.25元/kWh。随着碳税的实施，煤电的综合成本将越来越高，预计到2030年，仅煤电的生态环境成本将达到0.15元/kWh，这将使得风电、光伏相对煤电的竞争优势更加突出。
石油和化学工业规划院刘延伟计算了我国电解水的成本：我国电解水制氢用电成本在1.5-1.6元/Nm3(16.7-17.8元/kg)，财建【2020】394号示范目标：加氢站氢气零售价不高于35元/kg(3.15元/Nm3)。水电/光伏/风电=0.20/0.30/0.40元/kwh，电解效率：4.5kwh/Nm3H2对应加氢站零售价=20/30/40元/kg(加氢站零售价=电解制氢成本*2)。
目前日本氢的采购成本是10.77元/Nm3(119.57元/kg)，2030年供氢成本目标为1.90元/Nm3(21.16元/kg);而美国氢气成本在13美元/kg左右，但提出了2030年氢能成本到1美元/kg的目标;我国部分地区可再生能源度电成本已经达到0.2元/kwh，按照5度电一标方的标准，则绿氢成本可以到14元/kg。
近年来国内外绿氢项目进入示范期，尤其是在可再生能源强配储能和氢能项目的增加，电解水开始进入爆发式增长，2019年可再生能源在发电领域的占比(10.4%)首次超越了核电。根据国际可再生能源署(IRENA)公布的最新报告，全球可再生能源发电容量在 2022 年达到 3372 GW，2022年新增可再生能源装机295GW(其中离网电力达到 12.4 GW)，可再生能源占全年新增发电量的 83%。
截至2022年底，可再生能源装机达到12.13亿kW，占全国发电总装机的47.3%，较2021年提高2.5个百分点。其中风电3.65亿kW、太阳能发电3.93亿kW，风光发电装机占全部装机的29.56%，但实际光伏和风电发电的比例只有1.19万亿千瓦时，占全社会用电量的13.8%。
伴随着可再生能源装机量的上升，可再生能源发电成本持续下降，储能成为迫切的需求，截至2022年底，中国已投运的电力储能累计装机达59.4GW，同比增长37%。其中，抽水蓄能占据最大比重，累计装机达46.1GW，新型储能继续保持高增长，累计装机规模首次突破10GW，超过2021年同期的2倍，达到12.7GW。但抽水蓄能对地理位置有较高的要求很难普及，而电化学储能再源端普遍出力不够，而且这些储能无法满足长距离跨季节的储能，氢是解决长时跨区域储存最好的解决方案。
目前全球氢气年产量大约9400万吨，其中中国3300万吨，如果每辆车每年耗氢140kg，行驶20000km，全球目前氢气产量可供6.7亿辆家用乘用车使用，但目前氢气主要依靠煤炭和天然气制氢，每制1吨氢气，如果采用煤制氢排放二氧化碳20kg，如果采用天然气制氢排放二氧化碳为11kg，如果采用电解水制氢以目前的电力结构则需要48kg的二氧化碳。
如果采用现有的制氢方案就意味着氢气并不能发挥到减排的作用，但如果能够采用绿电制绿氢，也就是光伏、风电、水电、核电来制氢则排放就非常少了。但我们从前面燃料电池汽车的使用成本就可以看到，使用成本取决于氢气的成本，回头看十年，一类资源区的光伏和风电的成本还有0.94元和0.51元，按每5度电制备1标方的氢气计算，每公斤氢气仅电价成本就到了56元和28.56元，这远高于煤制氢9.73-13.70元/kg和天然气制氢9.81-13.65元/kg的价格。水电毕竟有限，如果没有光伏和风电成本的大幅下降，其实是奢谈氢能产业化的。
过去十年，可再生能源价格发生了深刻的变化，部分地区度电成本已经到了0.2元/度，中东地区光伏度电成本更是最低至不到7分钱。
尽管今天逆全球化的倾向非常严重，但国与国之间的信息渗透其实已经很难逆转，而且主要国家氢能产业化进程几乎处于同步。2021年全球电解槽出货量共计458MW，仅隆基一家公司未来五年的产能规划就到了5-10GW，到2022年底，国内电解槽企业已经超过160家，其中已公告的产能累计超过12GW;而在国际市场，欧洲、中东的绿氢项目也开始暴发，仅普拉格一家当年PEM电解槽出货量达到3GW。
根据伦敦帝国理工学院研究人员统计，截至2014 年，全球碱性电解槽的累计出货量为19.84GW，彭博社估计到2017年累计出货约20GW，根据项目跟踪统计预计2018-2023年将再出货3.81GW，到2023年累计出货量为23.81GW。国际能源署在《2021年全球氢气规划》中，到2030年全球电解能力的国家目标是74GW，而由于俄乌战争的影响，欧洲加快了氢能产业的进程，国际能源署在2022年规划中，目标翻了一番多，达到145-190GW。
#FormatImgID_46#4.4必然性，
我们说氢能是一个很好的能源，但却受制于太多的条件，安全条件、成本条件和环境条件，在过去近60年的时间内，人类经历了三次氢能浪潮，但过往的两次浪潮无论是在应用端的成本还是在氢气本身的成本都没有达到产业化的条件，但第三次氢能浪潮兴起的一个重要背景是在过去十年左右，氢能安全储运装备IV型瓶的突破、应用端燃料电池成本的大幅下降、和再生能源成本的大幅下降。
这些与氢能产业化相关的核心技术仿佛都是兴起于19世纪，到20世纪50年代-60年代技术路线变得成熟，上世纪80年代-90年代在国外开始产业化进程，本世纪在中国开始了规模化制造，仿佛超过100年的技术都在人类无法承受气候变化的时候汇聚在一起，构建一个可再生能源+氢能的新型能源体系。
如果我们查阅一下光伏发展的历史，会看见这样的描述：
1839年，法国科学家贝克雷尔发现液体的光生伏特效应，即“光伏效应”。
1917年，波兰科学家切克劳斯基发明CZ技术，后经改良发展成为太阳能用单晶硅的主要制备方法。
1941年，奥尔在硅上发现光伏效应。
1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池。
20世纪80年代，美国已经开始了并网太阳能光伏发电的努力，制订了pv-usa计划，即太阳能光伏发电规模应用计划。
……
1839年，正是格罗夫发明“气体伏打电池”的时间，20世纪50年代末，英国剑桥大学的培根(Bacon)教授用高压氢、氧气体演示了功率为5千瓦的燃料电池，工作温度为150℃。随后建造了一个6千瓦高压氢氧燃料电池的发电装置。
1960年通用电气公司成功开发质子交换膜电池，这一技术成功应用于阿波罗(Appollo)登月飞船电力供应，1993年巴拉德成功开发第一辆质子交换膜公交汽车。
更加巧合的是，光伏和燃料电池几乎是1939年同时出发，又同时在20世纪50年代进入产业化研究，光伏在过去20年中实现了惊人的发展，而这段时间质子交换膜电池成本正好也取得了突破：最近二十多年来，丰田致力于燃料电池成本研究，到2014年综合成本降到2008年的1/20!
从安全性技术的核心材料来看，世界将碳纤维最早研发的时间确定为1860年，这个时间比风力电机起步的时间大约早了近30年。
而追溯风力发电机的发展，则要从1887年-1888年冬天美国电力工程师Charles F.Brnch在俄亥俄州安装的一台风机算起，现阶段比较成熟的三叶片风机的出现则在1942年，最早的交流风电则出现在1951年，上世纪70-80年代，因为石油危机催生了风力发电机的规模化发展。
表1 氢能发展的核心条件
这个巧合恰恰就是为什么很多人都还在纠结于氢能是否可以成为终极能源，因为在过去100多年的历史中，氢能大规模使用的条件都不具备，直到近十年，这些影响氢能产业化的核心技术大部分已经进入规模化生产和成本下降阶段，才使得氢能的规模化应用成为可能。
如果没有可再生能源的成本下降，氢气的无碳化生产就无从谈起，如果没有燃料电池技术和碳纤维技术的成熟，燃料电池汽车也只能是梦想。
正是这些100多年前的技术集中在过去20年左右的时间里发生了革命性的变化，才有机会让氢这个离我们最近却又最无可奈何的元素升级为“能源”。
第三次氢能革命的背景除了巴黎协定下的”碳达峰、碳中和“这样强力的需求，氢能发展的核心条件趋于成熟才使得这一次的氢能浪潮有别于前两次，安全性、经济性和可持续性的条件几乎都已经为氢能产业化做好了准备，可再生能源需要氢能这个新的能源载体来延续，这才是我们预期第三次氢能浪潮可以持续的原因。由于第四次工业革命与第三次能源革命的共同作用，过去的那些瓶颈正在因为科技进步在这个时代被打破，氢能得以在可再生能源革命中隆重登场。
我对绿氢发展的逻辑在最近两年有一个比较大的变化，一开始认为没有绿电制氢，氢能的减排几乎是一个伪命题，如果没有便宜的绿电氢能产业化就很难实现;但随着氢能与可再生能源项目耦合的推进，我逐渐认识到，如果没有储能，可再生能源消纳将很难达到“碳达峰、碳中和”所需要的比例，预计到2060年风电装机量将是现在的12倍，太阳能将是现代的70多倍，电网难以承受大规模的“垃圾电”，氢能是解决可再生能源大规模、跨区域、跨季节储能和作为能源系统弹性缓冲的最好的解决方案。
氢
也就是说一开始我们需要便宜的绿氢来支持交通、化工等氢能产业化应用，目的是;但后来我们发现绿氢反过来解决可再生能源的消纳问题，目的变成了，再过几年，绿氢的消纳则需要氢能的应用来解决。
所以，氢的重要性不只是燃料电池的减排和能源约束这样两个基本的诉求，而且在新兴电网和能源结构中具有举足轻重的地位。序言：看见氢能
我是从2018年开始研究氢能的，这和我20多年漫长的研究生涯相比，实在算不上什么资历。不过得益于氢能行业刚刚起步，目前所处阶段还不足以成就“大佬”，追逐热点的人闻风而动，而更多的企业家都在脚踏实地研发产品、构建生态，所以，我有更多的机会与行业内的创业者和科研人员近距离接触，可以更真实地感受这个行业的状态与情绪。
其实，我2016年就接触过燃料电池和氢能相关项目，当时一个加拿大回来的博士跟我讲燃料电池，什么膜电极、双极板、催化剂我一点都听不懂，就问他一个最简单的问题：您能告诉我一辆燃料电池公交巴士需要多少钱吗?他说300多万;另外一个燃料电池企业向我演示他们的样车，燃料电池汽车启动的时候一下窜出一尺来远，吓我一大跳;还有一个有机液态储氢的项目，我看到氢气释放的情况感觉项目还处于实验室的原理验证阶段……所以，我当时否定了“氢能进入产业化阶段”的说法。
2018年5月，李克强总理考察丰田氢燃料车的照片在朋友圈转发，这让我对氢能又有了好奇心。当年9月我报名参加中国工商联新能源商会组织的日本氢能考察团，我们参观了岩谷加氢站和丰田的元町工厂。当时，岩谷加氢站一天只有四辆车到站加氢，我们参观的时候刚好有一辆车开进来，仅仅三分钟的加氢时间，司机说可以行驶650公里，消耗的是氢气，排放的是水。
丰田的元町工厂是丰田燃料电池汽车Mirai的生产线，因为每天产量只有9辆车，所以总装线没有使用机器人自动化设备，而是全部采用手工组装，完全没有规模经济。我不懂燃料电池技术，同样只关心产品销售价格，他们已经换算好了人民币的价格，说出厂价大约人民币42万，政府补贴10万人民币左右，客户实际支付大约32万人民币。
就算没有补贴也就42万，与我两年前了解的巴士300多万价格比较，一辆车的动力成本从200万以上到30万左右，而且一天生产9辆而已，那么，如果一天生产90辆、900辆呢?还用担心买不起吗?虽然是公交车和乘用车的比较，但除开车身的材料成本就是动力系统。于是，我开始了对氢能和燃料电池的跟踪研究。我再次到日本，参加国际氢能会议，拜访产业链上的企业，包括新日铁的工业副产氢、福冈市氢气供应(三菱化工开发的沼气制氢)、福冈检测中心、北九州氢能小镇家用热电联产等，与日本企业、政府和学术界对氢能和燃料电池汽车进行交流，对氢能有了一些感性认识。然后，在协会的引导下，我开始对国内氢能产业的企业调研和专家访谈，并很快走访了佛山、上海、如皋、北京、潍坊、武汉等氢能重点城市，慢慢了解氢能产业的来龙去脉。
彼时，中国已经是世界上践行氢能产业非常重要的国家，在佛山、上海、江苏、北京、武汉、山东、河北等地都已经有了加氢站，我也很快坐上了国产的燃料电池巴士，11.5-12米的公交车价格已经从三年前的280万左右降到了120万左右，燃料电池成本还在以每年20-30%的速度下降。
但燃料电池汽车不是氢能的全部内涵，就算你买的起，也不一定用得起，就算你用得起也不一定环保，也就是说光把车造出来还不行，还需要价格便宜的氢，有了价格便宜的氢还不行，还要是绿色的氢。车开起来只是第一步，绿氢的制备、氢气的储运则是更大的难题;燃料电池汽车也仅仅是氢能应用的一个领域，在碳中和目标下，越来越多的领域都看到了氢能带来的减碳方案。这个世界将因为对氢能的重新认知而发生深刻的改变。
虽然赶上三年疫情无法走访更多的国家，好在氢能这个朋友圈不分国界，就在中国本土也能接触到世界各国的氢能人，比如三大气体公司、燃料电池汽车公司丰田、现代、世界燃料电池企业的代表巴拉德、水吉能、电解槽代表企业康明斯、蒂森克虏伯等都在布局中国市场，其间还有一些国际氢能会议可以听到世界各地氢能专家的报告，所以，虽然不能亲临现场难免遗憾，但这个行业之间的咨询和交流并没有中断。
人类对氢的研究已有500年的历史，因为氢无论是从可获得性、清洁度、还是从能量密度都堪称完美的能源，人类对氢气作为能源的探索也是由来已久。但由于氢元素比较活跃，管理难度非常高，所以这个几乎最理想的清洁能源一直都被束之高阁。对氢能的规模化应用的提出则是近几十年来的事，是人类面临气候变化和能源安全作出的选择。即使这样，氢能的产业化路径也是一波三折，从上世纪70年代能源危机开始，现在已经是第三波氢能浪潮，其中“碳中和”是最大的驱动力。氢能的大规模应用不同于光伏和风能，它的限制性条件不仅仅是经济性一个指标，安全性和可持续发展使氢能面临更大的限制。
真的很佩服那些几十年执着于氢能的科学家和企业家，我跟踪这个行业不到五年，就时常感受到这个行业亦悦亦囧、且喜且忧的情绪，前方的路真的没有那么清晰，感觉自己一次次走出迷雾又一次次进入迷雾。
第一次在岩谷加氢站摸到加氢枪都感到激动无比，看到一辆叫着“Mirai”的氢车开进加氢站感觉自己距离“未来”那么近。日本氢能展厅绘声绘色地展示着氢社会的美好，让我对三十年后的零碳世界充满了期待，哪怕明知道自己会老去，我也憧憬那个没有污染的氢清世界。
而现实中，氢能仍是一个充满争议的产业，有人说氢能是人类的终极能源，是取之不尽用之不竭的清洁能源;而有人则是谈氢色变，甚至有人直接对氢能特别是燃料电池汽车泼冷水。支持氢能的人认为氢能是遏制人类气候危机，实现碳中和的必然选择，日本首相和韩国总统都为氢燃料电池汽车代言，一些80后、90后都说氢能是可以做一辈子的事业;而反对氢能的人则认为氢能转换效率低，而且氢是易燃易爆的气体，不安全，马斯克更是称“氢燃料电池极其愚蠢”，跟他具有同样观点的还有大众汽车总经理迪斯和比亚迪董事长王传福。还有大学教授直接写文章抨击我关于氢能的文章，认为燃料电池汽车装上储氢瓶就像是背着一个炸药包。
那么，氢能的应用到底是智慧还是愚蠢呢?发展氢能到底是人类的主观愿望还是科技发展的必然结果呢?氢能在世界新的能源变革中发挥怎样的作用?氢真的可以担当终极能源吗?那个燃烧氢气排放水的“氢社会”到底距离我们有多远?如果你没有耐心，做着做着就会绝望;如果你有足够的耐心，你会发现氢能是人类可持续发展最大的希望。
某种意义上，我们每个人都是自己的“井底青蛙”，但我们总在努力打开自己的视界，我们看到的不一定就是真理，但我们一直都在追求真理的路上。对一个产业趋势和产业生态的判断对普通消费者来说是接不接受的问题，而对企业和投资人来说则是商业机会和风险的问题。我想，作为一个氢能产业的媒体人，我有必要对氢能的前世今生和产业生态做一些分解。我将这个课题分为三个部分：
第一部分关于氢的认知，现实情况是全球30多个国家制定了氢能发展的路线图，我国将氢纳入能源体系，20多个省市出台氢能产业规划，但氢能又是一个充满争议的产业，那么氢能到底是什么呢?发展氢能有什么意义呢?这一部分共分为四章：第一章以全球氢能热带入氢能场景;第二章 氢能的诱惑与争议，主要写氢能发展的意义和面临的难题;第三章 氢能的限制性条件，说明氢能产生争议的原因;第四章 为什么氢是新能源革命最晚登场的主角，主要讲述氢能突破限制性条件的过程，以及氢与可再生能源相辅相成的关系。
第二部分 是用三章的内容来介绍氢能产业化 第五章 用典型案例描述氢能产业化进程;第六章 从各国商业模式比较看氢能产业化的路径;第七章 是产业化的生态链，主要是氢能带来的商业机会。
第三部分是氢能的未来，也就是氢能带来的改变，包括产业结构的变化和环境的变化，实际上也就是我们要实现的目标，能源安全和环境安全，第八章 氢能变成制造业，可以摆脱资源约束，作为制造大国的中国甚至可以变成能源出口国;第九章是发展氢能的环境目标，就是实现碳中和。
对氢能系统性地跟踪调研是我继机械行业后第二次对一个行业如此深入，而上一次是从2001年到2013年，现在重新回到十年以前的工作状态我非常感慨，过去的同学、同事很多都早已功成名就，碍于身份和社会地位，他们即使去企业调研也必然是要兴师动众的，所以，这样肯定就无法将调研变成日常工作了，而几十年不变的“研究员”身份则让我随时可以启程，我非常享受这份自由研究的愉悦。所以，我在分享氢能行业的知识、信息和观点的同时，也在跟您分享一份氢能产业在纷扰中笃定的气质和自己的心情。
对我来说，研究氢能行业的挑战远远超过规模庞大、历史悠久的机械制造业，这根本就是确定性与不确定性的区别，无非是如何在不确定中寻找确定性。
CCTC®3060
第一章：全球兴起氢能热
我显然不是一个先知先觉的人，只是基于中集集团的业务结构，我于2014年8月开始研究能源产业，恰逢石油价格雪崩式的暴跌，我方才感知到能源这个巨大的产业所面临的重大历史变革。当时，页岩油气、可再生能源的比例还非常低，电动汽车也只是刚刚起步，但已经足以动摇石油能源体系的根基。在过去十年的时间里，石油价格因为能源结构变化、新冠疫情和地缘政治仿佛山崩海啸，大起大落，而可再生能源如一骑绝尘，氢能这个伏枥已久的零碳能源则在“碳达峰、碳中和”的呼唤中向我们翩翩走来。
1.1感受世界能源变革
因为长时间从事行业与上市公司跟踪调研，我对日常研究的产业变化和生态的感知还是敏感的，比如我发现工程机械应收账款逾期率上升或者厂商促销力度增加我就马上会跟基金经理讨论是否要减持工程机械的股票;在市场都在追逐燃料电池或电解槽的热度时，我可能会将目光转向碳纤维材料或阀门……但我研究产业有一个致命的弱点就是天生对政治不太敏感，包括对应接不暇的各种产业政策，除非在我研究的领域，根据经济规律和产业发展大的逻辑预期到产业政策的变化或期待某项政策出台。
对于氢燃料电池产业政策我是有特别期待的，甚至是有私心的，因为氢能符合我对能源摆脱资源约束、摆脱环境约束、能量密度更高的趋势判断，也符合我对公司传统能源装备业务在新能源领域延伸的期望。与其说是对产业政策的关注，不如说是企图自己对产业趋势判断能够得到某种佐证，而从“位置决定想法”的角度来看，因为中集集团在气体能源高压和低温方面的能力会让我对氢气大规模应用有特别的期待，偏偏，我的期望在接下来的时间里得到了持续的验证。
回头查阅国内有关氢能及燃料电池政策，从2006年氢能及燃料电池技术就被写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012～2020年)》、《中国制造2025》等国家级规划都提及了氢能与燃料电池产业的战略意义。但在2014年前并没有具体的产业鼓励政策。当时我还没有关注到能源行业，而氢能产业似乎也无多少建树。
2014年11月19日国务院办公厅发布的《能源发展战略行动(2014-2020年)》中，正式将“氢能与燃料电池”作为能源科技创新战略方向;2015年以后提出了燃料电池汽车技术要达到产业化要求，实现千辆级市场规模，并对燃料电池汽车补贴不实行退坡政策;2016年7月13日国家发改委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划(2016～2030年)》2016年10月，氢能标准委员会发布了《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》，分析了我国氢能产业基础设施的发展现状、存在的问题及发展前景，明确了我国氢能产业基础设施在近期(2016-2020年)、中期(2020-2030年)和远期(2030-2050年)三个阶段的发展目标和主要任务， 并首次提出了发展路线图。
在这些我尚未开始研究氢能前的所有信息中，我最敏感的是2014年的11月这个特别的时间，我注意到11月18日丰田首款燃料电池量产车型Mirai正式上市;11月19日我国正式将氢能和燃料电池作为能源创新方向;而我在这一年的11月份首次向中集集团时任总裁麦伯良(现任董事长)提出第一份系统的能源报告《能源：从资源时代到科技时代》，我将世界主要经济体的能源结构的存量和增量进行比较后提出一个观点：能源的基本属性正在发生根本性变化，能源将从资源产业转变为科技产业。这篇文章2016年发表在《中国科技投资》杂志上。
2014年前我一直研究机械制造业，2014年的8月，基于中集集团能源装备业务，我开始研究能源，彼时恰逢国际石油价格断崖式下跌，集团大量的石油资产让公司上下都非常紧张，我企图帮助集团领导对这块业务的前景作出判断。按照我产业研究一贯的思维模式，我追溯能源发展的源头与动能，发现世界能源正在发生不可逆的结构变化。经过3个月的研究，得出了能源基本属性“从资源属性过渡到成本属性”的结论。
但这个过程是非常痛苦的，因为我们身处传统能源的生态中，我首先想到的并不是进入新的能源产业，而是要摆脱传统深海石油装备的风险。这个世界就是这样，当我们的专注力朝向哪里，我们的能量就会在哪里生长。从2014年到2017年三年的时间内我都在企图寻找到公司可以减持深海油气装备资产的机会，事实上，我们很难有机会摆脱重资产，我生命的能量似乎也在沉入深海。好在深海并不一定都是深渊，那里始终都有宝藏，中集的深海能力也从海洋深处收获了可燃冰、深海渔业和海上风电;好在中集还有天然气、还有氢能这些清洁能源让我的注意力可以转移，让生命的能量得以转换。
1.2Mirai开启燃料电池汽车的未来
产业转型不是简单替代，新能源的生长同样伴随着痛苦。2009年科技部、财政部、发改委、工信部四部委提出新能源汽车“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程，经过三年的示范，基本上确定新能源汽车发展方向可持续进行，2013年开始在全国推广。
尽管新能源汽车包括了插电式混合动力、纯电动和燃料电池，但彼时锂离子电池成本大幅下降，2014年国内新能源汽车销量超过7万辆，而燃料电池汽车成本依然居高不下，虽然燃料电池汽车也在补贴范围，但实际上并没有燃料电池汽车能够上《机动车登记目录》。燃料电池在新能源汽车的“三横”中败下阵来，整个燃料电池行业都处于非常压抑的情绪中。
2014年11月18日丰田发布首款燃料电池量产车型——Mirai，并宣布燃料电池成本下降到2008年的1/20，一次充气时间大约3分钟，续航里程650km。官方售价723万6000日元(约47万人民币)，算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元(约27.3万人民币)。
实际上，能源资源贫乏的日本早在第一次能源危机时就开始研究氢能源，到20世纪末，燃料电池成本始终受制于贵金属，学术界基本上否定了燃料电池发展路径。但1988年就启动了燃料电池研究的丰田于2002年12月5日将一辆银灰色SUV停在新首相小泉纯一郎官邸外，这成为日本燃料电池汽车的一个起点，小泉与丰田约定将在2015年之前将燃料电池技术彻底实用化，实现燃料电池量产车型的发售，并以政府名义购入一批燃料电池车，丰田以不计成本的方式制造出了第一批燃料电池汽车，但每辆造价在1亿日元左右(相当于人民币650万元)。
这个消息被摧枯拉朽般占据全球汽车新闻头条的特斯拉所掩盖，但对于几乎处于绝望中的燃料电池的研究人员和创业者来说则是巨大的提振，正是这辆被叫作“未来”的车开启了全球第三次氢能热。
2017年是中国汽车产业记录历史史册的一年，这一年中国成为全球新能源汽车销量第一的国家，几乎完美地实现了“弯道超车”。但电动汽车的成功并没有让中国放弃燃料电池技术路线，就在这一年，时任科技部部长万钢访问日本，并参观了日本的氢燃料电池汽车;2018年的5月，李克强总理考察日本期间又参观了丰田燃料电池汽车生产线，此时，氢燃料电池汽车才真正进入大众视野。
不知道我是不是算与氢能有缘，我研究能源的时候恰好是丰田Mirai上市的当年;我2018年开始关注氢能，2019年氢能第一次被写进政府工作报告。只是Mirai发布时我对燃料电池还一无所知，在这个信息高度发达的时代，我们总以为很多的公众事件该会是人尽皆知，其实更多的人都会将目光投向人声鼎沸处，光伏、风电、电动汽车吸引了更多的目光。直到2018年到2019年开始我才得知Mirai的发布对氢能产业有怎样的意义，也因为2018年9月第一次与Mirai的亲密接触而与氢能产业渐行渐近。
1.3 中国启动“以奖代补”示范城市群
2019年3月15日，《政府工作报告》在释放内需中提到“稳定汽车消费，继续执行新能源汽车购置优惠政策，推动充电、加氢等设施建设。”当时，我对氢能和燃料电池的理解还非常肤浅，并不知道加氢设施是首次在政府工作报告中出现，从能源的角度，更加引起我注意的是对绿色产业和优化能源结构的内容，如“大力发展可再生能源，加快解决风、光、水电消纳问题。”
我的理解是，发展电动汽车可以带动新的基础建设，而充电桩、加氢站的普及则可以进一步拉动新能源汽车的消费，这是一个从消费端拉动经济增长的发展战略。而从能源的角度来看，加大可再生能源的消纳，提高可再生能源的比例是降低二氧化碳排放和增加能源自给率的方案。不过，更多关注氢能的媒体显然比我要敏感得多，在各种解读里，“氢能”首次被写入政府工作报告，我方知我进入氢能行业的时点可能刚好是这个行业的拐点，“首次”嘛，果然不错，接下来就是关于氢能的几个重磅政策的出台。
2020年4月10日国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》将能源的范畴定义为：煤炭、石油、天然气(含页岩气、煤层气、生物天然气等)、核能、氢能、风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能、电力和热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用的各种资源。这里，氢气的“能源”身份便有了法律效应，在此之前，氢气的身份是“危化品”，尽管汽油、天然气也纳入危化品管理，但因为它们是能源，所以比氢气的应用条件宽松很多。
2020年9月16日，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局等五部委《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励，堪称燃料电池汽车的“十城千辆”，只是，为了避免电动汽车曾经的骗补现象，采取了有条件的奖励方式。
整个“以奖代补”的示范是对达到补贴要求的燃料电池汽车核心零部件进行奖励，虽然是五个部门出台的文件，而奖励的全部都是燃料电池核心零部件，包括电堆、双极板、膜电极、空气压缩机、质子交换膜、催化剂、碳纸、氢气循环系统，被业内简称为"八大件”，基本不涉及能源端和产业化程度的优惠政策。奖励的车型包括乘用车、轻型货车、中型货车、中小型客车、12吨以上重型货车、10米以上大型客车。
正是人类对未知世界的好奇心和对美好生活永不厌足的向往推动了科技进步和产业变革，尽管在追逐未来的道路上根本不知道前途是阳光还是风雨，尽管每一次变革都伴随着巨大的牺牲，但人类向上的天性还是会有更多的人搭乘一趟趟开往未来的列车，大多数“上车”的人可能是盲目跟从，时常有人因为轨道不平会晕车，选择“下车”或“换乘”，总有一些车能够走入正轨，总有一些人能够引领时代。
不管对氢能的认知如何、也不管自身的产业基础怎样，各地纷纷组织团队按照申报指南编写示范城市申报材料，有条件要上，没有条件创造条件也要上，截至2020年底，全国除海南、新疆、西藏等少数省份和地区外，近20个城市群提交了申报材料。连我自己也是不知缘由地被裹挟进了材料申报的大军中，只是习惯了用随笔写产业观察的我根本不能适应有腔有调的文件式表达，还没有来得及描绘前景就第一个被淘汰了。接下来，整个氢能行业的气氛既兴奋又紧张，尤其是参与申报的人更加焦急地等待公布申报结果，还好没有地域标签的我已经置之度外，不管任何地区入选对我都是好消息。
申报材料上报后，大半年的时间内各大城市在焦虑和忐忑中等待结果，市场传出各种版本的消息，直到2021年的8月，财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局才正式批复燃料电池汽车示范应用首批示范城市群，分别是京津冀、上海、广东;2021年12月28日，五部门发布《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》，由郑州市牵头的河南城市群以及由河北张家口牵头的河北城市群获批，在全国形成了“3+2”的燃料电池汽车示范格局。按照相关政策，示范城市最高可获得17亿元的补贴(奖励)。
这看起来是一个跨区域合作的示范城市群方案，所以，以长三角、京津冀和粤港澳大湾区为主，河南、河北为辅的燃料电池示范群，实际上山东、内蒙、安徽、福建都有城市参与进来，目的是企图打破区域保护，形成优势互补。
根据氢能产业链的特点，山东省是一个氢能禀赋非常好的省份，不仅有山工集团旗下燃料电池及整车生态链和丰富的氢气来源，而且在氢能及燃料电池相关核心材料上具有独特的优势，虽然淄博、潍坊、聊城、滨州等地因为各种氢能产业链资源进入到各大城市示范群，但山东省没有作为独立的示范城市群未免还是一个遗憾。
不过，这并不能降低山东发展氢能的热情，2021年4月16日，科技部与山东省政府签署《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》，联合启动“氢进万家”科技示范工程，济南、青岛、淄博、潍坊作为示范城市，以“一条氢能高速、二个氢能港口、三个科普基地、四个氢能园区、五个氢能社区”为建设目标，开展副产氢纯化、可再生能源制氢、管道输氢、氢能交通、热电联供、氢能产业链数据监控等氢能生产和利用技术的工程化示范，打造全国首个万台套氢能综合供能装置示范基地，探索氢能在多种场景下的高效、安全利用新模式。
显然，五个示范城市群的"以奖代补"是基于燃料电池汽车为主氢能产业发展鼓励方案，而“氢进万家”则更加倾向于“氢社会”，是一个更加普及的氢能基础建设和应用示范。
实际上，氢能的示范并没有局限于示范城市，到2022年年底，全国已经有20个省份出台氢能发展规划，据不完全统计，20个城市到2025年累计燃料电池汽车保有量将达到118370辆，各地计划建成加氢站累计达到1339座，预计产业规模将超过10000亿。
2022年3月，国家发展和改革委员会发布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》。各地规划的燃料电池销量远远高于国家发改委2025年5万辆的目标。看起来专项规划在燃料电池目标上显得过于“低调”了一些，不过这没有压制住市场对氢能的热情，规划将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，所以，依然给予了氢能产业发展更大的信心。
全球主要国家对氢能发展都给予了切实的补贴政策。美国2019年初正式推出H2@Scale计划，此后对氢能的补贴不断增加。2020年7月8日，欧盟委员会正式对外公示了《欧盟氢能战略》，欧盟计划未来十年内向氢能产业投入5750亿欧元。据日本共同社2021年6月15日报道，日本政府和企业正在加速推动氢能源，菅义伟内阁提出在2030年前，要把加氢站增加到1000个，未来10年内要拨款3700亿日元支持氢能源发展。韩国不仅将氢能作为能源转型的方向，而且将燃料电池汽车作为新的增长点，给予燃料电池汽车采购和氢气大量的补贴，近期又称2023年预计将为16920辆氢能燃料电池车，提供 2420 万美元补贴。
1.4能源企业纷纷布局氢能
说起氢能大家首先想到的是燃料电池汽车，这是因为汽车距离我们的生活更近，又容易形成规模经济效应。而且世界上最早"氢经济"也是1970年John Bockris 在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心演讲所提出的。无论丰田、 本田、现代、通用、戴姆勒、宝马的燃料电池汽车任何信息的发布都成为全球氢能领域的焦点。我国自1998年开始探索燃料电池汽车的产业化，经过二十多年的发展，国内已经形成一批燃料电池系统、电堆及核心零部件生产企业，并形成了上海、北京、广东、山东等燃料电池产业集群。
不过，随着氢能纳入能源体系，这个产业的重心开始从应用端向上游能源端转移。2021年3月29日，中国石化通过云视频方式举行2020年度业绩发布会，表示公司将把氢能作为新能源业务的主要方向，“十四五”期间规划建设1000座加氢站或油氢合建站，打造“中国第一大氢能公司”。在新能源汽车领域，基础建设是非常重要的配套设施，“鸡生蛋还是蛋生鸡”是行业发展初期矛盾的焦点。大型能源企业对氢能的大规模投资体现了传统能源企业向氢能转型的决心，中石化此举对氢能行业来说是非常大的鼓舞。
2021年4月17日，中石化时任董事长、党组书记张玉卓受邀与国家电投集团氢能科技发展有限公司董事长、党委书记李连荣，隆基股份总裁李振国，明阳集团董事长张传卫做客财经频道CCTV-2《对话》。张玉卓在《对话》上表示，氢能是未来能源技术革命和产业发展的一个重要方向，是实现碳达峰和碳中和的重要手段。中国石化将把氢能作为公司新能源业务的主要发展方向，逐步培育并壮大中国石化氢能产供销一体化产业链，推进打造中国第一氢能公司。
2021年10月16日，成立于2021年3月的隆基氢能科技有限公司在江苏无锡举行首台碱性水电解槽下线仪式。当年，国内电解槽产能不过1GW，隆基提出到2021年年底就要形成0.5GW的能力，并在未来5年内产能达到5-10GW，2022年隆基已建成1.5GW的生产能力。紧接着，国内电解槽热度骤然增加，电解槽企业从2020年不到10家迅速扩大到160多家，其中不乏国内大型装备企业和大型能源企业，除隆基绿能外，中国石化、国家电投、中集集团、三一重工、华电重工、中航工业、阳光电源等都被绿氢这个充满诱惑的能源所吸引，纷纷进入电解槽制造领域。
国家电投比较早开始在全面布局氢能全产业链，在2017年5月就在能源央企中率先成立首家氢能专业化子公司——国家电投氢能科技发展有限公司，到2021年，国家电投已经完成在浙江宁波、武汉、北京、佛山、吉林长春、山东济南六大生产基地的布局。2021年6月，阳光电源氢能事业部独立为合肥阳光氢能科技有限公司。
2019年6月，国家能源集团成立国家能源集团氢能科技有限责任公司。东方电气集团2012年11月成立东方电气(成都)氢能股权投资基金合伙企业(有限合伙)。也就是说，无论是传统的能源企业还是可再生能源企业都在进入氢能这个领域，但实际上，不仅仅是能源企业，2021年8月，国务院国资委秘书长、新闻发言人彭华岗在国务院新闻办公室举行的上半年央企经济运行情况新闻发布会上表示，超过1/3的央企已经在进行包括制氢、储氢、加氢、用氢等环节的全产业链布局，以中国石化、中国石油、国家电投、国家电网、华电集团、东方电气、中国能建、国家能源集团、中国建材集团、中国船舶、中国中车、东风汽车为代表的央企展开了一系列布局，覆盖氢能、燃料电池及终端应用各个环节。
根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》，氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。据国际能源网统计，到2021年底，国内有48家能源企业布局氢能。
国际市场上，石油巨头纷纷押注氢能源，欧洲石油公司因涉足氢能较早而积累了丰富的经验，近两年又进一步加速规划;早在2020年8月，BP在其十年发展战略中就提出，到2030年其氢能业务在核心市场的份额增长至10%。这一目标框架下，BP于2022年7月宣布向亚洲可再生能源中心出资40.5%，该中心在澳大利亚利用风能和太阳能制造氢。
2022年7月，壳牌决定将在荷兰建设欧洲最大的可再生能源制氢工厂，其规模是欧洲现有最大绿氢工厂的10倍，该绿氢项目将于2025年建成，为其在鹿特丹的化工园区每日供应约60吨绿氢。
道达尔在氢能领域布局重点包括绿氢生产、交通应用等。2022年6月，道达尔宣布收购印度阿达尼新工业公司25%的股份，双方将合作在亚洲国家开发绿色氢气生态系统，计划到2030年开发出每年约100万吨绿色氢气的生产能力。在氢能应用上，道达尔计划到2030年完成400座加氢站的建设工作。
雪佛龙公司2021年宣布，计划在2021～2028年间向低碳业务投资100亿美元，并于2050年将运营排放量降至零，2021年加速向碳捕集、氢能和新型能源领域投入。
埃克森美孚宣布，2022～2027年间低碳支出大幅增加到150亿美元，重点放在碳捕集与封存(CCS)、氢能和生物燃料领域。
2021年1月，SK集团旗下SK控股公司和SK E&S于7日表示，公司投资1.6万亿韩元(约合人民币95亿元)收购美国氢能行业巨头普拉格能源(Plug Power)9.9%的股份，成为其最大股东。当年10月，SK集团和普拉格能源表示，他们已经成立了一家合资企业，计划2024年之前在韩国建设超级工厂，大规模生产氢燃料电池和电解槽系统，供应韩国国内和亚洲市场。
1.5 氢能投资持续升温
近年来，氢能成为各地招商引的重点方向，轻轻统计一下，在“查天眼”输入“氢能”有4294条信息，输入“制氢”有2608条信息，输入“电解槽”有2354条信息，输入“燃料电池”有13269条信息，输入“储氢”有16237条信息。尽管其中有些信息重叠，还有一些企业多地投资，但由于多方参与，氢能行业项目投资热度在逐渐升温。
2021年底，我带了一个基金经理参加势银能链的氢能年会，他感叹“没想到氢能已经这么热了”。如果仅仅只看氢能相关上市公司的报表，无论国内还是国外都还没有大规模销售的企业，不过，充分的成长空间赋予了投资人巨大的想象空间，无论制氢、储运还是应用端，如能实现规模化都是万亿级的产业。实际上，氢能产业上下游的交流以及氢能产业与资本市场的交流主要都是来自业内的展会或各种平台的年会。
其中“中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品展览会(CHFE)”和长三角地区“国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC )”是国内氢能行业的盛会，已经分别举办了六届和七届，展会时间一般是三天，即使过去三年受到疫情的影响，会议周边的酒店依然一房难求。
我对氢能行业的切入是从2018年丰田产线的参观和2019年在日本的氢能展会，创办于2005年的“日本东京氢能及燃料电池展览会(FC EXPO)”是世界最大的氢能及燃料电池展览会，一年之内有春季展、秋季展和冬季展，世界各国的氢能重点企业都将这个平台当作国际市场的交流平台，目前展会参展单位已经超过千家，参观人数规模大约五万人。
2022年年中，中国汽车百人会发布《中国氢能产业发展报告2022》，超过百家上市公司布局氢能，2021年氢能产业投资总金额超过3100亿元，截至2021年末,针对氢能产业的投资基金累计规模超800亿人民币。根据上海遨问创投统计，2019年-2022年资本市场对氢能项目的投资数分别为40个、49个、51个和42个，而融资分别为18亿元、50亿元、79亿元和82.5亿元。
我最初进入这个行业的时候，资本市场追逐的是燃料电池和核心原材料企业，2020年中石化成为重塑股份第二大股东，到2022年，公司估值已经达到115亿元;2020年9月，有人跟我推荐东岳未来，一个质子交换膜企业一年之内完成三次融资，估值迅速上到50亿元。
加氢站的热点爆发是在中石化宣布1000座加氢站目标后开始启动的，他们在各地启动加氢站招标的同时，也开始了对加氢站及核心零部件企业的投资，并迅速推高了这个行业的估值。2020年1月我们集团副总裁李胤辉给我推荐芜湖一家压缩机企业中鼎恒盛，当时我还不知道隔膜压缩机，听了公司介绍才知道是可以用在加氢站，当时他们正在跟东方电气集团谈合作，股权融资的估值是4个亿，到2022年中鼎恒盛已经是氢能行业人尽皆知的企业，估值到了30亿元。
而电解槽的热度就该归功于隆基股份了，他们2021年宣布未来五年将电解槽的产能做到5-10个GW，这是当年市场10-20倍的规模，2021年、2022年全球电解槽行业开始躁动，行业产能扩张到11GW以上，国外龙头企业NEL的产能也大幅扩张，康明斯、蒂森克虏伯也开始布局中国市场。
据高盛2022年12月发布报告称，目前全球氢能市场的总价值约为1250亿美元，预计到2050年，氢能市场的总规模将超过1万亿美元。在全球低碳转型过程中，氢能将发挥重要作用。一旦清洁能源制氢技术发展成熟，氢能在全球能源市场的占比将达15%。
1.6减碳共识下全球氢能热
1993年中国成为石油净进口国，石油进口依赖度逐年攀升，2000年达到36.4%，2019年超过70%;另一方面，气候问题已经成为人类发展重要的课题，到1999年，有84个国家签订《京都议定书》。在这样的背景下，2001年中国将新能源汽车列入“十五期间”国家“863”重大科技课题，一批动力电池企业开始了产业化探索，其中包括混合动力、纯电动和燃料电池企业。
如果有哪个冬天曾经感到绝望的话，那一定是2015年，我清楚地记得12月22日那天，我陪77岁的杨世祥先生到北京电视台领取“第七届北京影响力——新锐企业”大奖，这原本是一个非常值得高兴的日子，老先生四十多年坚持对数字液压的研究终于获得了成功。但那天傍晚进入会场前距离杨先生两米远的地方都看不清他和他的团队的面容，我在想，杨老先生此生能不能等到雾霾驱散的一天，而我要重新回到曾经清新世界还需要多少年?人类努力的目的到底是为什么?暗无天日难道就是工业文明的代价吗?
就在那些日子，北京几乎成为全国、乃至全球环境污染的众矢之的。对极端的环境差如果做不到"愚公移山"，还可以搬家。但面对全球气候变暖的威胁地球人类显然是无家可搬。20世纪以来全球海平面已上升了10-20厘米，气候专家预测，未来100至200年内海平面已无法避免上升至少1米。气候变化的原因非常复杂，但人类唯一能够做的就是减少排放。
2016年4月，全世界178个缔约方共同签署《巴黎协定》，对2020年后全球应对气候变化的行动作出的统一安排，将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。这成为全球氢能产业巨大的推动力。
巴黎协定后，日本最先在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，也提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%;欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%;美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%;韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。
2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取到2060年前实现“碳中和”。至此，中国氢能发展的目标变得更加清晰。
据不完全统计，全球已有30余个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标，基于巴黎协定对2020年作为气候变化的时间节点，目前大部分国家的氢能战略发布时间都在2020年左右。
但氢能产业化是有条件的，当更多的人能够感受到这个行业温度的时候，氢能产业化的先行者们已经孤独走过20多年的历程。
本期资料来源：
1、《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》
2、《政府工作报告》(2019年)
3、《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》(2020年)
4、《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(2021)
5、《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》(2021)
6、科技部、山东省《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》(2021年)
7、《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》(2022年)
8、百人会：《中国氢能产业发展报告2022》
9、FC燃点:《丰田燃料电池车MIRAI的前世今生》(2021年懂车帝)
10、国际氢能网《超48家能源企业布局氢能!2022，“氢”舞飞扬!》(2022年)
11、储能科学与技术《全球主要国家氢能发展战略分析》(2022年)
12、环球杂志：《欧美油气巨头布局新能源》(2022年)
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第二章 席卷全球的氢能浪潮
是什么人将“渺小”这个词与“人类”放在一起?我坚决不同意。“白驹过隙”是指生命个体的渺小和偶然，芸芸众生聚集在一起亦是生生不息的力量，在天地间还没有哪一个物种能够与人类匹敌，人类历史的长河从来都是波澜壮阔。个体被抛到这个世界从来不知道自己会卷入怎样的缝隙或是风口浪尖上。今天，我们被卷入到人类第三次能源革命的浪潮中，从风电到光伏，一波接一波，这一次正在掀起的是氢能的浪潮。
2.1氢是赋予生命能量的本源
提到氢，小朋友想到的是五颜六色的氢气球;中学生想到的是烧杯里电解棒上冒出的小气泡;对化学家来说，氢是第一元素，可以作为很多化学反应中的还原剂。氢是最轻的、也是自然界中最丰富的元素，氢广泛存在于各种物质中，而我们赖以生存的水便是氢最大的载体，日本将氢叫做“水素”，认为饮用"水素水"后，水素会直达体内的细胞里，把体内坏的活性氧有选择性的去除,，让生命更有活力。
宇宙既是一个巨大的生命场，也是一个巨大的能量场，而氢元素则是宇宙恒星核聚变的最初起点，按照宇宙大爆炸理论，宇宙中的一切元素都是从氢元素的核聚变开始的。在宇宙形成的一亿年内，几乎一直都停留在氢元素到处游离的状态，这些氢元素通过宇宙引力等作用形成星云，星云再进一步坍缩，就形成了恒星。而恒星堪称宇宙的造物工厂，宇宙中的大量物质，都是在恒星核聚变的基础上形成的。
氢在宇宙物质中的比例大约占到80%，而在宇宙的能量之源——太阳几乎占到100%由氢所构建，它的能量来自氢原子的聚合。
在地球上，除了极少数地质运动可以形成富氢环境以外，几乎很少有
氢的自由状态
，大多数氢与氧结合形成了水。水的分子式H
2
O，三分之二的原子都是氢，氢广泛存在于海洋、湖泊、和江河中，支撑着地球的生命和万物生长。
氢是宇宙能量之源，人类生命之源，人类对自己所处的生存环境的认知如此有限，在宇宙的面前、氢的面前，人类真的渺小起来。直到
1520年才首次记录到由瑞士医生帕拉塞尔苏斯
(Paracelsus，1494～1541年)通过将金属铁、锌和锡溶解在硫酸中而观察到的氢。
此后人类对氢这个无色无味的元素展开了年深日久的研究：
1625年，詹·巴普蒂斯塔·范·赫尔蒙特(Johann Baptista van Helmont，1577～1644年)对氢的首次描述，并使用“ Gas”一词。这是人类首次对氢常温下气态属性的认知记载。
1650年，瑞士医生德梅耶内(Turquet de Mayerne)通过稀硫酸对铁的作用获得了一种气体或“易燃空气”。这是人类首次对氢可燃属性的认知记载。
1700年，法国化学家尼古拉斯·莱默里(Nicolas Lemery，1645～1715年)表明，硫酸/铁反应中产生的气体在空气中具有爆炸性。这是人类对氢能危险性认知的最早记载。
1783年雅克·查尔斯(Jacques Charles)和助手罗伯特兄弟首次将乘坐氢气球无人的氢气球“ La Charlière”实现飞行。这是人类第一次无人的氢气球飞行，这一次驱动物体位移应用的不是氢的能量属性，而是“轻”的属性和流体力学中的浮力作用。同年，安东尼·拉瓦锡(Antoine Lavoisier，1743～1794年)和法国天文学家、数学家拉普拉斯(Pierre Laplace，1749-1827 年 )用冰量计测量了氢气的燃烧热，这次一次发现了氢的能量属性。
十八世纪末期，Jan Rudolph Deiman和Adriaan Paets van Troostwijk、威廉尼克尔森(William Nicholson)和安东尼卡莱尔(Anthony Carlisle)、约翰·威廉·里特(Johann Wilhelm Ritter)等科学家在不同的实验室实现了电解水制氢。
1806年，法国发明家弗朗索瓦·伊萨克·德·里瓦兹(FrançoisIsaac de Rivaz)建造了de Rivaz发动机，这是第一台由氢和氧的混合物驱动的内燃机。此后，氢作为动力被多次尝试。1839年，克里斯蒂安·弗里德里希·尚贝(Christian Friedrich Schönbein)在《哲学杂志》上发表了燃料电池的原理，同年英国法官和科学家威廉·罗伯特·格罗夫(William Robert Grove，1811～1896年)开发了格罗夫电池(Grove cell)，并制作了首个燃料电池。至此，这个宇宙与万物生命的自然能量之源进入了它的人造动力的时代，氢内燃机和燃料电池使得氢气的能源属性得以显现。
我们说到“能量”这个词，我理解有三个层面，第一个层面是生命基础支撑或生命力强弱的物质能量，比如空气、水和食物为人的生命提供基础的能量;第二个层面的能量是意识的能量，就是一个人或者组织对所处环境的影响力和驾驭力，这种能量往往源自知识、性格禀赋和组织效率;第三个层面的能量既是世界万物之间位移和变化的能量，也就是驱动世界发展的能源。
在物质世界的“能量”里，碳和氢从来都是主角，不仅构建了世界的生命体，也成为世界能源的基础元素。生命最初的形成源自氢，而人类物质能源的起源则主要基于碳，不过，从木材到煤炭，从煤炭到石油天然气，则是一个不断减碳的过程，而氢步步为营，比在能源中的例越来越高，直到有人喊出“氢能是世界终极能源"，这仿佛是要将世界还原成为氢的源头。
2.2 第一波氢能浪潮：替代石油能源
进入20世纪，氢气作为能源的方向越来越清晰，并率先在航天领域得到验证：1943年，液态氢作为火箭燃料在俄亥俄州立大学进行了测试;1957年，作为洛克希德(Lockheed)CL-400 Suntan项目的一部分，普惠公司使用液体氢作为燃料的304型喷气发动机进行了首次测试;1961年RL-10液态氢燃料火箭发动机首飞。
与此同时，燃料电池在车用领域的试用也已经开始。1957年，美国发布了U-2双轴液态氢半挂车的规范。美国艾利斯-查默斯(Allis-Chalmers)公司是燃料电池民用市场的开拓者，1959年，由Harry Karl Ihrig领导的一个团队为Allis-Chalmers制造了一台15千瓦的燃料电池拖拉机，并在美国各州的展会上进行了巡回展示，这是人类历史上第一台燃料电池车辆。Allis-Chalmers燃料电池拖拉机包含1008个小型碱性燃料电池，能够产生3000磅的牵引力。系统使用氢氧化钾作为电解质并使用压缩氢气和氧气作为反应物。1960年，该公司又做出世界第一台燃料电池叉车，1964年建造了750瓦的燃料电池，为一人水下研究船提供动力;1965年制造了世界第一台燃料电池高尔夫球车。
1966年通用汽车推出了全球第一款燃料电池汽车Electrovan。这辆车的动力系统由32个串联薄电极燃料电池模块组成，持续输出功率为32千瓦，峰值功率为160千瓦。这是燃料电池汽车技术验证的一个起点，此后欧美各大车厂均纷纷展开燃料电池汽车的研究。氢燃料电池车的逐渐推广使用，能提供高纯高压氢且环保节能的金属氢化物热压缩机成为近年压缩机界世界范围研究的热点。
1953年移居美国的南非化学教授John Bockris1970年在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心于1970年演讲首次提出了“氢经济”的概念。这一概念在接下来的第一次石油危机中得到了很好的响应，氢气被描绘成未来取代石油的主要能源。但接下来的几年石油供需形成了新的平衡，石油价格回到20美元/桶以下，氢能发展的进度有所放缓。
百年原油价格史：油价高峰与大国兴盛(2019年8月21日中国期货网)
第一波氢能浪潮主要的发起国为美国，在能源替代的背景下，整个氢能源生产、配送、储存及使用的市场运作体系都得到了很好的发展，包括氢气管线、线性压缩机、电解槽技术都奠定了一定的基础。1972年，杜邦公司发明了燃料电池质子交换膜，氢燃料在航天动力的应用被确定。
中国的燃料电池事业起步于1958年的天津电源研究所，对熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、固态氧化物电池都展开了理论研究，70年代末期，随着国际市场第一波燃料电池的降温，燃料电池项目被中止。
2.3第二波氢能浪潮：燃料电池产业化应用
第二次浪潮兴起于20世纪90年代，这是基于燃料电池技术走向成熟兴起的一波浪潮，与其说是氢能浪潮，不如说是动力电池技术进步带来的新能源汽车浪潮，其中燃料电池企业加拿大的巴拉德和美国的普拉格，汽车企业戴姆勒、丰田、现代是第二波氢能产业的代表企业。
成立于1979年的巴拉德一开始的研究方向是锂电池，1986年开发出首例压缩空气运转的燃料电池，并通过兼并收购实现了燃料电池从膜电极到系统的全球领先企业，逐步开始了与全球整车企业燃料电池技术的开发。
成立于1997年普拉格能源(Plug Power)是目前全球氢能行业的最具代表性的企业，这是一家通过资本运作成就事业的典型案例，该公司1990年在美国纳斯达克上市，上市之初推出三款氢能产品：GenSys、GenCore、GenSite，分别是天然气制氢发电站、氢能源备用电站和天然气制氢系统。此后通过自研、合作、收购等方式，完成产品的迭代、市场的布局，2007年通过收购CellexPower和General Hydrogen进入燃料电池叉车领域，并在沃尔玛、亚马逊、家乐福、联邦快递、DHL等超市和物流企业推广燃料电池叉车;又通过对荷兰绿色氢能技术企业Frames Group的并购进入制氢领域;普拉格已经在美国建成200多座加氢站，并计划2023年再建100座，成为全球氢能产业的龙头企业。
这一时期，主要汽车厂商都推出了燃料电池汽车的样车。第一波氢能浪潮是验证燃料电池的动力性能，第二波氢能浪潮则在燃料电池的产业化上开始了实践，中国也开始了燃料电池技术的产业化进程。
早在1988年，戴姆勒的工程师就提出将航空航天上的PEMFC应用到汽车上，1991年进入实践阶段，并在三年时间内开发出了第一台PEM燃料电池汽车。这是氢能应用到汽车上的又一个开端，时任戴姆勒-奔驰集团技术研究主任的赫默特·韦乐对燃料电池的判断是革命性的：“我们处在一个新纪元的最前头，可以与戴姆勒和卡尔·奔驰制造的第一辆以内燃发动机为动力的车辆的时代相比。”戴姆勒真正实现了PEM燃料电池汽车从0到1的突破。
1994年，戴姆勒-奔驰公司推出了当时全新的电动汽车代表——带有电力驱动和燃料电池组的NECAR研究车，为后NECAR系列其他车辆的推出奠定了基础。自1994年-2000年，戴姆勒共推出五代燃料电池乘用车，每代产品在技术指标和车内空间上都有进步。
除乘用车以外，戴姆勒在燃料电池大巴车领域也进行了研究，1997年奔驰推出了NEBUS O 405 N，首次将燃料电池技术引入商用车领域。这款巴士车的氢燃料储存在车顶上的七个玻璃纤维包裹的铝罐中，续航里程达到250km，可满足一辆城市公共汽车的日常工作量。2003年，首批30辆150kW(204hp)燃料电池城市公交车在欧洲城市投入运营，这几乎成为全球燃料电池公交车的一个起点，随后氢燃料电池大巴在世界各地陆续装备起来。2005年，梅赛德斯-奔驰在第39届东京车展上推出了F 600研究车HYGENIUS，新车输出功率85kW/115hp，最高车速140km/h，续航里程可达400km，在性能提升的同时，体积则减少了40%。
1992年丰田开始启动燃料电池研究，1996年，基于RAV4改装首款燃料电池汽车，燃料电池功率20千瓦，一次加氢续航里程173公里;1997年基于RAV4改装，燃料电池功率为25千瓦，续航里程达到500公里;2001年3月、6月和10月基于汉兰达改装了三次，电池功率达到90千瓦，然后气瓶的容量和压力不断尝试，从25兆帕到35兆帕，再到50兆帕，储氢瓶达到120升，燃料电池体积35升;到2002年，丰田开发的燃料电池在日本和美国开始了小范围的销售，2005年丰田FCHV成为第一个获得日本政府认证的燃料电池汽车。
这一时期启动燃料电池项目的整车厂还有宝马和现代。实际上宝马公司的氢能战略可以追溯到上世纪的70年代，在第一波氢能浪潮时就是氢能的积极践行者，1978年爆发第二次石油危机时，宝马在搭载了3.5升发动机的5系上放入了超绝缘低温储氢罐，打造出了可使用汽油和液氢双燃料的520h。
此后2000年宝马推出750hL、搭载的V12发动机、最大功率为150kW氢内燃机，能在9.6秒内破百，据相关报道称，这款车当时已达到量产水平。不过，尽管宝马在2005年又推出氢燃料汽车Hydrogen 7，但因为是氢内燃机路线与传统燃油车的效率比较优势并不明显。到2013年宝马与丰田合作，开始转向燃料电池技术路线。
而相比之下，起步于1998年的现代汽车从一开始就选择了燃料电池路径，并于2002年9月推出首款燃料电池汽车Santa Fe，并跑完了美国加利福尼亚汽车拉力赛的全程，2004年年底，现代又改装了途胜的燃料电池版，并参与了由美国牵头的FGEV示范项目，此后，现代的燃料电池汽车不断迭代，到2010年，第二代ix35新航里程已经达到635公里。
在第二波氢能浪潮中，中国成为重要的参与国，这里有几个重要的历史背景：一是在经历改革开放20多年后，中国已经融入到全球制造业产业链，在传统制造业中成为承接过剩产能、降低全球制造业成本的国家;而在创新产业中，成为全球经济中从理论研究到规模制造应用转换的主要国家;二是高考制度恢复以来，教育的开放形成了一批具有国际视野、并参与到国际一流科研机构的科研人员，具备了创新最重要的基础;三是国家对新兴产业的鼓励政策和社会机制，各级财政补贴、风险投资和政府引导基金推动了新兴产业的快速发展。
在这样的背景下，中国在第二波氢能浪潮中表现最积极的是创业型企业，来自科研机构和大专院校的科研团队孵化了一批燃料电池及配套企业。
中国第一家燃料电池企业是1998年成立的上海神力，由加拿大巴拉德系统回国的胡里清博士创办，但当时国内还没有任何配套条件和政策。不过，很快神力就赶上了中国的氢能浪潮。
2001年，国家“863”电动汽车计划启动，提出“三纵三横”的发展思路，全国各主要城市开始在混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的发展方向中抉择，其中，燃料电池汽车概念最超前、技术难度高，大部分消费者都很陌生。2000年底、2001年初，就职于奥迪汽车公司的万钢回国创建上海同济大学新能源汽车工程中心，牵头发起对氢燃料电池汽车的研究和布局工作，并主导成立了上燃动力。此前他在德国克劳斯塔尔工业大学机械攻读博士学位，并在德国奥迪汽车公司技术开发部担任工程师，生产部、总体规划部技术经理，他想把氢燃料电池汽车作为未来着重发展的目标，上海出现一场创造性的政产学研企联合创新。
2001年4月，从事燃料电池研究20多年的衣宝廉院士主导成立了新源动力股份有限公司，并在大连化物所和新源动力平台上培养了一批专业人才。
另一个燃料电池的技术来源是清华大学，2012年亿华通的成立，与北汽福田和宇通等整车厂合作，并培育和构建了京津冀地区燃料电池汽车的生态链。
第二波氢能浪潮主要是德国、日本、韩国、中国和北美，是一波基于燃料电池应用推广的浪潮，燃料电池应用领域主要包括汽车、叉车、家用热电联产等。但各国发展路径有些区别，德国、日本、韩国是产业主导性的，主要是品牌汽车企业和电器企业主导;而美国和中国是资本主导型的，以燃料电池创业型企业为主导。
这波氢能浪潮迎来了中国新能源汽车鼓励政策，2009年元月，科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，主要内容是，通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。这是汽车工业的一次巨大变革，中国电动汽车很快成为全球新能源汽车发展的中心。
遗憾的是，尽管燃料电池汽车也在“十城千辆”鼓励范围，但与锂离子电池相比，燃料电池汽车成本太高，因为受制于铂金用量，无法形成市场推广的预期，一些国际市场多年研究燃料电池的专家几乎都否定了燃料电池汽车技术路线。
技术路径的竞争不仅是“不进则退”，而且还是“慢进即退”，就像薄膜太阳能之于晶硅太阳能，一旦落后就失去了性价比优势。其时，锂离子电池已经开始批量化制造，2012年超过13万辆，2013年超过21万辆，而燃料电池汽车依然处于“概念车”与性能验证阶段，氢能产业处于进退维谷的境地。
2.4第三波氢能浪潮：全球双碳目标的共同选择
其实，如果从路径上来划分，第二波氢能浪潮和第三波氢能浪潮的切换可能将时间放在2020年更为准确，但从发展氢能的产业化进程来看则应该放在2014年，毕竟，任何一波氢能浪潮燃料电池车用都是一个主线：第一波是可以让车跑起来;第二波是燃料电池汽车从实验室向商业化过渡;第三阶段则是已有燃料电池汽车进入商业化推广阶段。
2014年的11月18日，就在燃料电池行业非常焦灼的时候，丰田汽车宣布将在国内推出面向大众市场的首款燃料电池汽车“Mirai”，这辆名为“未来”的车燃料是氢气，排放的是水，是真正意义上的零排放。在锂离子电池汽车还在为充电时间长，续航里程焦虑的情况下，Mirai一次加氢时间大约3分钟，续航里程达到650公里，同时，丰田宣布燃料电池成本下降到2008年的1/20，Mirai出厂价格723.6万日元(约47万人民币)，算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元。这是世界燃料电池汽车行业的一个转折，全球燃料电池汽车行业重回信心。
Mirai成为中国燃料电池汽车产业重要的催化剂，2017年，时任科技部部长万钢访问日本，并请回了在日本研究燃料电池30多年的柴茂荣博士，柴博士成为国家电投氢能公司的氢能首席专家。2018年5月，李克强总理到丰田参观Mirai生产线，引发了全球汽车界的关注。由于中国在风电、光伏和锂离子电池汽车领域规模制造中所发挥的作用，中国领导人对燃料电池汽车的态度对全球氢能领域来说都显得至关重要。
当然，方向的确定对国内市场的影响力更是直接的推动力，最先表现的是专业人才的聚集。第三次氢能浪潮下，中国一批燃料电池及配套企业纷纷成立，其中有两个主流的技术来源：
一个是国内科研院所，以大连化物所、武汉理工、上海交大、同济大学、清华大学等产学研项目孵化的氢能相关企业。如大连化物所培育或输送核心技术人才的企业有新源动力、捷氢科技、骥翀氢能、爱德曼、国鸿氢能、攀业氢能等都有大连化物所的贡献;而上海交大培育和支持的企业有唐锋新能源、氢晨科技、治臻股份、东岳未来等;清华大学培育和支持的氢能企业有亿华通、喜马拉雅、锋源科技、势加透博等燃料电池及相关配套企业。
另一个是来自国外的燃料电池技术或归国人才，其中加拿大的巴拉德成为中国燃料电池技术合作的重点企业，大洋电机、国鸿氢能、潍柴动力先后投资或引进巴拉德燃料电池技术，而鸿基创能的叶思宇、泰极动力的Dustin Banham、亿氢科技的贺萍来自巴拉德同一个办公室，他们成为中国膜电极企业的重要力量。
第三波氢能浪潮更大的推动力来自“碳达峰、碳中和”。人总是这样，因为彼此差异而吸引，又因为彼此趋同而排斥。近年来，国际间政治关系更加复杂，但应对气候变化则是全球最大的共识。2016年由全世界178个缔约方共同签署《巴黎协定》，2020年9月，中国主席习近平在第75届联合国大会承诺中国将在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标。而在欧洲，减碳已经成为民众普遍的认知和共识，并用碳交易机制来引导清洁能源的发展。
化石能源是“靠地吃饭”，煤炭、石油、天然气推动了人类工业文明，造就了风水宝地的“地主”们巨大的财富，也破坏了人类自身生存的环境;可再生能源“靠天吃饭”，但老天从来都是阴晴不定，对电力系统来说，可再生能源就是那些看起来品质不错却总是不受管教的学生或员工，如同孙悟空，需要施以紧箍咒，才能与大家共处。人们认识到：“没有氢，无法实现碳中和。”
在这一波氢能浪潮中，燃料电池汽车的基本格局与前一阶段比没有发生根本性的变化，但到2022年底，各国各地累计的燃料电池汽车已经增加至6万9千辆，氢气的供应成为一个非常现实问题，一方面传统企业需要通过发展氢能业务来实现减碳，另一方面可再生能源企业也需要通过可以储存的氢能来平抑风光电源的波动，所以，无论是传统油气企业、煤炭企业，如中石化、中石油、中煤能源集团、国电投、宝丰能源、美锦能源、华能集团、中国华电等，还是可再生能源的隆基股份、阳光电源、明阳智能、金风科技、雄韬股份等都纷纷布局氢能产业，还有国内装备制造重点企业如中集集团、三一重工、东方电气、华电重工、中国船舶、中车集团等也投入大量的资源在氢能领域，并逐渐成为这一波氢能浪潮的主力。
而从应用端来看，交通领域依然是氢能应用的重点，不过燃料电池的应用渗透到了无人机、两轮车、工程机械、船舶、轨道交通、飞机等多个领域。在工业的化工和冶金领域、发电领域的试点在全球展开。第三波浪潮不仅高度远远超过了前面两波，而且横向的宽度和纵向的深度都有了更加坚实的力量，氢气作为能源的属性在这些能源企业的介入中日渐凸显。目前，氢能产业的浪潮已经延伸至全产业链，中国必然是一个被寄予厚望的大市场，世界主要的气体服务企业、电解槽制造企业、燃料电池核心企业大部分都在进入中国市场。
2020年前后，世界主要国家都加入到碳中和的倒计时，其中30多个国家制定了氢能发展计划，从燃料电池到加氢站、到电解水制氢、到化工、冶金、发电，第三波氢能浪潮正在席卷全球。
随着氢能步入产业化，各种困难和办法都涌到一起，于是，天然气制氢、碳捕集碳封存、电解水制氢，高压储氢、固态储氢、液态储氢、有机化合物储氢、绿氨、绿色甲醇等等与氢制取和储运的相关技术云集。你可能以为在这个行业已经很多年，大家都彼此认识了，但每一次行业集会上都会有新的面孔。第三波氢能浪潮正席卷全球，影响也越来越广泛，氢能专业人才成为行业最稀缺的资源，这波氢能浪潮不仅波及交通行业、能源行业、工业体系、资本市场，还将改变全球教育体系。
本期参考资料：
[美]约翰·欧·博基斯《太阳一氢能--拯救地球的动力》。中国人民公安大学，2002年
[意]马可•阿尔韦拉《氢能革命》，机械工业出版社，2022年
新能源网《史海钩沉 人类历史上第一台燃料电池车辆》，2021年3月25日
国际氢能网《国际氢能燃料电池汽车品牌大盘点》，2023年1月
杨妙梁《燃料电池车发展的艰难历程(二)——戴姆勒-克莱斯勒公司燃料电池车的实车道路试验》，《汽车与配件》，2003年
与非网《戴姆勒燃料电池车25年发展史一览，这是未来的趋势吗?》。2019年
曹恩惠,王雪《深度丨踏浪而行：上海氢能产业的光荣与梦想》21世纪经济报道，2022年12月18日
全国能源信息平台《氢能发展历史》，2020年4月14日
第三章 氢能发展的三大核心驱动力
我常常觉得自己能够做产业分析师这个职业是此生最大的幸运，我们对未来趋势做预测，跟踪前沿科技，分析产业逻辑，甚至“捕风捉影”。也许我不太善于对周边的人察言观色，因此对大的时间与空间下的产业思辨有着浓厚的兴趣，我时常觉得经济数据是人性的集体表现。但预测产业不是意识形态的东西，不是倡导女权主义也不是引导时尚，是要客观判断产业趋势形成的逻辑。市场热度不一定代表趋势，市场上的冷嘲热讽也不一定代表衰败，我们是要在庞大的信息中发现更多的真相，在不确定中寻找确定性。
我在证券公司时创建了一套被称为”来龙去脉“的研究体系，我希望弄清楚所研究产业的发展历史、驱动力、发展条件、竞争格局、产业生态等，并根据已有的信息和发展逻辑对未来作出判断。前面已经回顾了氢能发展的历史，这一部分主要分析氢能发展的核心驱动力。
3.1气候变化的生存选择
人类工业革命以来，世界物质文明得到空前的发展，但我们在享受这个繁华世界时也面临着气候变化的严重威胁。于是，人类便努力在经济增长与能源减碳中寻求平衡，实验显示：煤炭及木材燃烧期间的碳氢比为1:1、石油碳氢比为1∶2、天然气碳氢比为1∶4，而氢能源在燃烧时产生的物质为水、少量氮氧化氢，不会产生二氧化碳，也不会形成污染。
从1881年第一次能源变革煤炭替代木材成主导能源，1965年第二次能源变革石油替代煤炭成为主导能源，到现在正在进入到第三次能源变革，人类将从石油时代过渡到清洁能源时代。尽管从柴薪时代到天然气经历了上百年的减碳历程，但由于化石能源总量增加，气候变化的威胁越来越大。
我几乎在很短的时间就经历了能源变革的全过程，在我15岁之前依赖的能源只有柴薪，对深处湖区的我来说，“工业学大庆”对我来说只是一个毫不相干的口号;15岁到城市读书看见了蜂窝煤;上大学时中国汽车行业开始发展，才有了对石油的认知;大学毕业参加工作时，家里的电子打火灶替代了煤炉便用上了天然气。如果你没有经历从偏远乡村到城市的经历，你绝对不会体会到我十年之内穿越工业国家上百年能源发展历程的奇妙感觉。
这不是我的幻想和错觉，我们所处的这个时代正是中国乃至世界巨变的时代，中国进入城镇化、工业化时代，一座座城市拔地而起，电子打火灶替代土灶、汽车替代自行车、洗衣机替代棒槌、电视机替代收音机和露天电影院……与此同时，我们不得不面对世界巨变带来的环境变化：交通拥堵、空气雾霾、河流和土壤被污染，就连家乡冬天的雪也不再像从前那样如期而至，我们得到很多，但正在失去些什么，比如家乡清澈的湖水、飞舞的雪花。
世界气候研究表明，1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃，在20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度，2019年，全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃，2011至2020年，全球地表温度已升温1.1摄氏度……20世纪80年代以来，每个连续十年都比前一个十年更暖，过去的50年气候变暖的速度近2000年来前所未有。
近一个世纪以来，化石燃料大大推动了工业化与城镇化进程，但它们排放出大量的CO2等多种温室气体包围着地球并导致全球气候变暖，物候期提前、冰川消融、海平面上升……资料显示，北半球春天冰雪解冻期比150年前提前了9天，而秋天霜冻开始时间却晚了约10天。看来，我对家乡雪的记忆亦不是时空变化的错觉，而是一个毫无疑义的现实。
气候变化对人类的威胁绝不是我们增减一两件衣服就可以解决的问题，地球养育生命的秘诀在于天地之间的金木水火土的精妙配置、一年四季节气变化的气象与生机，对自然环境破坏性的对抗必然招致生物繁衍的紊乱和作物生长所依赖的水土失衡。
欧美日等率先进入工业化的国家比我们更先感受到地球变暖的威胁，早在1896年，瑞典物理学家斯凡特·阿伦尼乌斯就创建了世界上第一个气候变化的模型，他提出了“人类向大气排放二氧化碳将使地球表面不断升温”的观点，他于1908年就提出“工业的迅速发展会让大气中二氧化碳的比重在未来几个世纪中会增加到令人瞩目的程度"，这些观点很快就在工业发达国家得到了验证：1952年伦敦雾霾、1955年洛杉矶雾霾、1960年北九州的“七色烟”几乎成为工业革命光荣与罪恶的历史符号。
1972年6月联合国人类环境会议在斯德哥尔摩举行，来自113个国家的政府代表和民间人士就世界当代环境问题以及保护全球环境战略等问题进行了研讨，制定了《联合国人类环境会议宣言》，旨在推动人类文明与自然的和谐发展。根据《联合国人类环境宣言》主要缔约国又于1985年3月签订了《维也纳公约》，1987年9月签订了《蒙特利尔议定书》。
国际组织比较正式地提出"气候变暖"是在1979年2月在日内瓦召开的第一次世界气候大会(FWCC)上，1988年政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立，1992年5月，联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成了《联合国气候变化框架公约》，公约的最终目标是将大气中温室气体稳定在一定的浓度，从而防止人为干扰气候系统而造成危害。1997年通过的拥有192个缔约方的“京都议定书”，是对“公约”补充，该《议定书》的第一个承诺期于2008年开始，于2012年结束。根据这一条约，37个工业化国家和欧洲共同体已承诺到2012年，将温室气体排放量在1990年水平上平均减少5%。我们看到执行的结果是能源结构继续朝着减碳方向发展，主要发达经济体美国、欧洲、日本十年间对石油的需求出现下降，不过这并没有阻止全球气温升高的趋势，
2015年12月12日在第21届联合国气候变化大会上通过《巴黎协定》，2016年4月22日在美国纽约联合国大厦签署，共有175个国家签署了这份协议。这是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的气候协议，为2020年后全球应对气候变化行动作出了安排，协议将气候升高幅度控制在摄氏2度，乃至摄氏1.5度之内。
在气候变化的威胁下，没有人可以袖手旁观，减碳成为这个时代最大的共识，《博鳌亚洲论坛可持续发展的亚洲与世界2022年度报告》显示：截至2021年12月底，全球已有136个国家、115个地区、235个主要城市和2000家顶尖企业中的682家制定了碳中和目标。碳中和目标已覆盖了全球88%的温室气体排放、90%的世界经济体量和85%的世界人口。
但减碳无法完全依赖一次性可再生能源，光伏和风电天生就不稳定，对电网来说也属于“垃圾电”，需要有储能来平抑波动。储能的方式有很多种，各有各的优点和局限，氢几乎是大规模、长距离、长时间储能的唯一方式，更重要的是，随着可再生能源成本的降低，一些光伏和风能资源好的地区绿电制绿氢已经可以实现经济性，因此氢能在经历了50多年的探索成为减碳的重要方案，隆基绿能董事长李振国说：不引入氢没办法进入到深度脱碳。
伴随着碳中和目标，2020年前后，全球已有30多个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标。其中，日本在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，又提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%;欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%;美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%;韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。
中国2022年3月也发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，提出到2025年使可再生能源制氢量达到10至20万吨/年，2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，2035年形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升等目标。
近期，联合国秘书长古特雷斯形容气候变化就像定时炸弹，他向二十国集团提出《气候团结契约》，要求所有排放大国作出额外的减排努力，而富裕国家则要动员财政和技术资源支持新兴经济体，为保持1.5摄氏度的目标共同努力。
古特雷斯还宣布了一项计划，通过全员参与的《加速议程》，为达成《气候团结契约》加紧努力。根据该计划，发达国家领导人必须承诺在尽可能接近2040年实现净零，新兴经济体领导人必须承诺在尽可能接近2050年实现净零，并停止对新的石油和天然气的所有许可和资助，以及停止现有石油和天然气储备的增加。
1850～2019年全球平均温度距平(距平是某一系列数值中的某一个数值与平均值的差)。
在人们饱受环境污染、气候变化和资源枯竭威胁的20世纪，可再生能源、氢能成为人类可持续发展的一缕阳光，这缕阳光正在成为21世纪能源产业的金光大道。因为就像古铁雷斯看到的那样，今天，人类已经具备解决气候挑战的能力。
3.2摆脱化石能源资源约束
人类对化石能源的发现创造了奇迹，有了煤炭才有了蒸汽机、火车、轮船，也有了电，有了石油便有了汽车，能源让矿石变成了道路、桥梁、钢结构摩天大楼。然而，这些蕴藏在地下的能源让人类繁荣了两百多年，石油被称为黑色的金子，由于资源储量有限且分布不均，石油也成为引发战争的恶魔。
基辛格说，“谁控制了石油，谁就控制了所有的国家”，上世纪40年代以来，为了争夺石油控制权，地缘政治时有发生，世界局部战争不断暴发，自1973年-1990年，十三年间发生了三次石油危机，每次石油危机都会导致经济的严重衰退。
关于能源约束导致的灾难还不止这些，实际上，对中国人民刻骨铭心的中日战争也是因为能源而起，日本是一个能源极度匮乏的岛国，能源自给率不到10%(2017年)1931年侵入东三省并于1932年成立"满洲国"，主要目的是为了东北的煤炭和铁矿石。但他们当时没有料到大庆有石油，于是计划1939年北向苏联夺取石油，不料惨败，继而1941年将争取石油的目标指向东南亚，为了遏制日本的侵略行为，美国给予日本石油制裁。这意味着日本的飞机轮船都将无法启动，于是，有了1941年12月7日日本偷袭珍珠港的事件，这成为太平洋战争的导火索，美国向广岛、长崎投放原子弹，日本的能源扩张计划最终遭遇了巨大的代价。
战后70年代，日本再度提出工业兴国，制定了能源的“阳光计划”，企图以人造能源替代资源能源，将主要目标放在核能上，目标是将核能比例做到50%，但到30%时日本核能即遭遇了福岛核电站爆炸事故，于是，将核能计划转向氢能。
欧洲主要国家德国能源自给率仅36.9%、法国52.8%、英国68.2%，欧洲从俄罗斯进口的石油和天然气占据全球的27%和45%，俄乌战争导致欧洲进口俄罗斯能源中断，并导致了新一轮能源危机。
化石能源的基础属性是资源，资源的有限性和严重不平衡使得能源进口国时常都面临能源安全问题，而水是地球现有储量最大物质，水中含有11%的氢，有人类生存的地方就有水，氢能源也是地球上储量最大的元素之一。计算表明，如果将海水中的氢气全部提取出来，其产生出的总热量将是所有地球石化燃料放出热量的9000倍，而氢燃烧或与氧气反应变成水，可以反复循环利用，氢能源几乎是“取之不竭、用之不尽”的能源。因此，摆脱资源约束成为日本、韩国、欧洲、中国等能源进口国发展氢能的巨大动力。
3.3经济增长的新引擎
对人类社会来说，摆脱环境约束和资源约束成为氢能发展巨大的驱动力，从经济活动的层面来看，发展氢能可以拉动经济增长。过去20年，风电、光伏、电动汽车成就了一批大规模制造企业或新能源企业，但风能和光伏天然的波动性使得电网对它们的容量有限，储能和氢能被形容为此次能源革命的"末班车"。
也许你错过了光伏和风电，也错过了纯电动汽车，是否还要错过储能和氢能呢?相比储能，氢能具有更加复杂的产业链和更多用途，具有更大的经济带动性，韩国就把氢能作为经济增长的新引擎，并且要在燃料电池汽车上占据世界领先，他们的战略类似中国电动汽车的换道超车。
我们还发现，光伏、风电和锂离子电池几乎是替代性和颠覆性的，新能源企业严重削减了传统能源特别是传统燃油车的市场份额，氢能产业尽管也涉及到很多新的技术，但产业链更多的环节还是化工、热力学、机械制造、材料等基础科学，因此我们发现很多传统企业都是基于核心能力或收购兼并布局氢能产业，比如国际市场丰田汽车、现代汽车、康明斯、博世、西门子、蒂森克虏伯、霍尼韦尔、佛吉亚、东丽集团等，国内市场潍柴动力、中集集团、三一重工、东方电气、中国中车、东岳集团等都纷纷进入氢能行业。
而国内外能源企业就更加积极，BP、壳牌、道达尔、雪佛兰、埃克森美孚等石油巨头纷纷押注氢能，韩国KS高价收购美国普拉格的股份。在中国，国电投布局氢能全产业链，中石化甚至提出打造第一氢能公司的目标，宝丰能源、美锦能源成为能源转型的标杆企业，而隆基绿能、阳光电源、明阳智能、协鑫集团、天合光能等新能源企业更了解氢能对可再生能源的价值，大概只有氢能才有可能满足大规模可再生能源的储能要求。
企业既是时代的创造者，也是时代变革的推动力。我在中集集团做战略研究，作为上市公司，必须努力保持企业的持续增长，要保持活力就必须不断开拓新的产品或新的业务领域,，所以我们需要根据自身的核心能力来寻求可以承接的未来业务。因为中集集团的主营业务方向是物流装备和能源装备，过去在天然气和冷链运输装备领域积累了低温和高压管理的能力，这些恰恰是氢能供应链所需要的核心能力，于是中集将氢能业务定为集团战略，并以储能和氢能构建中集新的增长曲线。
氢能和光伏、风电一样，本质上是从化石能源的资源产业转化为制造业，其产业链比煤炭、石油和天然气要复杂得多，丰富得多，因此，氢能比传统化石能源有更大的经济带动性。
到2021年，全球氢气产量约9400万吨，据国际能源署(IEA)预测：“到2030年，全球每年对氢能的需求量可达到1.15 亿吨。然而实际上要兑现各国政府迄今为止提出的气候承诺，到2030年，全球每年需要约1.3亿吨氢能才能满足。”而IEA技术专家Jose Bermudez Menendez则表示，要在2050年实现净零排放，到2030年全球每年则需要近2 亿吨的氢能。如果氢气价格为20元/kg，那么2亿吨的氢仅氢气的交易规模就是4万亿。
对未来氢能产业的规模有很多版本的预测，大概都是依据各国或各地规划作出的预期，其实，我通常不会去做非连续产业具体数字上的预测，比如2022年3月，国家层面出台的氢能产业顶层设计《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》到2025年的目标可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。而仅内蒙古自治区2023年的目标就是实现年产绿氢7.2万吨，规划到2025年，绿氢供给能力达到50万吨，氢能产业产值达到1000亿元。
事实证明这种预测常常都会很尴尬，如果产业链没有打通往往无法达成目标，比如日本2001年就制定过一次氢能发展计划，当时提出2010年实现燃料电池汽车5万辆，2020年实现500万辆;2010年又将2020年的目标调到了200万辆，到2018年的时候日本加氢站的目标实现了95%，但燃料电池汽车的目标只达成了7%;一旦产业链打通，实际增长就会远超预期，就像非水可再生能源目前装机量已经超过7.58亿千瓦，占全部装机量的比例达到了29.56%;电动汽车原来预测2025年渗透率达到20%，到2021年11月就实现了这一目标。
氢能的前景如此诱人，但是只有实现产业链闭环才能进入规模化生产。那么，氢能产业从工程验证到产品的规模化制造到底还需要走多久呢?
本期资料来源：
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气候定时炸弹正在滴答作响!媒体：联合国作者：内详专业号：林森 2023/3/22
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郑贤玲《高端访谈 | 柴茂荣博士：溯源日本氢能产业发展的基本逻辑》，产业观察者2022年12月序言：看见氢能
我是从2018年开始研究氢能的，这和我20多年漫长的研究生涯相比，实在算不上什么资历。不过得益于氢能行业刚刚起步，目前所处阶段还不足以成就“大佬”，追逐热点的人闻风而动，而更多的企业家都在脚踏实地研发产品、构建生态，所以，我有更多的机会与行业内的创业者和科研人员近距离接触，可以更真实地感受这个行业的状态与情绪。
其实，我2016年就接触过燃料电池和氢能相关项目，当时一个加拿大回来的博士跟我讲燃料电池，什么膜电极、双极板、催化剂我一点都听不懂，就问他一个最简单的问题：您能告诉我一辆燃料电池公交巴士需要多少钱吗?他说300多万;另外一个燃料电池企业向我演示他们的样车，燃料电池汽车启动的时候一下窜出一尺来远，吓我一大跳;还有一个有机液态储氢的项目，我看到氢气释放的情况感觉项目还处于实验室的原理验证阶段……所以，我当时否定了“氢能进入产业化阶段”的说法。
2018年5月，李克强总理考察丰田氢燃料车的照片在朋友圈转发，这让我对氢能又有了好奇心。当年9月我报名参加中国工商联新能源商会组织的日本氢能考察团，我们参观了岩谷加氢站和丰田的元町工厂。当时，岩谷加氢站一天只有四辆车到站加氢，我们参观的时候刚好有一辆车开进来，仅仅三分钟的加氢时间，司机说可以行驶650公里，消耗的是氢气，排放的是水。
丰田的元町工厂是丰田燃料电池汽车Mirai的生产线，因为每天产量只有9辆车，所以总装线没有使用机器人自动化设备，而是全部采用手工组装，完全没有规模经济。我不懂燃料电池技术，同样只关心产品销售价格，他们已经换算好了人民币的价格，说出厂价大约人民币42万，政府补贴10万人民币左右，客户实际支付大约32万人民币。
就算没有补贴也就42万，与我两年前了解的巴士300多万价格比较，一辆车的动力成本从200万以上到30万左右，而且一天生产9辆而已，那么，如果一天生产90辆、900辆呢?还用担心买不起吗?虽然是公交车和乘用车的比较，但除开车身的材料成本就是动力系统。于是，我开始了对氢能和燃料电池的跟踪研究。我再次到日本，参加国际氢能会议，拜访产业链上的企业，包括新日铁的工业副产氢、福冈市氢气供应(三菱化工开发的沼气制氢)、福冈检测中心、北九州氢能小镇家用热电联产等，与日本企业、政府和学术界对氢能和燃料电池汽车进行交流，对氢能有了一些感性认识。然后，在协会的引导下，我开始对国内氢能产业的企业调研和专家访谈，并很快走访了佛山、上海、如皋、北京、潍坊、武汉等氢能重点城市，慢慢了解氢能产业的来龙去脉。
彼时，中国已经是世界上践行氢能产业非常重要的国家，在佛山、上海、江苏、北京、武汉、山东、河北等地都已经有了加氢站，我也很快坐上了国产的燃料电池巴士，11.5-12米的公交车价格已经从三年前的280万左右降到了120万左右，燃料电池成本还在以每年20-30%的速度下降。
但燃料电池汽车不是氢能的全部内涵，就算你买的起，也不一定用得起，就算你用得起也不一定环保，也就是说光把车造出来还不行，还需要价格便宜的氢，有了价格便宜的氢还不行，还要是绿色的氢。车开起来只是第一步，绿氢的制备、氢气的储运则是更大的难题;燃料电池汽车也仅仅是氢能应用的一个领域，在碳中和目标下，越来越多的领域都看到了氢能带来的减碳方案。这个世界将因为对氢能的重新认知而发生深刻的改变。
虽然赶上三年疫情无法走访更多的国家，好在氢能这个朋友圈不分国界，就在中国本土也能接触到世界各国的氢能人，比如三大气体公司、燃料电池汽车公司丰田、现代、世界燃料电池企业的代表巴拉德、水吉能、电解槽代表企业康明斯、蒂森克虏伯等都在布局中国市场，其间还有一些国际氢能会议可以听到世界各地氢能专家的报告，所以，虽然不能亲临现场难免遗憾，但这个行业之间的咨询和交流并没有中断。
人类对氢的研究已有500年的历史，因为氢无论是从可获得性、清洁度、还是从能量密度都堪称完美的能源，人类对氢气作为能源的探索也是由来已久。但由于氢元素比较活跃，管理难度非常高，所以这个几乎最理想的清洁能源一直都被束之高阁。对氢能的规模化应用的提出则是近几十年来的事，是人类面临气候变化和能源安全作出的选择。即使这样，氢能的产业化路径也是一波三折，从上世纪70年代能源危机开始，现在已经是第三波氢能浪潮，其中“碳中和”是最大的驱动力。氢能的大规模应用不同于光伏和风能，它的限制性条件不仅仅是经济性一个指标，安全性和可持续发展使氢能面临更大的限制。
真的很佩服那些几十年执着于氢能的科学家和企业家，我跟踪这个行业不到五年，就时常感受到这个行业亦悦亦囧、且喜且忧的情绪，前方的路真的没有那么清晰，感觉自己一次次走出迷雾又一次次进入迷雾。
第一次在岩谷加氢站摸到加氢枪都感到激动无比，看到一辆叫着“Mirai”的氢车开进加氢站感觉自己距离“未来”那么近。日本氢能展厅绘声绘色地展示着氢社会的美好，让我对三十年后的零碳世界充满了期待，哪怕明知道自己会老去，我也憧憬那个没有污染的氢清世界。
而现实中，氢能仍是一个充满争议的产业，有人说氢能是人类的终极能源，是取之不尽用之不竭的清洁能源;而有人则是谈氢色变，甚至有人直接对氢能特别是燃料电池汽车泼冷水。支持氢能的人认为氢能是遏制人类气候危机，实现碳中和的必然选择，日本首相和韩国总统都为氢燃料电池汽车代言，一些80后、90后都说氢能是可以做一辈子的事业;而反对氢能的人则认为氢能转换效率低，而且氢是易燃易爆的气体，不安全，马斯克更是称“氢燃料电池极其愚蠢”，跟他具有同样观点的还有大众汽车总经理迪斯和比亚迪董事长王传福。还有大学教授直接写文章抨击我关于氢能的文章，认为燃料电池汽车装上储氢瓶就像是背着一个炸药包。
那么，氢能的应用到底是智慧还是愚蠢呢?发展氢能到底是人类的主观愿望还是科技发展的必然结果呢?氢能在世界新的能源变革中发挥怎样的作用?氢真的可以担当终极能源吗?那个燃烧氢气排放水的“氢社会”到底距离我们有多远?如果你没有耐心，做着做着就会绝望;如果你有足够的耐心，你会发现氢能是人类可持续发展最大的希望。
某种意义上，我们每个人都是自己的“井底青蛙”，但我们总在努力打开自己的视界，我们看到的不一定就是真理，但我们一直都在追求真理的路上。对一个产业趋势和产业生态的判断对普通消费者来说是接不接受的问题，而对企业和投资人来说则是商业机会和风险的问题。我想，作为一个氢能产业的媒体人，我有必要对氢能的前世今生和产业生态做一些分解。我将这个课题分为三个部分：
第一部分关于氢的认知，现实情况是全球30多个国家制定了氢能发展的路线图，我国将氢纳入能源体系，20多个省市出台氢能产业规划，但氢能又是一个充满争议的产业，那么氢能到底是什么呢?发展氢能有什么意义呢?这一部分共分为四章：第一章以全球氢能热带入氢能场景;第二章 氢能的诱惑与争议，主要写氢能发展的意义和面临的难题;第三章 氢能的限制性条件，说明氢能产生争议的原因;第四章 为什么氢是新能源革命最晚登场的主角，主要讲述氢能突破限制性条件的过程，以及氢与可再生能源相辅相成的关系。
第二部分 是用三章的内容来介绍氢能产业化 第五章 用典型案例描述氢能产业化进程;第六章 从各国商业模式比较看氢能产业化的路径;第七章 是产业化的生态链，主要是氢能带来的商业机会。
第三部分是氢能的未来，也就是氢能带来的改变，包括产业结构的变化和环境的变化，实际上也就是我们要实现的目标，能源安全和环境安全，第八章 氢能变成制造业，可以摆脱资源约束，作为制造大国的中国甚至可以变成能源出口国;第九章是发展氢能的环境目标，就是实现碳中和。
对氢能系统性地跟踪调研是我继机械行业后第二次对一个行业如此深入，而上一次是从2001年到2013年，现在重新回到十年以前的工作状态我非常感慨，过去的同学、同事很多都早已功成名就，碍于身份和社会地位，他们即使去企业调研也必然是要兴师动众的，所以，这样肯定就无法将调研变成日常工作了，而几十年不变的“研究员”身份则让我随时可以启程，我非常享受这份自由研究的愉悦。所以，我在分享氢能行业的知识、信息和观点的同时，也在跟您分享一份氢能产业在纷扰中笃定的气质和自己的心情。
对我来说，研究氢能行业的挑战远远超过规模庞大、历史悠久的机械制造业，这根本就是确定性与不确定性的区别，无非是如何在不确定中寻找确定性。
CCTC®3060
第一章：全球兴起氢能热
我显然不是一个先知先觉的人，只是基于中集集团的业务结构，我于2014年8月开始研究能源产业，恰逢石油价格雪崩式的暴跌，我方才感知到能源这个巨大的产业所面临的重大历史变革。当时，页岩油气、可再生能源的比例还非常低，电动汽车也只是刚刚起步，但已经足以动摇石油能源体系的根基。在过去十年的时间里，石油价格因为能源结构变化、新冠疫情和地缘政治仿佛山崩海啸，大起大落，而可再生能源如一骑绝尘，氢能这个伏枥已久的零碳能源则在“碳达峰、碳中和”的呼唤中向我们翩翩走来。
1.1感受世界能源变革
因为长时间从事行业与上市公司跟踪调研，我对日常研究的产业变化和生态的感知还是敏感的，比如我发现工程机械应收账款逾期率上升或者厂商促销力度增加我就马上会跟基金经理讨论是否要减持工程机械的股票;在市场都在追逐燃料电池或电解槽的热度时，我可能会将目光转向碳纤维材料或阀门……但我研究产业有一个致命的弱点就是天生对政治不太敏感，包括对应接不暇的各种产业政策，除非在我研究的领域，根据经济规律和产业发展大的逻辑预期到产业政策的变化或期待某项政策出台。
对于氢燃料电池产业政策我是有特别期待的，甚至是有私心的，因为氢能符合我对能源摆脱资源约束、摆脱环境约束、能量密度更高的趋势判断，也符合我对公司传统能源装备业务在新能源领域延伸的期望。与其说是对产业政策的关注，不如说是企图自己对产业趋势判断能够得到某种佐证，而从“位置决定想法”的角度来看，因为中集集团在气体能源高压和低温方面的能力会让我对氢气大规模应用有特别的期待，偏偏，我的期望在接下来的时间里得到了持续的验证。
回头查阅国内有关氢能及燃料电池政策，从2006年氢能及燃料电池技术就被写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家科技创新规划》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012～2020年)》、《中国制造2025》等国家级规划都提及了氢能与燃料电池产业的战略意义。但在2014年前并没有具体的产业鼓励政策。当时我还没有关注到能源行业，而氢能产业似乎也无多少建树。
2014年11月19日国务院办公厅发布的《能源发展战略行动(2014-2020年)》中，正式将“氢能与燃料电池”作为能源科技创新战略方向;2015年以后提出了燃料电池汽车技术要达到产业化要求，实现千辆级市场规模，并对燃料电池汽车补贴不实行退坡政策;2016年7月13日国家发改委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划(2016～2030年)》2016年10月，氢能标准委员会发布了《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》，分析了我国氢能产业基础设施的发展现状、存在的问题及发展前景，明确了我国氢能产业基础设施在近期(2016-2020年)、中期(2020-2030年)和远期(2030-2050年)三个阶段的发展目标和主要任务， 并首次提出了发展路线图。
在这些我尚未开始研究氢能前的所有信息中，我最敏感的是2014年的11月这个特别的时间，我注意到11月18日丰田首款燃料电池量产车型Mirai正式上市;11月19日我国正式将氢能和燃料电池作为能源创新方向;而我在这一年的11月份首次向中集集团时任总裁麦伯良(现任董事长)提出第一份系统的能源报告《能源：从资源时代到科技时代》，我将世界主要经济体的能源结构的存量和增量进行比较后提出一个观点：能源的基本属性正在发生根本性变化，能源将从资源产业转变为科技产业。这篇文章2016年发表在《中国科技投资》杂志上。
2014年前我一直研究机械制造业，2014年的8月，基于中集集团能源装备业务，我开始研究能源，彼时恰逢国际石油价格断崖式下跌，集团大量的石油资产让公司上下都非常紧张，我企图帮助集团领导对这块业务的前景作出判断。按照我产业研究一贯的思维模式，我追溯能源发展的源头与动能，发现世界能源正在发生不可逆的结构变化。经过3个月的研究，得出了能源基本属性“从资源属性过渡到成本属性”的结论。
但这个过程是非常痛苦的，因为我们身处传统能源的生态中，我首先想到的并不是进入新的能源产业，而是要摆脱传统深海石油装备的风险。这个世界就是这样，当我们的专注力朝向哪里，我们的能量就会在哪里生长。从2014年到2017年三年的时间内我都在企图寻找到公司可以减持深海油气装备资产的机会，事实上，我们很难有机会摆脱重资产，我生命的能量似乎也在沉入深海。好在深海并不一定都是深渊，那里始终都有宝藏，中集的深海能力也从海洋深处收获了可燃冰、深海渔业和海上风电;好在中集还有天然气、还有氢能这些清洁能源让我的注意力可以转移，让生命的能量得以转换。
1.2Mirai开启燃料电池汽车的未来
产业转型不是简单替代，新能源的生长同样伴随着痛苦。2009年科技部、财政部、发改委、工信部四部委提出新能源汽车“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程，经过三年的示范，基本上确定新能源汽车发展方向可持续进行，2013年开始在全国推广。
尽管新能源汽车包括了插电式混合动力、纯电动和燃料电池，但彼时锂离子电池成本大幅下降，2014年国内新能源汽车销量超过7万辆，而燃料电池汽车成本依然居高不下，虽然燃料电池汽车也在补贴范围，但实际上并没有燃料电池汽车能够上《机动车登记目录》。燃料电池在新能源汽车的“三横”中败下阵来，整个燃料电池行业都处于非常压抑的情绪中。
2014年11月18日丰田发布首款燃料电池量产车型——Mirai，并宣布燃料电池成本下降到2008年的1/20，一次充气时间大约3分钟，续航里程650km。官方售价723万6000日元(约47万人民币)，算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元(约27.3万人民币)。
实际上，能源资源贫乏的日本早在第一次能源危机时就开始研究氢能源，到20世纪末，燃料电池成本始终受制于贵金属，学术界基本上否定了燃料电池发展路径。但1988年就启动了燃料电池研究的丰田于2002年12月5日将一辆银灰色SUV停在新首相小泉纯一郎官邸外，这成为日本燃料电池汽车的一个起点，小泉与丰田约定将在2015年之前将燃料电池技术彻底实用化，实现燃料电池量产车型的发售，并以政府名义购入一批燃料电池车，丰田以不计成本的方式制造出了第一批燃料电池汽车，但每辆造价在1亿日元左右(相当于人民币650万元)。
这个消息被摧枯拉朽般占据全球汽车新闻头条的特斯拉所掩盖，但对于几乎处于绝望中的燃料电池的研究人员和创业者来说则是巨大的提振，正是这辆被叫作“未来”的车开启了全球第三次氢能热。
2017年是中国汽车产业记录历史史册的一年，这一年中国成为全球新能源汽车销量第一的国家，几乎完美地实现了“弯道超车”。但电动汽车的成功并没有让中国放弃燃料电池技术路线，就在这一年，时任科技部部长万钢访问日本，并参观了日本的氢燃料电池汽车;2018年的5月，李克强总理考察日本期间又参观了丰田燃料电池汽车生产线，此时，氢燃料电池汽车才真正进入大众视野。
不知道我是不是算与氢能有缘，我研究能源的时候恰好是丰田Mirai上市的当年;我2018年开始关注氢能，2019年氢能第一次被写进政府工作报告。只是Mirai发布时我对燃料电池还一无所知，在这个信息高度发达的时代，我们总以为很多的公众事件该会是人尽皆知，其实更多的人都会将目光投向人声鼎沸处，光伏、风电、电动汽车吸引了更多的目光。直到2018年到2019年开始我才得知Mirai的发布对氢能产业有怎样的意义，也因为2018年9月第一次与Mirai的亲密接触而与氢能产业渐行渐近。
1.3 中国启动“以奖代补”示范城市群
2019年3月15日，《政府工作报告》在释放内需中提到“稳定汽车消费，继续执行新能源汽车购置优惠政策，推动充电、加氢等设施建设。”当时，我对氢能和燃料电池的理解还非常肤浅，并不知道加氢设施是首次在政府工作报告中出现，从能源的角度，更加引起我注意的是对绿色产业和优化能源结构的内容，如“大力发展可再生能源，加快解决风、光、水电消纳问题。”
我的理解是，发展电动汽车可以带动新的基础建设，而充电桩、加氢站的普及则可以进一步拉动新能源汽车的消费，这是一个从消费端拉动经济增长的发展战略。而从能源的角度来看，加大可再生能源的消纳，提高可再生能源的比例是降低二氧化碳排放和增加能源自给率的方案。不过，更多关注氢能的媒体显然比我要敏感得多，在各种解读里，“氢能”首次被写入政府工作报告，我方知我进入氢能行业的时点可能刚好是这个行业的拐点，“首次”嘛，果然不错，接下来就是关于氢能的几个重磅政策的出台。
2020年4月10日国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》将能源的范畴定义为：煤炭、石油、天然气(含页岩气、煤层气、生物天然气等)、核能、氢能、风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能、电力和热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用的各种资源。这里，氢气的“能源”身份便有了法律效应，在此之前，氢气的身份是“危化品”，尽管汽油、天然气也纳入危化品管理，但因为它们是能源，所以比氢气的应用条件宽松很多。
2020年9月16日，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局等五部委《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励，堪称燃料电池汽车的“十城千辆”，只是，为了避免电动汽车曾经的骗补现象，采取了有条件的奖励方式。
整个“以奖代补”的示范是对达到补贴要求的燃料电池汽车核心零部件进行奖励，虽然是五个部门出台的文件，而奖励的全部都是燃料电池核心零部件，包括电堆、双极板、膜电极、空气压缩机、质子交换膜、催化剂、碳纸、氢气循环系统，被业内简称为"八大件”，基本不涉及能源端和产业化程度的优惠政策。奖励的车型包括乘用车、轻型货车、中型货车、中小型客车、12吨以上重型货车、10米以上大型客车。
正是人类对未知世界的好奇心和对美好生活永不厌足的向往推动了科技进步和产业变革，尽管在追逐未来的道路上根本不知道前途是阳光还是风雨，尽管每一次变革都伴随着巨大的牺牲，但人类向上的天性还是会有更多的人搭乘一趟趟开往未来的列车，大多数“上车”的人可能是盲目跟从，时常有人因为轨道不平会晕车，选择“下车”或“换乘”，总有一些车能够走入正轨，总有一些人能够引领时代。
不管对氢能的认知如何、也不管自身的产业基础怎样，各地纷纷组织团队按照申报指南编写示范城市申报材料，有条件要上，没有条件创造条件也要上，截至2020年底，全国除海南、新疆、西藏等少数省份和地区外，近20个城市群提交了申报材料。连我自己也是不知缘由地被裹挟进了材料申报的大军中，只是习惯了用随笔写产业观察的我根本不能适应有腔有调的文件式表达，还没有来得及描绘前景就第一个被淘汰了。接下来，整个氢能行业的气氛既兴奋又紧张，尤其是参与申报的人更加焦急地等待公布申报结果，还好没有地域标签的我已经置之度外，不管任何地区入选对我都是好消息。
申报材料上报后，大半年的时间内各大城市在焦虑和忐忑中等待结果，市场传出各种版本的消息，直到2021年的8月，财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局才正式批复燃料电池汽车示范应用首批示范城市群，分别是京津冀、上海、广东;2021年12月28日，五部门发布《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》，由郑州市牵头的河南城市群以及由河北张家口牵头的河北城市群获批，在全国形成了“3+2”的燃料电池汽车示范格局。按照相关政策，示范城市最高可获得17亿元的补贴(奖励)。
这看起来是一个跨区域合作的示范城市群方案，所以，以长三角、京津冀和粤港澳大湾区为主，河南、河北为辅的燃料电池示范群，实际上山东、内蒙、安徽、福建都有城市参与进来，目的是企图打破区域保护，形成优势互补。
根据氢能产业链的特点，山东省是一个氢能禀赋非常好的省份，不仅有山工集团旗下燃料电池及整车生态链和丰富的氢气来源，而且在氢能及燃料电池相关核心材料上具有独特的优势，虽然淄博、潍坊、聊城、滨州等地因为各种氢能产业链资源进入到各大城市示范群，但山东省没有作为独立的示范城市群未免还是一个遗憾。
不过，这并不能降低山东发展氢能的热情，2021年4月16日，科技部与山东省政府签署《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》，联合启动“氢进万家”科技示范工程，济南、青岛、淄博、潍坊作为示范城市，以“一条氢能高速、二个氢能港口、三个科普基地、四个氢能园区、五个氢能社区”为建设目标，开展副产氢纯化、可再生能源制氢、管道输氢、氢能交通、热电联供、氢能产业链数据监控等氢能生产和利用技术的工程化示范，打造全国首个万台套氢能综合供能装置示范基地，探索氢能在多种场景下的高效、安全利用新模式。
显然，五个示范城市群的"以奖代补"是基于燃料电池汽车为主氢能产业发展鼓励方案，而“氢进万家”则更加倾向于“氢社会”，是一个更加普及的氢能基础建设和应用示范。
实际上，氢能的示范并没有局限于示范城市，到2022年年底，全国已经有20个省份出台氢能发展规划，据不完全统计，20个城市到2025年累计燃料电池汽车保有量将达到118370辆，各地计划建成加氢站累计达到1339座，预计产业规模将超过10000亿。
2022年3月，国家发展和改革委员会发布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》。各地规划的燃料电池销量远远高于国家发改委2025年5万辆的目标。看起来专项规划在燃料电池目标上显得过于“低调”了一些，不过这没有压制住市场对氢能的热情，规划将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，所以，依然给予了氢能产业发展更大的信心。
全球主要国家对氢能发展都给予了切实的补贴政策。美国2019年初正式推出H2@Scale计划，此后对氢能的补贴不断增加。2020年7月8日，欧盟委员会正式对外公示了《欧盟氢能战略》，欧盟计划未来十年内向氢能产业投入5750亿欧元。据日本共同社2021年6月15日报道，日本政府和企业正在加速推动氢能源，菅义伟内阁提出在2030年前，要把加氢站增加到1000个，未来10年内要拨款3700亿日元支持氢能源发展。韩国不仅将氢能作为能源转型的方向，而且将燃料电池汽车作为新的增长点，给予燃料电池汽车采购和氢气大量的补贴，近期又称2023年预计将为16920辆氢能燃料电池车，提供 2420 万美元补贴。
1.4能源企业纷纷布局氢能
说起氢能大家首先想到的是燃料电池汽车，这是因为汽车距离我们的生活更近，又容易形成规模经济效应。而且世界上最早"氢经济"也是1970年John Bockris 在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心演讲所提出的。无论丰田、 本田、现代、通用、戴姆勒、宝马的燃料电池汽车任何信息的发布都成为全球氢能领域的焦点。我国自1998年开始探索燃料电池汽车的产业化，经过二十多年的发展，国内已经形成一批燃料电池系统、电堆及核心零部件生产企业，并形成了上海、北京、广东、山东等燃料电池产业集群。
不过，随着氢能纳入能源体系，这个产业的重心开始从应用端向上游能源端转移。2021年3月29日，中国石化通过云视频方式举行2020年度业绩发布会，表示公司将把氢能作为新能源业务的主要方向，“十四五”期间规划建设1000座加氢站或油氢合建站，打造“中国第一大氢能公司”。在新能源汽车领域，基础建设是非常重要的配套设施，“鸡生蛋还是蛋生鸡”是行业发展初期矛盾的焦点。大型能源企业对氢能的大规模投资体现了传统能源企业向氢能转型的决心，中石化此举对氢能行业来说是非常大的鼓舞。
2021年4月17日，中石化时任董事长、党组书记张玉卓受邀与国家电投集团氢能科技发展有限公司董事长、党委书记李连荣，隆基股份总裁李振国，明阳集团董事长张传卫做客财经频道CCTV-2《对话》。张玉卓在《对话》上表示，氢能是未来能源技术革命和产业发展的一个重要方向，是实现碳达峰和碳中和的重要手段。中国石化将把氢能作为公司新能源业务的主要发展方向，逐步培育并壮大中国石化氢能产供销一体化产业链，推进打造中国第一氢能公司。
2021年10月16日，成立于2021年3月的隆基氢能科技有限公司在江苏无锡举行首台碱性水电解槽下线仪式。当年，国内电解槽产能不过1GW，隆基提出到2021年年底就要形成0.5GW的能力，并在未来5年内产能达到5-10GW，2022年隆基已建成1.5GW的生产能力。紧接着，国内电解槽热度骤然增加，电解槽企业从2020年不到10家迅速扩大到160多家，其中不乏国内大型装备企业和大型能源企业，除隆基绿能外，中国石化、国家电投、中集集团、三一重工、华电重工、中航工业、阳光电源等都被绿氢这个充满诱惑的能源所吸引，纷纷进入电解槽制造领域。
国家电投比较早开始在全面布局氢能全产业链，在2017年5月就在能源央企中率先成立首家氢能专业化子公司——国家电投氢能科技发展有限公司，到2021年，国家电投已经完成在浙江宁波、武汉、北京、佛山、吉林长春、山东济南六大生产基地的布局。2021年6月，阳光电源氢能事业部独立为合肥阳光氢能科技有限公司。
2019年6月，国家能源集团成立国家能源集团氢能科技有限责任公司。东方电气集团2012年11月成立东方电气(成都)氢能股权投资基金合伙企业(有限合伙)。也就是说，无论是传统的能源企业还是可再生能源企业都在进入氢能这个领域，但实际上，不仅仅是能源企业，2021年8月，国务院国资委秘书长、新闻发言人彭华岗在国务院新闻办公室举行的上半年央企经济运行情况新闻发布会上表示，超过1/3的央企已经在进行包括制氢、储氢、加氢、用氢等环节的全产业链布局，以中国石化、中国石油、国家电投、国家电网、华电集团、东方电气、中国能建、国家能源集团、中国建材集团、中国船舶、中国中车、东风汽车为代表的央企展开了一系列布局，覆盖氢能、燃料电池及终端应用各个环节。
根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》，氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。据国际能源网统计，到2021年底，国内有48家能源企业布局氢能。
国际市场上，石油巨头纷纷押注氢能源，欧洲石油公司因涉足氢能较早而积累了丰富的经验，近两年又进一步加速规划;早在2020年8月，BP在其十年发展战略中就提出，到2030年其氢能业务在核心市场的份额增长至10%。这一目标框架下，BP于2022年7月宣布向亚洲可再生能源中心出资40.5%，该中心在澳大利亚利用风能和太阳能制造氢。
2022年7月，壳牌决定将在荷兰建设欧洲最大的可再生能源制氢工厂，其规模是欧洲现有最大绿氢工厂的10倍，该绿氢项目将于2025年建成，为其在鹿特丹的化工园区每日供应约60吨绿氢。
道达尔在氢能领域布局重点包括绿氢生产、交通应用等。2022年6月，道达尔宣布收购印度阿达尼新工业公司25%的股份，双方将合作在亚洲国家开发绿色氢气生态系统，计划到2030年开发出每年约100万吨绿色氢气的生产能力。在氢能应用上，道达尔计划到2030年完成400座加氢站的建设工作。
雪佛龙公司2021年宣布，计划在2021～2028年间向低碳业务投资100亿美元，并于2050年将运营排放量降至零，2021年加速向碳捕集、氢能和新型能源领域投入。
埃克森美孚宣布，2022～2027年间低碳支出大幅增加到150亿美元，重点放在碳捕集与封存(CCS)、氢能和生物燃料领域。
2021年1月，SK集团旗下SK控股公司和SK E&S于7日表示，公司投资1.6万亿韩元(约合人民币95亿元)收购美国氢能行业巨头普拉格能源(Plug Power)9.9%的股份，成为其最大股东。当年10月，SK集团和普拉格能源表示，他们已经成立了一家合资企业，计划2024年之前在韩国建设超级工厂，大规模生产氢燃料电池和电解槽系统，供应韩国国内和亚洲市场。
1.5 氢能投资持续升温
近年来，氢能成为各地招商引的重点方向，轻轻统计一下，在“查天眼”输入“氢能”有4294条信息，输入“制氢”有2608条信息，输入“电解槽”有2354条信息，输入“燃料电池”有13269条信息，输入“储氢”有16237条信息。尽管其中有些信息重叠，还有一些企业多地投资，但由于多方参与，氢能行业项目投资热度在逐渐升温。
2021年底，我带了一个基金经理参加势银能链的氢能年会，他感叹“没想到氢能已经这么热了”。如果仅仅只看氢能相关上市公司的报表，无论国内还是国外都还没有大规模销售的企业，不过，充分的成长空间赋予了投资人巨大的想象空间，无论制氢、储运还是应用端，如能实现规模化都是万亿级的产业。实际上，氢能产业上下游的交流以及氢能产业与资本市场的交流主要都是来自业内的展会或各种平台的年会。
其中“中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品展览会(CHFE)”和长三角地区“国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC )”是国内氢能行业的盛会，已经分别举办了六届和七届，展会时间一般是三天，即使过去三年受到疫情的影响，会议周边的酒店依然一房难求。
我对氢能行业的切入是从2018年丰田产线的参观和2019年在日本的氢能展会，创办于2005年的“日本东京氢能及燃料电池展览会(FC EXPO)”是世界最大的氢能及燃料电池展览会，一年之内有春季展、秋季展和冬季展，世界各国的氢能重点企业都将这个平台当作国际市场的交流平台，目前展会参展单位已经超过千家，参观人数规模大约五万人。
2022年年中，中国汽车百人会发布《中国氢能产业发展报告2022》，超过百家上市公司布局氢能，2021年氢能产业投资总金额超过3100亿元，截至2021年末,针对氢能产业的投资基金累计规模超800亿人民币。根据上海遨问创投统计，2019年-2022年资本市场对氢能项目的投资数分别为40个、49个、51个和42个，而融资分别为18亿元、50亿元、79亿元和82.5亿元。
我最初进入这个行业的时候，资本市场追逐的是燃料电池和核心原材料企业，2020年中石化成为重塑股份第二大股东，到2022年，公司估值已经达到115亿元;2020年9月，有人跟我推荐东岳未来，一个质子交换膜企业一年之内完成三次融资，估值迅速上到50亿元。
加氢站的热点爆发是在中石化宣布1000座加氢站目标后开始启动的，他们在各地启动加氢站招标的同时，也开始了对加氢站及核心零部件企业的投资，并迅速推高了这个行业的估值。2020年1月我们集团副总裁李胤辉给我推荐芜湖一家压缩机企业中鼎恒盛，当时我还不知道隔膜压缩机，听了公司介绍才知道是可以用在加氢站，当时他们正在跟东方电气集团谈合作，股权融资的估值是4个亿，到2022年中鼎恒盛已经是氢能行业人尽皆知的企业，估值到了30亿元。
而电解槽的热度就该归功于隆基股份了，他们2021年宣布未来五年将电解槽的产能做到5-10个GW，这是当年市场10-20倍的规模，2021年、2022年全球电解槽行业开始躁动，行业产能扩张到11GW以上，国外龙头企业NEL的产能也大幅扩张，康明斯、蒂森克虏伯也开始布局中国市场。
据高盛2022年12月发布报告称，目前全球氢能市场的总价值约为1250亿美元，预计到2050年，氢能市场的总规模将超过1万亿美元。在全球低碳转型过程中，氢能将发挥重要作用。一旦清洁能源制氢技术发展成熟，氢能在全球能源市场的占比将达15%。
1.6减碳共识下全球氢能热
1993年中国成为石油净进口国，石油进口依赖度逐年攀升，2000年达到36.4%，2019年超过70%;另一方面，气候问题已经成为人类发展重要的课题，到1999年，有84个国家签订《京都议定书》。在这样的背景下，2001年中国将新能源汽车列入“十五期间”国家“863”重大科技课题，一批动力电池企业开始了产业化探索，其中包括混合动力、纯电动和燃料电池企业。
如果有哪个冬天曾经感到绝望的话，那一定是2015年，我清楚地记得12月22日那天，我陪77岁的杨世祥先生到北京电视台领取“第七届北京影响力——新锐企业”大奖，这原本是一个非常值得高兴的日子，老先生四十多年坚持对数字液压的研究终于获得了成功。但那天傍晚进入会场前距离杨先生两米远的地方都看不清他和他的团队的面容，我在想，杨老先生此生能不能等到雾霾驱散的一天，而我要重新回到曾经清新世界还需要多少年?人类努力的目的到底是为什么?暗无天日难道就是工业文明的代价吗?
就在那些日子，北京几乎成为全国、乃至全球环境污染的众矢之的。对极端的环境差如果做不到"愚公移山"，还可以搬家。但面对全球气候变暖的威胁地球人类显然是无家可搬。20世纪以来全球海平面已上升了10-20厘米，气候专家预测，未来100至200年内海平面已无法避免上升至少1米。气候变化的原因非常复杂，但人类唯一能够做的就是减少排放。
2016年4月，全世界178个缔约方共同签署《巴黎协定》，对2020年后全球应对气候变化的行动作出的统一安排，将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。这成为全球氢能产业巨大的推动力。
巴黎协定后，日本最先在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，也提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%;欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%;美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%;韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。
2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取到2060年前实现“碳中和”。至此，中国氢能发展的目标变得更加清晰。
据不完全统计，全球已有30余个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标，基于巴黎协定对2020年作为气候变化的时间节点，目前大部分国家的氢能战略发布时间都在2020年左右。
但氢能产业化是有条件的，当更多的人能够感受到这个行业温度的时候，氢能产业化的先行者们已经孤独走过20多年的历程。
本期资料来源：
1、《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》
2、《政府工作报告》(2019年)
3、《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》(2020年)
4、《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(2021)
5、《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》(2021)
6、科技部、山东省《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》(2021年)
7、《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》(2022年)
8、百人会：《中国氢能产业发展报告2022》
9、FC燃点:《丰田燃料电池车MIRAI的前世今生》(2021年懂车帝)
10、国际氢能网《超48家能源企业布局氢能!2022，“氢”舞飞扬!》(2022年)
11、储能科学与技术《全球主要国家氢能发展战略分析》(2022年)
12、环球杂志：《欧美油气巨头布局新能源》(2022年)
CCTC®3060
第二章 席卷全球的氢能浪潮
是什么人将“渺小”这个词与“人类”放在一起?我坚决不同意。“白驹过隙”是指生命个体的渺小和偶然，芸芸众生聚集在一起亦是生生不息的力量，在天地间还没有哪一个物种能够与人类匹敌，人类历史的长河从来都是波澜壮阔。个体被抛到这个世界从来不知道自己会卷入怎样的缝隙或是风口浪尖上。今天，我们被卷入到人类第三次能源革命的浪潮中，从风电到光伏，一波接一波，这一次正在掀起的是氢能的浪潮。
2.1氢是赋予生命能量的本源
提到氢，小朋友想到的是五颜六色的氢气球;中学生想到的是烧杯里电解棒上冒出的小气泡;对化学家来说，氢是第一元素，可以作为很多化学反应中的还原剂。氢是最轻的、也是自然界中最丰富的元素，氢广泛存在于各种物质中，而我们赖以生存的水便是氢最大的载体，日本将氢叫做“水素”，认为饮用"水素水"后，水素会直达体内的细胞里，把体内坏的活性氧有选择性的去除,，让生命更有活力。
宇宙既是一个巨大的生命场，也是一个巨大的能量场，而氢元素则是宇宙恒星核聚变的最初起点，按照宇宙大爆炸理论，宇宙中的一切元素都是从氢元素的核聚变开始的。在宇宙形成的一亿年内，几乎一直都停留在氢元素到处游离的状态，这些氢元素通过宇宙引力等作用形成星云，星云再进一步坍缩，就形成了恒星。而恒星堪称宇宙的造物工厂，宇宙中的大量物质，都是在恒星核聚变的基础上形成的。
氢在宇宙物质中的比例大约占到80%，而在宇宙的能量之源——太阳几乎占到100%由氢所构建，它的能量来自氢原子的聚合。
在地球上，除了极少数地质运动可以形成富氢环境以外，几乎很少有
氢的自由状态
，大多数氢与氧结合形成了水。水的分子式H
2
O，三分之二的原子都是氢，氢广泛存在于海洋、湖泊、和江河中，支撑着地球的生命和万物生长。
氢是宇宙能量之源，人类生命之源，人类对自己所处的生存环境的认知如此有限，在宇宙的面前、氢的面前，人类真的渺小起来。直到
1520年才首次记录到由瑞士医生帕拉塞尔苏斯
(Paracelsus，1494～1541年)通过将金属铁、锌和锡溶解在硫酸中而观察到的氢。
此后人类对氢这个无色无味的元素展开了年深日久的研究：
1625年，詹·巴普蒂斯塔·范·赫尔蒙特(Johann Baptista van Helmont，1577～1644年)对氢的首次描述，并使用“ Gas”一词。这是人类首次对氢常温下气态属性的认知记载。
1650年，瑞士医生德梅耶内(Turquet de Mayerne)通过稀硫酸对铁的作用获得了一种气体或“易燃空气”。这是人类首次对氢可燃属性的认知记载。
1700年，法国化学家尼古拉斯·莱默里(Nicolas Lemery，1645～1715年)表明，硫酸/铁反应中产生的气体在空气中具有爆炸性。这是人类对氢能危险性认知的最早记载。
1783年雅克·查尔斯(Jacques Charles)和助手罗伯特兄弟首次将乘坐氢气球无人的氢气球“ La Charlière”实现飞行。这是人类第一次无人的氢气球飞行，这一次驱动物体位移应用的不是氢的能量属性，而是“轻”的属性和流体力学中的浮力作用。同年，安东尼·拉瓦锡(Antoine Lavoisier，1743～1794年)和法国天文学家、数学家拉普拉斯(Pierre Laplace，1749-1827 年 )用冰量计测量了氢气的燃烧热，这次一次发现了氢的能量属性。
十八世纪末期，Jan Rudolph Deiman和Adriaan Paets van Troostwijk、威廉尼克尔森(William Nicholson)和安东尼卡莱尔(Anthony Carlisle)、约翰·威廉·里特(Johann Wilhelm Ritter)等科学家在不同的实验室实现了电解水制氢。
1806年，法国发明家弗朗索瓦·伊萨克·德·里瓦兹(FrançoisIsaac de Rivaz)建造了de Rivaz发动机，这是第一台由氢和氧的混合物驱动的内燃机。此后，氢作为动力被多次尝试。1839年，克里斯蒂安·弗里德里希·尚贝(Christian Friedrich Schönbein)在《哲学杂志》上发表了燃料电池的原理，同年英国法官和科学家威廉·罗伯特·格罗夫(William Robert Grove，1811～1896年)开发了格罗夫电池(Grove cell)，并制作了首个燃料电池。至此，这个宇宙与万物生命的自然能量之源进入了它的人造动力的时代，氢内燃机和燃料电池使得氢气的能源属性得以显现。
我们说到“能量”这个词，我理解有三个层面，第一个层面是生命基础支撑或生命力强弱的物质能量，比如空气、水和食物为人的生命提供基础的能量;第二个层面的能量是意识的能量，就是一个人或者组织对所处环境的影响力和驾驭力，这种能量往往源自知识、性格禀赋和组织效率;第三个层面的能量既是世界万物之间位移和变化的能量，也就是驱动世界发展的能源。
在物质世界的“能量”里，碳和氢从来都是主角，不仅构建了世界的生命体，也成为世界能源的基础元素。生命最初的形成源自氢，而人类物质能源的起源则主要基于碳，不过，从木材到煤炭，从煤炭到石油天然气，则是一个不断减碳的过程，而氢步步为营，比在能源中的例越来越高，直到有人喊出“氢能是世界终极能源"，这仿佛是要将世界还原成为氢的源头。
2.2 第一波氢能浪潮：替代石油能源
进入20世纪，氢气作为能源的方向越来越清晰，并率先在航天领域得到验证：1943年，液态氢作为火箭燃料在俄亥俄州立大学进行了测试;1957年，作为洛克希德(Lockheed)CL-400 Suntan项目的一部分，普惠公司使用液体氢作为燃料的304型喷气发动机进行了首次测试;1961年RL-10液态氢燃料火箭发动机首飞。
与此同时，燃料电池在车用领域的试用也已经开始。1957年，美国发布了U-2双轴液态氢半挂车的规范。美国艾利斯-查默斯(Allis-Chalmers)公司是燃料电池民用市场的开拓者，1959年，由Harry Karl Ihrig领导的一个团队为Allis-Chalmers制造了一台15千瓦的燃料电池拖拉机，并在美国各州的展会上进行了巡回展示，这是人类历史上第一台燃料电池车辆。Allis-Chalmers燃料电池拖拉机包含1008个小型碱性燃料电池，能够产生3000磅的牵引力。系统使用氢氧化钾作为电解质并使用压缩氢气和氧气作为反应物。1960年，该公司又做出世界第一台燃料电池叉车，1964年建造了750瓦的燃料电池，为一人水下研究船提供动力;1965年制造了世界第一台燃料电池高尔夫球车。
1966年通用汽车推出了全球第一款燃料电池汽车Electrovan。这辆车的动力系统由32个串联薄电极燃料电池模块组成，持续输出功率为32千瓦，峰值功率为160千瓦。这是燃料电池汽车技术验证的一个起点，此后欧美各大车厂均纷纷展开燃料电池汽车的研究。氢燃料电池车的逐渐推广使用，能提供高纯高压氢且环保节能的金属氢化物热压缩机成为近年压缩机界世界范围研究的热点。
1953年移居美国的南非化学教授John Bockris1970年在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心于1970年演讲首次提出了“氢经济”的概念。这一概念在接下来的第一次石油危机中得到了很好的响应，氢气被描绘成未来取代石油的主要能源。但接下来的几年石油供需形成了新的平衡，石油价格回到20美元/桶以下，氢能发展的进度有所放缓。
百年原油价格史：油价高峰与大国兴盛(2019年8月21日中国期货网)
第一波氢能浪潮主要的发起国为美国，在能源替代的背景下，整个氢能源生产、配送、储存及使用的市场运作体系都得到了很好的发展，包括氢气管线、线性压缩机、电解槽技术都奠定了一定的基础。1972年，杜邦公司发明了燃料电池质子交换膜，氢燃料在航天动力的应用被确定。
中国的燃料电池事业起步于1958年的天津电源研究所，对熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、固态氧化物电池都展开了理论研究，70年代末期，随着国际市场第一波燃料电池的降温，燃料电池项目被中止。
2.3第二波氢能浪潮：燃料电池产业化应用
第二次浪潮兴起于20世纪90年代，这是基于燃料电池技术走向成熟兴起的一波浪潮，与其说是氢能浪潮，不如说是动力电池技术进步带来的新能源汽车浪潮，其中燃料电池企业加拿大的巴拉德和美国的普拉格，汽车企业戴姆勒、丰田、现代是第二波氢能产业的代表企业。
成立于1979年的巴拉德一开始的研究方向是锂电池，1986年开发出首例压缩空气运转的燃料电池，并通过兼并收购实现了燃料电池从膜电极到系统的全球领先企业，逐步开始了与全球整车企业燃料电池技术的开发。
成立于1997年普拉格能源(Plug Power)是目前全球氢能行业的最具代表性的企业，这是一家通过资本运作成就事业的典型案例，该公司1990年在美国纳斯达克上市，上市之初推出三款氢能产品：GenSys、GenCore、GenSite，分别是天然气制氢发电站、氢能源备用电站和天然气制氢系统。此后通过自研、合作、收购等方式，完成产品的迭代、市场的布局，2007年通过收购CellexPower和General Hydrogen进入燃料电池叉车领域，并在沃尔玛、亚马逊、家乐福、联邦快递、DHL等超市和物流企业推广燃料电池叉车;又通过对荷兰绿色氢能技术企业Frames Group的并购进入制氢领域;普拉格已经在美国建成200多座加氢站，并计划2023年再建100座，成为全球氢能产业的龙头企业。
这一时期，主要汽车厂商都推出了燃料电池汽车的样车。第一波氢能浪潮是验证燃料电池的动力性能，第二波氢能浪潮则在燃料电池的产业化上开始了实践，中国也开始了燃料电池技术的产业化进程。
早在1988年，戴姆勒的工程师就提出将航空航天上的PEMFC应用到汽车上，1991年进入实践阶段，并在三年时间内开发出了第一台PEM燃料电池汽车。这是氢能应用到汽车上的又一个开端，时任戴姆勒-奔驰集团技术研究主任的赫默特·韦乐对燃料电池的判断是革命性的：“我们处在一个新纪元的最前头，可以与戴姆勒和卡尔·奔驰制造的第一辆以内燃发动机为动力的车辆的时代相比。”戴姆勒真正实现了PEM燃料电池汽车从0到1的突破。
1994年，戴姆勒-奔驰公司推出了当时全新的电动汽车代表——带有电力驱动和燃料电池组的NECAR研究车，为后NECAR系列其他车辆的推出奠定了基础。自1994年-2000年，戴姆勒共推出五代燃料电池乘用车，每代产品在技术指标和车内空间上都有进步。
除乘用车以外，戴姆勒在燃料电池大巴车领域也进行了研究，1997年奔驰推出了NEBUS O 405 N，首次将燃料电池技术引入商用车领域。这款巴士车的氢燃料储存在车顶上的七个玻璃纤维包裹的铝罐中，续航里程达到250km，可满足一辆城市公共汽车的日常工作量。2003年，首批30辆150kW(204hp)燃料电池城市公交车在欧洲城市投入运营，这几乎成为全球燃料电池公交车的一个起点，随后氢燃料电池大巴在世界各地陆续装备起来。2005年，梅赛德斯-奔驰在第39届东京车展上推出了F 600研究车HYGENIUS，新车输出功率85kW/115hp，最高车速140km/h，续航里程可达400km，在性能提升的同时，体积则减少了40%。
1992年丰田开始启动燃料电池研究，1996年，基于RAV4改装首款燃料电池汽车，燃料电池功率20千瓦，一次加氢续航里程173公里;1997年基于RAV4改装，燃料电池功率为25千瓦，续航里程达到500公里;2001年3月、6月和10月基于汉兰达改装了三次，电池功率达到90千瓦，然后气瓶的容量和压力不断尝试，从25兆帕到35兆帕，再到50兆帕，储氢瓶达到120升，燃料电池体积35升;到2002年，丰田开发的燃料电池在日本和美国开始了小范围的销售，2005年丰田FCHV成为第一个获得日本政府认证的燃料电池汽车。
这一时期启动燃料电池项目的整车厂还有宝马和现代。实际上宝马公司的氢能战略可以追溯到上世纪的70年代，在第一波氢能浪潮时就是氢能的积极践行者，1978年爆发第二次石油危机时，宝马在搭载了3.5升发动机的5系上放入了超绝缘低温储氢罐，打造出了可使用汽油和液氢双燃料的520h。
此后2000年宝马推出750hL、搭载的V12发动机、最大功率为150kW氢内燃机，能在9.6秒内破百，据相关报道称，这款车当时已达到量产水平。不过，尽管宝马在2005年又推出氢燃料汽车Hydrogen 7，但因为是氢内燃机路线与传统燃油车的效率比较优势并不明显。到2013年宝马与丰田合作，开始转向燃料电池技术路线。
而相比之下，起步于1998年的现代汽车从一开始就选择了燃料电池路径，并于2002年9月推出首款燃料电池汽车Santa Fe，并跑完了美国加利福尼亚汽车拉力赛的全程，2004年年底，现代又改装了途胜的燃料电池版，并参与了由美国牵头的FGEV示范项目，此后，现代的燃料电池汽车不断迭代，到2010年，第二代ix35新航里程已经达到635公里。
在第二波氢能浪潮中，中国成为重要的参与国，这里有几个重要的历史背景：一是在经历改革开放20多年后，中国已经融入到全球制造业产业链，在传统制造业中成为承接过剩产能、降低全球制造业成本的国家;而在创新产业中，成为全球经济中从理论研究到规模制造应用转换的主要国家;二是高考制度恢复以来，教育的开放形成了一批具有国际视野、并参与到国际一流科研机构的科研人员，具备了创新最重要的基础;三是国家对新兴产业的鼓励政策和社会机制，各级财政补贴、风险投资和政府引导基金推动了新兴产业的快速发展。
在这样的背景下，中国在第二波氢能浪潮中表现最积极的是创业型企业，来自科研机构和大专院校的科研团队孵化了一批燃料电池及配套企业。
中国第一家燃料电池企业是1998年成立的上海神力，由加拿大巴拉德系统回国的胡里清博士创办，但当时国内还没有任何配套条件和政策。不过，很快神力就赶上了中国的氢能浪潮。
2001年，国家“863”电动汽车计划启动，提出“三纵三横”的发展思路，全国各主要城市开始在混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的发展方向中抉择，其中，燃料电池汽车概念最超前、技术难度高，大部分消费者都很陌生。2000年底、2001年初，就职于奥迪汽车公司的万钢回国创建上海同济大学新能源汽车工程中心，牵头发起对氢燃料电池汽车的研究和布局工作，并主导成立了上燃动力。此前他在德国克劳斯塔尔工业大学机械攻读博士学位，并在德国奥迪汽车公司技术开发部担任工程师，生产部、总体规划部技术经理，他想把氢燃料电池汽车作为未来着重发展的目标，上海出现一场创造性的政产学研企联合创新。
2001年4月，从事燃料电池研究20多年的衣宝廉院士主导成立了新源动力股份有限公司，并在大连化物所和新源动力平台上培养了一批专业人才。
另一个燃料电池的技术来源是清华大学，2012年亿华通的成立，与北汽福田和宇通等整车厂合作，并培育和构建了京津冀地区燃料电池汽车的生态链。
第二波氢能浪潮主要是德国、日本、韩国、中国和北美，是一波基于燃料电池应用推广的浪潮，燃料电池应用领域主要包括汽车、叉车、家用热电联产等。但各国发展路径有些区别，德国、日本、韩国是产业主导性的，主要是品牌汽车企业和电器企业主导;而美国和中国是资本主导型的，以燃料电池创业型企业为主导。
这波氢能浪潮迎来了中国新能源汽车鼓励政策，2009年元月，科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，主要内容是，通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。这是汽车工业的一次巨大变革，中国电动汽车很快成为全球新能源汽车发展的中心。
遗憾的是，尽管燃料电池汽车也在“十城千辆”鼓励范围，但与锂离子电池相比，燃料电池汽车成本太高，因为受制于铂金用量，无法形成市场推广的预期，一些国际市场多年研究燃料电池的专家几乎都否定了燃料电池汽车技术路线。
技术路径的竞争不仅是“不进则退”，而且还是“慢进即退”，就像薄膜太阳能之于晶硅太阳能，一旦落后就失去了性价比优势。其时，锂离子电池已经开始批量化制造，2012年超过13万辆，2013年超过21万辆，而燃料电池汽车依然处于“概念车”与性能验证阶段，氢能产业处于进退维谷的境地。
2.4第三波氢能浪潮：全球双碳目标的共同选择
其实，如果从路径上来划分，第二波氢能浪潮和第三波氢能浪潮的切换可能将时间放在2020年更为准确，但从发展氢能的产业化进程来看则应该放在2014年，毕竟，任何一波氢能浪潮燃料电池车用都是一个主线：第一波是可以让车跑起来;第二波是燃料电池汽车从实验室向商业化过渡;第三阶段则是已有燃料电池汽车进入商业化推广阶段。
2014年的11月18日，就在燃料电池行业非常焦灼的时候，丰田汽车宣布将在国内推出面向大众市场的首款燃料电池汽车“Mirai”，这辆名为“未来”的车燃料是氢气，排放的是水，是真正意义上的零排放。在锂离子电池汽车还在为充电时间长，续航里程焦虑的情况下，Mirai一次加氢时间大约3分钟，续航里程达到650公里，同时，丰田宣布燃料电池成本下降到2008年的1/20，Mirai出厂价格723.6万日元(约47万人民币)，算上国家补贴202万日元和地方补贴101万日元之后，消费者实际支付的金额大概为420万日元。这是世界燃料电池汽车行业的一个转折，全球燃料电池汽车行业重回信心。
Mirai成为中国燃料电池汽车产业重要的催化剂，2017年，时任科技部部长万钢访问日本，并请回了在日本研究燃料电池30多年的柴茂荣博士，柴博士成为国家电投氢能公司的氢能首席专家。2018年5月，李克强总理到丰田参观Mirai生产线，引发了全球汽车界的关注。由于中国在风电、光伏和锂离子电池汽车领域规模制造中所发挥的作用，中国领导人对燃料电池汽车的态度对全球氢能领域来说都显得至关重要。
当然，方向的确定对国内市场的影响力更是直接的推动力，最先表现的是专业人才的聚集。第三次氢能浪潮下，中国一批燃料电池及配套企业纷纷成立，其中有两个主流的技术来源：
一个是国内科研院所，以大连化物所、武汉理工、上海交大、同济大学、清华大学等产学研项目孵化的氢能相关企业。如大连化物所培育或输送核心技术人才的企业有新源动力、捷氢科技、骥翀氢能、爱德曼、国鸿氢能、攀业氢能等都有大连化物所的贡献;而上海交大培育和支持的企业有唐锋新能源、氢晨科技、治臻股份、东岳未来等;清华大学培育和支持的氢能企业有亿华通、喜马拉雅、锋源科技、势加透博等燃料电池及相关配套企业。
另一个是来自国外的燃料电池技术或归国人才，其中加拿大的巴拉德成为中国燃料电池技术合作的重点企业，大洋电机、国鸿氢能、潍柴动力先后投资或引进巴拉德燃料电池技术，而鸿基创能的叶思宇、泰极动力的Dustin Banham、亿氢科技的贺萍来自巴拉德同一个办公室，他们成为中国膜电极企业的重要力量。
第三波氢能浪潮更大的推动力来自“碳达峰、碳中和”。人总是这样，因为彼此差异而吸引，又因为彼此趋同而排斥。近年来，国际间政治关系更加复杂，但应对气候变化则是全球最大的共识。2016年由全世界178个缔约方共同签署《巴黎协定》，2020年9月，中国主席习近平在第75届联合国大会承诺中国将在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标。而在欧洲，减碳已经成为民众普遍的认知和共识，并用碳交易机制来引导清洁能源的发展。
化石能源是“靠地吃饭”，煤炭、石油、天然气推动了人类工业文明，造就了风水宝地的“地主”们巨大的财富，也破坏了人类自身生存的环境;可再生能源“靠天吃饭”，但老天从来都是阴晴不定，对电力系统来说，可再生能源就是那些看起来品质不错却总是不受管教的学生或员工，如同孙悟空，需要施以紧箍咒，才能与大家共处。人们认识到：“没有氢，无法实现碳中和。”
在这一波氢能浪潮中，燃料电池汽车的基本格局与前一阶段比没有发生根本性的变化，但到2022年底，各国各地累计的燃料电池汽车已经增加至6万9千辆，氢气的供应成为一个非常现实问题，一方面传统企业需要通过发展氢能业务来实现减碳，另一方面可再生能源企业也需要通过可以储存的氢能来平抑风光电源的波动，所以，无论是传统油气企业、煤炭企业，如中石化、中石油、中煤能源集团、国电投、宝丰能源、美锦能源、华能集团、中国华电等，还是可再生能源的隆基股份、阳光电源、明阳智能、金风科技、雄韬股份等都纷纷布局氢能产业，还有国内装备制造重点企业如中集集团、三一重工、东方电气、华电重工、中国船舶、中车集团等也投入大量的资源在氢能领域，并逐渐成为这一波氢能浪潮的主力。
而从应用端来看，交通领域依然是氢能应用的重点，不过燃料电池的应用渗透到了无人机、两轮车、工程机械、船舶、轨道交通、飞机等多个领域。在工业的化工和冶金领域、发电领域的试点在全球展开。第三波浪潮不仅高度远远超过了前面两波，而且横向的宽度和纵向的深度都有了更加坚实的力量，氢气作为能源的属性在这些能源企业的介入中日渐凸显。目前，氢能产业的浪潮已经延伸至全产业链，中国必然是一个被寄予厚望的大市场，世界主要的气体服务企业、电解槽制造企业、燃料电池核心企业大部分都在进入中国市场。
2020年前后，世界主要国家都加入到碳中和的倒计时，其中30多个国家制定了氢能发展计划，从燃料电池到加氢站、到电解水制氢、到化工、冶金、发电，第三波氢能浪潮正在席卷全球。
随着氢能步入产业化，各种困难和办法都涌到一起，于是，天然气制氢、碳捕集碳封存、电解水制氢，高压储氢、固态储氢、液态储氢、有机化合物储氢、绿氨、绿色甲醇等等与氢制取和储运的相关技术云集。你可能以为在这个行业已经很多年，大家都彼此认识了，但每一次行业集会上都会有新的面孔。第三波氢能浪潮正席卷全球，影响也越来越广泛，氢能专业人才成为行业最稀缺的资源，这波氢能浪潮不仅波及交通行业、能源行业、工业体系、资本市场，还将改变全球教育体系。
本期参考资料：
[美]约翰·欧·博基斯《太阳一氢能--拯救地球的动力》。中国人民公安大学，2002年
[意]马可•阿尔韦拉《氢能革命》，机械工业出版社，2022年
新能源网《史海钩沉 人类历史上第一台燃料电池车辆》，2021年3月25日
国际氢能网《国际氢能燃料电池汽车品牌大盘点》，2023年1月
杨妙梁《燃料电池车发展的艰难历程(二)——戴姆勒-克莱斯勒公司燃料电池车的实车道路试验》，《汽车与配件》，2003年
与非网《戴姆勒燃料电池车25年发展史一览，这是未来的趋势吗?》。2019年
曹恩惠,王雪《深度丨踏浪而行：上海氢能产业的光荣与梦想》21世纪经济报道，2022年12月18日
全国能源信息平台《氢能发展历史》，2020年4月14日
CCTC®3060
第三章 氢能发展的三大核心驱动力
我常常觉得自己能够做产业分析师这个职业是此生最大的幸运，我们对未来趋势做预测，跟踪前沿科技，分析产业逻辑，甚至“捕风捉影”。也许我不太善于对周边的人察言观色，因此对大的时间与空间下的产业思辨有着浓厚的兴趣，我时常觉得经济数据是人性的集体表现。但预测产业不是意识形态的东西，不是倡导女权主义也不是引导时尚，是要客观判断产业趋势形成的逻辑。市场热度不一定代表趋势，市场上的冷嘲热讽也不一定代表衰败，我们是要在庞大的信息中发现更多的真相，在不确定中寻找确定性。
我在证券公司时创建了一套被称为”来龙去脉“的研究体系，我希望弄清楚所研究产业的发展历史、驱动力、发展条件、竞争格局、产业生态等，并根据已有的信息和发展逻辑对未来作出判断。前面已经回顾了氢能发展的历史，这一部分主要分析氢能发展的核心驱动力。
3.1气候变化的生存选择
人类工业革命以来，世界物质文明得到空前的发展，但我们在享受这个繁华世界时也面临着气候变化的严重威胁。于是，人类便努力在经济增长与能源减碳中寻求平衡，实验显示：煤炭及木材燃烧期间的碳氢比为1:1、石油碳氢比为1∶2、天然气碳氢比为1∶4，而氢能源在燃烧时产生的物质为水、少量氮氧化氢，不会产生二氧化碳，也不会形成污染。
从1881年第一次能源变革煤炭替代木材成主导能源，1965年第二次能源变革石油替代煤炭成为主导能源，到现在正在进入到第三次能源变革，人类将从石油时代过渡到清洁能源时代。尽管从柴薪时代到天然气经历了上百年的减碳历程，但由于化石能源总量增加，气候变化的威胁越来越大。
我几乎在很短的时间就经历了能源变革的全过程，在我15岁之前依赖的能源只有柴薪，对深处湖区的我来说，“工业学大庆”对我来说只是一个毫不相干的口号;15岁到城市读书看见了蜂窝煤;上大学时中国汽车行业开始发展，才有了对石油的认知;大学毕业参加工作时，家里的电子打火灶替代了煤炉便用上了天然气。如果你没有经历从偏远乡村到城市的经历，你绝对不会体会到我十年之内穿越工业国家上百年能源发展历程的奇妙感觉。
这不是我的幻想和错觉，我们所处的这个时代正是中国乃至世界巨变的时代，中国进入城镇化、工业化时代，一座座城市拔地而起，电子打火灶替代土灶、汽车替代自行车、洗衣机替代棒槌、电视机替代收音机和露天电影院……与此同时，我们不得不面对世界巨变带来的环境变化：交通拥堵、空气雾霾、河流和土壤被污染，就连家乡冬天的雪也不再像从前那样如期而至，我们得到很多，但正在失去些什么，比如家乡清澈的湖水、飞舞的雪花。
世界气候研究表明，1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃，在20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度，2019年，全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃，2011至2020年，全球地表温度已升温1.1摄氏度……20世纪80年代以来，每个连续十年都比前一个十年更暖，过去的50年气候变暖的速度近2000年来前所未有。
近一个世纪以来，化石燃料大大推动了工业化与城镇化进程，但它们排放出大量的CO2等多种温室气体包围着地球并导致全球气候变暖，物候期提前、冰川消融、海平面上升……资料显示，北半球春天冰雪解冻期比150年前提前了9天，而秋天霜冻开始时间却晚了约10天。看来，我对家乡雪的记忆亦不是时空变化的错觉，而是一个毫无疑义的现实。
气候变化对人类的威胁绝不是我们增减一两件衣服就可以解决的问题，地球养育生命的秘诀在于天地之间的金木水火土的精妙配置、一年四季节气变化的气象与生机，对自然环境破坏性的对抗必然招致生物繁衍的紊乱和作物生长所依赖的水土失衡。
欧美日等率先进入工业化的国家比我们更先感受到地球变暖的威胁，早在1896年，瑞典物理学家斯凡特·阿伦尼乌斯就创建了世界上第一个气候变化的模型，他提出了“人类向大气排放二氧化碳将使地球表面不断升温”的观点，他于1908年就提出“工业的迅速发展会让大气中二氧化碳的比重在未来几个世纪中会增加到令人瞩目的程度"，这些观点很快就在工业发达国家得到了验证：1952年伦敦雾霾、1955年洛杉矶雾霾、1960年北九州的“七色烟”几乎成为工业革命光荣与罪恶的历史符号。
1972年6月联合国人类环境会议在斯德哥尔摩举行，来自113个国家的政府代表和民间人士就世界当代环境问题以及保护全球环境战略等问题进行了研讨，制定了《联合国人类环境会议宣言》，旨在推动人类文明与自然的和谐发展。根据《联合国人类环境宣言》主要缔约国又于1985年3月签订了《维也纳公约》，1987年9月签订了《蒙特利尔议定书》。
国际组织比较正式地提出"气候变暖"是在1979年2月在日内瓦召开的第一次世界气候大会(FWCC)上，1988年政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立，1992年5月，联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成了《联合国气候变化框架公约》，公约的最终目标是将大气中温室气体稳定在一定的浓度，从而防止人为干扰气候系统而造成危害。1997年通过的拥有192个缔约方的“京都议定书”，是对“公约”补充，该《议定书》的第一个承诺期于2008年开始，于2012年结束。根据这一条约，37个工业化国家和欧洲共同体已承诺到2012年，将温室气体排放量在1990年水平上平均减少5%。我们看到执行的结果是能源结构继续朝着减碳方向发展，主要发达经济体美国、欧洲、日本十年间对石油的需求出现下降，不过这并没有阻止全球气温升高的趋势，
2015年12月12日在第21届联合国气候变化大会上通过《巴黎协定》，2016年4月22日在美国纽约联合国大厦签署，共有175个国家签署了这份协议。这是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的气候协议，为2020年后全球应对气候变化行动作出了安排，协议将气候升高幅度控制在摄氏2度，乃至摄氏1.5度之内。
在气候变化的威胁下，没有人可以袖手旁观，减碳成为这个时代最大的共识，《博鳌亚洲论坛可持续发展的亚洲与世界2022年度报告》显示：截至2021年12月底，全球已有136个国家、115个地区、235个主要城市和2000家顶尖企业中的682家制定了碳中和目标。碳中和目标已覆盖了全球88%的温室气体排放、90%的世界经济体量和85%的世界人口。
但减碳无法完全依赖一次性可再生能源，光伏和风电天生就不稳定，对电网来说也属于“垃圾电”，需要有储能来平抑波动。储能的方式有很多种，各有各的优点和局限，氢几乎是大规模、长距离、长时间储能的唯一方式，更重要的是，随着可再生能源成本的降低，一些光伏和风能资源好的地区绿电制绿氢已经可以实现经济性，因此氢能在经历了50多年的探索成为减碳的重要方案，隆基绿能董事长李振国说：不引入氢没办法进入到深度脱碳。
伴随着碳中和目标，2020年前后，全球已有30多个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标。其中，日本在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，又提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%;欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%;美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%;韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。
中国2022年3月也发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，提出到2025年使可再生能源制氢量达到10至20万吨/年，2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，2035年形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升等目标。
近期，联合国秘书长古特雷斯形容气候变化就像定时炸弹，他向二十国集团提出《气候团结契约》，要求所有排放大国作出额外的减排努力，而富裕国家则要动员财政和技术资源支持新兴经济体，为保持1.5摄氏度的目标共同努力。
古特雷斯还宣布了一项计划，通过全员参与的《加速议程》，为达成《气候团结契约》加紧努力。根据该计划，发达国家领导人必须承诺在尽可能接近2040年实现净零，新兴经济体领导人必须承诺在尽可能接近2050年实现净零，并停止对新的石油和天然气的所有许可和资助，以及停止现有石油和天然气储备的增加。
1850～2019年全球平均温度距平(距平是某一系列数值中的某一个数值与平均值的差)。
在人们饱受环境污染、气候变化和资源枯竭威胁的20世纪，可再生能源、氢能成为人类可持续发展的一缕阳光，这缕阳光正在成为21世纪能源产业的金光大道。因为就像古铁雷斯看到的那样，今天，人类已经具备解决气候挑战的能力。
3.2摆脱化石能源资源约束
人类对化石能源的发现创造了奇迹，有了煤炭才有了蒸汽机、火车、轮船，也有了电，有了石油便有了汽车，能源让矿石变成了道路、桥梁、钢结构摩天大楼。然而，这些蕴藏在地下的能源让人类繁荣了两百多年，石油被称为黑色的金子，由于资源储量有限且分布不均，石油也成为引发战争的恶魔。
基辛格说，“谁控制了石油，谁就控制了所有的国家”，上世纪40年代以来，为了争夺石油控制权，地缘政治时有发生，世界局部战争不断暴发，自1973年-1990年，十三年间发生了三次石油危机，每次石油危机都会导致经济的严重衰退。
关于能源约束导致的灾难还不止这些，实际上，对中国人民刻骨铭心的中日战争也是因为能源而起，日本是一个能源极度匮乏的岛国，能源自给率不到10%(2017年)1931年侵入东三省并于1932年成立"满洲国"，主要目的是为了东北的煤炭和铁矿石。但他们当时没有料到大庆有石油，于是计划1939年北向苏联夺取石油，不料惨败，继而1941年将争取石油的目标指向东南亚，为了遏制日本的侵略行为，美国给予日本石油制裁。这意味着日本的飞机轮船都将无法启动，于是，有了1941年12月7日日本偷袭珍珠港的事件，这成为太平洋战争的导火索，美国向广岛、长崎投放原子弹，日本的能源扩张计划最终遭遇了巨大的代价。
战后70年代，日本再度提出工业兴国，制定了能源的“阳光计划”，企图以人造能源替代资源能源，将主要目标放在核能上，目标是将核能比例做到50%，但到30%时日本核能即遭遇了福岛核电站爆炸事故，于是，将核能计划转向氢能。
欧洲主要国家德国能源自给率仅36.9%、法国52.8%、英国68.2%，欧洲从俄罗斯进口的石油和天然气占据全球的27%和45%，俄乌战争导致欧洲进口俄罗斯能源中断，并导致了新一轮能源危机。
化石能源的基础属性是资源，资源的有限性和严重不平衡使得能源进口国时常都面临能源安全问题，而水是地球现有储量最大物质，水中含有11%的氢，有人类生存的地方就有水，氢能源也是地球上储量最大的元素之一。计算表明，如果将海水中的氢气全部提取出来，其产生出的总热量将是所有地球石化燃料放出热量的9000倍，而氢燃烧或与氧气反应变成水，可以反复循环利用，氢能源几乎是“取之不竭、用之不尽”的能源。因此，摆脱资源约束成为日本、韩国、欧洲、中国等能源进口国发展氢能的巨大动力。
3.3经济增长的新引擎
对人类社会来说，摆脱环境约束和资源约束成为氢能发展巨大的驱动力，从经济活动的层面来看，发展氢能可以拉动经济增长。过去20年，风电、光伏、电动汽车成就了一批大规模制造企业或新能源企业，但风能和光伏天然的波动性使得电网对它们的容量有限，储能和氢能被形容为此次能源革命的"末班车"。
也许你错过了光伏和风电，也错过了纯电动汽车，是否还要错过储能和氢能呢?相比储能，氢能具有更加复杂的产业链和更多用途，具有更大的经济带动性，韩国就把氢能作为经济增长的新引擎，并且要在燃料电池汽车上占据世界领先，他们的战略类似中国电动汽车的换道超车。
我们还发现，光伏、风电和锂离子电池几乎是替代性和颠覆性的，新能源企业严重削减了传统能源特别是传统燃油车的市场份额，氢能产业尽管也涉及到很多新的技术，但产业链更多的环节还是化工、热力学、机械制造、材料等基础科学，因此我们发现很多传统企业都是基于核心能力或收购兼并布局氢能产业，比如国际市场丰田汽车、现代汽车、康明斯、博世、西门子、蒂森克虏伯、霍尼韦尔、佛吉亚、东丽集团等，国内市场潍柴动力、中集集团、三一重工、东方电气、中国中车、东岳集团等都纷纷进入氢能行业。
而国内外能源企业就更加积极，BP、壳牌、道达尔、雪佛兰、埃克森美孚等石油巨头纷纷押注氢能，韩国KS高价收购美国普拉格的股份。在中国，国电投布局氢能全产业链，中石化甚至提出打造第一氢能公司的目标，宝丰能源、美锦能源成为能源转型的标杆企业，而隆基绿能、阳光电源、明阳智能、协鑫集团、天合光能等新能源企业更了解氢能对可再生能源的价值，大概只有氢能才有可能满足大规模可再生能源的储能要求。
企业既是时代的创造者，也是时代变革的推动力。我在中集集团做战略研究，作为上市公司，必须努力保持企业的持续增长，要保持活力就必须不断开拓新的产品或新的业务领域,，所以我们需要根据自身的核心能力来寻求可以承接的未来业务。因为中集集团的主营业务方向是物流装备和能源装备，过去在天然气和冷链运输装备领域积累了低温和高压管理的能力，这些恰恰是氢能供应链所需要的核心能力，于是中集将氢能业务定为集团战略，并以储能和氢能构建中集新的增长曲线。
氢能和光伏、风电一样，本质上是从化石能源的资源产业转化为制造业，其产业链比煤炭、石油和天然气要复杂得多，丰富得多，因此，氢能比传统化石能源有更大的经济带动性。
到2021年，全球氢气产量约9400万吨，据国际能源署(IEA)预测：“到2030年，全球每年对氢能的需求量可达到1.15 亿吨。然而实际上要兑现各国政府迄今为止提出的气候承诺，到2030年，全球每年需要约1.3亿吨氢能才能满足。”而IEA技术专家Jose Bermudez Menendez则表示，要在2050年实现净零排放，到2030年全球每年则需要近2 亿吨的氢能。如果氢气价格为20元/kg，那么2亿吨的氢仅氢气的交易规模就是4万亿。
对未来氢能产业的规模有很多版本的预测，大概都是依据各国或各地规划作出的预期，其实，我通常不会去做非连续产业具体数字上的预测，比如2022年3月，国家层面出台的氢能产业顶层设计《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》到2025年的目标可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。而仅内蒙古自治区2023年的目标就是实现年产绿氢7.2万吨，规划到2025年，绿氢供给能力达到50万吨，氢能产业产值达到1000亿元。
事实证明这种预测常常都会很尴尬，如果产业链没有打通往往无法达成目标，比如日本2001年就制定过一次氢能发展计划，当时提出2010年实现燃料电池汽车5万辆，2020年实现500万辆;2010年又将2020年的目标调到了200万辆，到2018年的时候日本加氢站的目标实现了95%，但燃料电池汽车的目标只达成了7%;一旦产业链打通，实际增长就会远超预期，就像非水可再生能源目前装机量已经超过7.58亿千瓦，占全部装机量的比例达到了29.56%;电动汽车原来预测2025年渗透率达到20%，到2021年11月就实现了这一目标。
氢能的前景如此诱人，但是只有实现产业链闭环才能进入规模化生产。那么，氢能产业从工程验证到产品的规模化制造到底还需要走多久呢?
本期资料来源：
国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、交 通 运 输 部、水利部、农业部、林业局、气象局、海洋局：《国家适应气候变化战略》，2013年;
气候定时炸弹正在滴答作响!媒体：联合国作者：内详专业号：林森 2023/3/22
《联合国气候变化框架公约》，1992年
《联合国气候变化框架公约》京都议定书，1997年
搜狐网《人类对气候变暖研究的百年征程》，2022年
郑贤玲《北九州：窥见人类发展与生存的欲望》，一个人电影院，2019年3月
魏征《氢能源替代石油能源产业的可能性》，中国节能协会氢能专业委员会2022年4月
中国石化新闻网《欧美油气巨头布局新能源》2022年11月02日
国际能源署(IEA)《全球氢能评论2022》，2022年
郑贤玲《三次实地调研日本氢能：告诉你一个真实的日本“氢社会”》，第一元素，2020年
郑贤玲《高端访谈 | 柴茂荣博士：溯源日本氢能产业发展的基本逻辑》，产业观察者2022年12月
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第四章 过去十年氢能产业化条件的根本性变化
早在1970年，美国化学家约翰·欧·博基斯(John.O'M.Bockris )就提出“氢经济”(Hydrogen economy)的概念，他认为太阳-氢能是“拯救地球的动力”。来源广泛、清洁高效的氢能是人类可以依赖的长远的理想能源。但长期以来，氢气在能源行业就像是一个贵族，或是一个近在眼前远在天边的理想，只能在不计成本的航天发射中使用。过去60多年来，人类致力于摆脱化石能源的资源约束和环境约束，氢能浪潮一次又一次兴起，一次又一次被搁置，这一次，全球有72个国家制定了氢能战略，那么本次与过往的氢能浪潮有什么不同呢?
我们关心的是氢能发展的三个核心条件，即安全性、经济性和可持续性，如果我们将过去十年看成是第三波氢能浪潮，就需要看这段时间这三个核心条件是否发生了根本性的变化。
4.1 安全性，人类具备对氢能的认知与管理能力
2023年4月一次杭州的氢能大会上，航天氢能副总经理安刚说：“至少今天我们再谈氢能的时候大家不会像两年前那样谈氢色变了，氢是安全可控的。"航天氢能是航天101所的氢能产业化平台，101所从1961年开始研究液氢，1966年便有了第一座工业化的液氢工厂，安刚自己从事氢能事业也有18年，他当然了解氢安全的重要性，也知道该如何管理氢安全。
氢在航天发射领域、浮法玻璃、光伏、半导体、化工等工业领域广泛应用，而且日常生活中不仅有氢气球，现在还有了富氢水、氢面膜、氢农业，氢距离我们并不远，全球9400万吨/年的氢气产量，为什么还是有那么多人谈氢色变呢?
首先，氢是世界上质量最轻、最活跃的化学元素，自然条件下，氢元素一般以化合物的方式存在，按照一般的认知，氢就是无法在自然中独立存在的，但近期发现一些特殊的地质作用下可以产生氢气，所以，我们不能把话说得太绝对。但氢的储存是一大难题，因为轻所以容易逃逸，因为活跃所以容易与周围的材料发生化学反应，甚至让储氢材料产生氢脆。
氢气在化工领域作为工业原料或还原剂早已不是新鲜事，我们甚至见过用一个又细又重的罐子给氢气球充气，并不是多么危险的东西，为什么现在提到氢能就让人害怕呢?这主要还是因为能源使用的条件发生了变化。过去，氢气在工厂应用，氢气80%左右来自天然气制氢或煤制氢，还有20%左右来自工业副产氢，工业企业可以直接将原料运到工厂制成所需要的氢气，工作人员在专业的规范下操作，确保安全。
氢气作为能源流通渠道就会分散到更广泛的消费终端，其单位体积的能量密度低和单位重量的能量密度高决定了氢的应用需要借助高压或液化来解决。氢气的燃点并不低，但高压带来的最大问题是易爆，且在空气中的浓度在4%-75%之间遇火都会燃烧，高压环境下如果一旦储氢的钢瓶爆炸就可能造成大事故。所以，氢气大规模应用最重要的几个安全问题是：防止泄漏、防止氢脆、还要防止爆炸造成飞片。
对氢能的安全认知有两种极端，一种是认为氢气与天然气、汽油一样都是危化品，但氢气本身无毒，燃烧时火焰向上，比汽油和天然气更加安全;另一种则认为氢气极不安全，甚至有人跟我说如果推广燃料电池汽车可能会给恐怖分子有机可乘。其实，所有的能源都几乎是与火相关的易燃物质，都属于危险化学品，关键是人类是否了解并有能力管理它们的风险。而说到恐怖分子要搞破坏，并非只有氢才可能制造危险，否则北溪2天然气管道就不会爆炸了。
防止泄漏主要是解决气体的密封问题，即氢气储存的阀门和垫片的要求比普通阀门和垫片的要求更高。在材料上要防止化学反应、在结构上要尽量减少漏点，但氢气的应用不仅仅是将气体封在容器里，更多的要求是配合氢气的应用，包括增压、减压、预警等多种功能。不过，因为氢气在工业领域已经得到广泛应用，所以，氢气的密封技术已经基本解决，只是国内民用市场高压阀门的基础相对比较差，目前以进口为主。近年来，国内航天军工的技术开始应用于产业化，国产阀门也有了很大的进步。
储氢瓶材料是解决氢脆和抗高压的关键技术，要求内胆临氢材料抗氢脆，外层材料要求抗高压且抗爆炸，要求材料具有高强度并且不会产生碎片。这里必须补充一下高压储气瓶的基础知识，目前成熟的储气瓶有四种基本类型：I型瓶是钢制气瓶;II型瓶是在钢制内胆环向缠绕纤维的气瓶;III型瓶是铝制内胆交叉全缠绕碳纤维材料的气瓶;IV型瓶是树脂内胆交叉缠绕的气瓶。这里涉及到一个非常重要的材料就是碳纤维。
说起来碳纤维的发展也是一个非常漫长的过程，从英国化学家、物理学家约瑟夫·威尔森·斯万爵士(Sir Jo⁃seph Wilson Swan，1828—1914年)1860年发明了以铂丝为发光体的白炽灯，碳纤维经历了漫长的100年才在上世纪60年代进入工业化阶段，但真正规模化应用则是进入本世纪后。
上世纪70年代-85年代，由日本东丽工业公司(Toray Industries)开发了性能极优异的聚丙烯腈纤维，占据了碳纤维技术的领导地位。1970年东丽公司与美国联合碳化物公司UCC签署了技术互换协议，把美国带回了碳纤维制造的前沿，并合作生产了T300碳纤维。随着碳纤维在各行各业的渗透和广泛应用，东丽也于2003年最终拿到了美国波音长达50年的订单。东丽从发明到稳定盈利，耗时长达50年!
至此，碳纤维开始向各个领域渗透，包括天然气III型瓶、IV型瓶都用到碳纤维材料，高压气体安全问题有了良好的解决方案。
我们在实验室或化工车间看到的细长的瓶子就是I型瓶，因为壁很厚、很重所以不适应大规模储运，从I型瓶到IV型瓶，也就是从钢、到铝、到树脂内胆有两个功能改变，第一个功能改变是越来越轻，运输成本下降，第二个功能改变是产生氢脆的机会越来越少。而外壁采用碳纤维缠绕同样有两个功能，第一个还是轻量化，第二个是增加气瓶抗压力的强度，这都是由碳纤维材料的性质决定的。而采用缠绕工艺还有一个最重要的防风险功能：即使气瓶因为压力而爆裂，也只是从纤维的裂缝里逃逸出来，不会形成钢瓶爆炸的飞片。
碳纤维材料具有广泛的应用空间，但这是一个从军用领域开始应用的材料，供不应求的市场和较高的技术门槛使得这种材料的价格不太亲民。目前国内能够满足氢气瓶缠绕需求的碳纤维产品只有光威复材、中复神鹰和中安信等少数几家企业，但价格偏高。2021年年初，上海石化公布其研发试产的大丝束碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料：力学性能优异，比重不到钢的1/4，强度却是钢的7-9倍，还具有耐腐蚀的特性。
20世纪90年代初布伦瑞克公司成功研发出用于储氢瓶内胆的复合材料，高密度聚乙烯，这种材料使用温度范围较宽，延伸率高达700%，冲击韧性和断裂韧性较好。在这一材料的支持下，IV型瓶技术应运而生，目前，美国、加拿大、日本、中国等国家都已掌握70MPa复合储氢罐技术。
当然，氢气的安全不仅是高压，液氢技术的安全管理也非常重要。在国际市场，美国AP、法国法液空和林德气体是全球重要的液氢供应商，目前在全球布局，我国的液氢技术主要来自航天军工发射体系，目前这一技术已经进入到产业化进程。重要的是对保温材料和密封件的要求比较高，防止挥发和泄漏。其他氢气储运的方式安全性管理的难度就相对比较低了。
科学家对燃料电池汽车储氢瓶做过枪击实验，当子弹击穿 35MPa 氢瓶时，由于氢气以极快的速度向上喷射(氢比空气轻约 14 倍，上升速度远快于其与周围氧气的反应速度)，并没有发生氢气爆炸。另一个是氢气瓶火烧试验，氢气燃烧前一秒火焰最大，一秒之后火焰骤降，15 秒内火焰熄灭，氢瓶依旧没有爆炸。到2022年为止，全球燃料电池汽车保有量67488辆，至今没有一起车辆安全事故。
法国将加氢站建在埃菲尔铁塔附近，日本将加氢站建在东京塔附近，主要是建在车流量大的城市中心。2022年3月，我国发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》，明确了氢的能源地位，但至今我国的法规依然按照危险化学品的标准在管理氢能，加氢站和制氢只能在化工园区，不利于燃料电池汽车的推广普及。
我们说人类掌握了氢的基本习性，并有能力管理氢气，不等于我们可以忽视氢的安全问题，氢和石油、天然气一样，是能源，也是危险化学品，近年来，全球有连续发生过几起氢工厂和加氢站的安全事故：
2019年5月韩国江原道江陵市一家工厂发生一起氢气罐爆炸事故、2019年6月美国加州圣塔克拉拉的一家化工厂的储氢罐发生泄漏爆炸、2019年6月位于挪威首都奥斯陆附近的桑维卡的一处合营加氢站发生爆炸、2019年12日威斯康星州Airgas沃基肖工厂发生了一起爆炸起火事件、2020年4月美国北卡州朗维尤(Long View)一家氢燃料电池工厂OneH2发生爆炸，2021年12月13日云南省安宁市草铺街道云南石化生产区渣油加氢装置处发生起火……
这些事故均系不规范操作所导致，更多的事故源自氢化工厂，属于安全生产的范畴，所以，氢的安全可认知、可管理，但不可忽视且非常重要。
4.2经济性，氢能成本下降的基本逻辑
能源替代必须解决应用的便利性和经济性的问题，我们的思维中燃料电池汽车就是与燃油车和纯电动汽车的成本比较，如果太贵就很难实现在交通领域里的能源替代。
从实验室到工程化、再到产业化，降低成本通常有三条路径：一是通过科研提高设备的运行效率，比如燃料电池的功率密度、百公里耗氢量以及供氢系统的储氢量等;二是打破核心材料和关键技术的供应商壁垒，建立多渠道特别是本土化供应商体系;三是在具有规模的领域形成批量供应，构建规模经济效应。
尽管我是工程师出身，但隔行如隔山，进入氢能这个行业并不是因为我听懂了膜电极或电堆的工作原理，而是亲身经历了燃料电池价格变化的过程。
2016年初次接触燃料电池，一个来自加拿大巴拉德的博士跟我讲了几次燃料电池的原理，我听得晕头转向，感觉自己很无能，但我不甘示弱，就拿资本市场看企业的简单标准来“回敬”他：“李博士，一辆燃料电池巴士卖多少钱呢?”他说：”300多万!“当时对我来说就是我们公司要不要投资燃料电池项目的问题，我认为300多万一辆巴士距离产业化实在太远了，就放弃了李博士的项目。
2018年9月，我到丰田的Mirai生产线上参观，丰田反馈给我的Mirai出厂价格是42万人民币，这是一条每天只生产9辆车的手工生产线，完全没有规模经济效应，如果能够做到42万就意味着未来能够做到30万以内。
当时国内燃料电池价格还在15000元/kW以上，这意味着一套80kW的燃料电池系统就需要120万人民币，再加上供氢系统、车身，不管采用哪一款车型，整车价格都在200万以上，因为这里的储氢系统的阀门价格也很高，看起来国内外差距还不小。不过，到2020年下半年，我对燃料电池行业还不太了解的时候，国鸿氢能、氢璞创能、雄韬股份电堆分别报出了1999元/kW、1699元/kW、1199元/kW的最低价格，当然，这些价格是有规模条件的，比如雄韬股份的条件是：一次性订购200台起，1999元/kW;一次性订购2000台起，1599元/kW;一次性订购10000台起，1199元/kW。所以，这是一个以价换量的策略。
我又到潍柴动力调研，潘凤文博士跟我说：”我们是做发动机的，燃料电池的结构其实比内燃机简单得多，而且只有一个运动件，只要核心材料解决了，再用全自动化生产线重复堆叠，成本很快就会降下来。“
燃料电池技术经过180多年的发展，在最近50年开始进入产业化阶段，而过去二十年，质子交换膜电池在发电效率和制造成本上发生了深刻的变化。目前日本、韩国、中国、美国和欧洲的燃料电池及相关配套产品都已经开始进入产业化，技术进步与规模化使得燃料电池成本大幅下降。日本丰田和现代都进入第二代乘用车，产品价格已经很亲民。
不过，目前供氢系统并没有像燃料电池那样有明确的降本路线，其中碳纤维材料、阀门、压缩机对供氢系统的成本影响比较大，美国能源部的技术路线图是要将碳纤维成本从现在的15美元/(kW•h)，降低到8美元/(kW•h)，换算成碳纤维成本，大约是需要实现T700或之上的性能，价格大约12.6美元/公斤(目前这个档次的纤维国际价格是18-22美元/公斤)。而阀门、空压机等产品国产化后成本已经大幅下降。2019年空压机价格在8-10万元/台，现在已经降至1万元左右;阀门、氢气循环泵也是从几万甚至几十万下降至2万元或1万元以内。
就像风电、光伏和电动汽车一样，中国的加入是新兴产业规模化生产和成本下降的一个重要因素。和我们分析燃料电池产业化进程一样，中国的碳纤维和燃料电池的产业化进程比国际先进水平晚了20-30年，目前开始规模化生产碳纤维的企业已经有十家左右，相关企业产能持续扩张，中国碳纤维国产化比例不断提升，成本也必然会下降。
中国目前还处于燃料电池工程示范阶段，但燃料电池系统价格已经从最初的30000元/kW左右下降至现在的4000元/kW以内，虽然这距离日本和韩国600-1000元/kW还有一段距离，但业内重点企业表示未来几年燃料电池的成本以每年20%-30%的速度下降。这主要是技术进步和核心零部件本土化替代带来的效果。
到2022年，全球燃料电池汽车累计销售67488辆，除现代汽车和丰田汽车具有一定的批量外，中国的燃料电池产品型号非常分散，燃料电池电堆和系统少有规模化生产。目前庆铃与博世成立的合资公司正在尝试均衡排产，按照2000台/年向供应商采购配套件，基本按照每月稳定的产量安排生产和采购。
我们身处第三次能源变革的浪潮中，中国在光伏、风电、电动汽车中都成为全球最大的推动力，这其中有中国制造要素的优势，有大规模市场的优势，有中国政策推动优势，也有中国经济发展阶段财力的优势，还有一个很重要的时代背景，就是世界正处于第四次工业革命的智能制造的过程中，无论走到光伏企业的车间还是锂离子电池的产线，我们都会感受现代制造智能装备带来的巨大力量。
燃料电池产业链如膜电极、双极板、空压机和氢循环泵等相对标准化的产品都已经进入批量化供应，国产化后成本都出现了大幅下降，目前，催化剂、质子交换膜、碳纸、阀门、压缩机等产品也在进入国产化替代。
催化剂中含有贵金属铂，这是燃料电池中唯一在量和价上受限的材料，不过铂金的循环利用技术相对比较简单，而且铂金供应商提出了铂金回收或租赁的解决方案。
从应用的角度出发，我们将成本分为三个部分：一个是购置成本，以汽车为例，购置成本实际上是燃料电池与燃油发动机和锂离子电池的比较;第二个是使用成本，也就是氢气价格与燃油和电价的比较。近年来电动汽车高速发展的一个重要原因就是用电比用油更加便宜;第三个是维修、保养与维护的成本，简单地说，就是燃料电池的使用寿命与燃油发动机、锂电的比较。
(1)购置成本。就采购成本而言，以重卡为例，40万元的柴油车对应同吨位的电动车价格大约80万元，而对应的燃料电池汽车大约160万元，不过160万的燃料电池汽车价格因为有补贴而不能反映真实的成本，如实际没有补贴的地区重型卡车价格已经卖到120万，目前，市场燃料电池成本普遍在4000元/kW左右，如果配套120kW的燃料电池，成本降至1000元/kW，仅燃料电池成本就有36万元的降价空间，再加上供氢系统降本，完全可以达到电动汽车的采购成本。
乘用车对成本没有那么敏感，但就丰田Mirai和现代NEXO当前的定价来看，已经不是市场无法接受的价格。实际上，乘用车的定价更加灵活，2020年12月，丰田汽车已宣布第二代丰田Mirai氢燃料汽车的美国定价，起价从49,500美元(约合323,319元人民币)起，而同一款车在欧洲和日本的价格分别为：起价64,000欧元(约合511,418元人民币)和7,100,000日元(约合450,140元人民币)。
(2)使用成本。买得起还要用得起，如果一辆汽车的油耗为每百公里7升，以当前92号汽油的价为7.44元/升，95号汽油7.92元/升，那么100公里的油耗为52.08元-55.33元;假设电动汽车搭载85kWh的电池容量，续航550公里，公共电价每度1元来计算，充电费用约85元，100公里充电成本约15.45元。燃料电池汽车以丰田Mirai2为例，5.6kg的氢气850km，则每100km需要0.66kg氢气;现代NEXO加氢一次3.99kg氢气可以行驶550km，则每100km需要0.73kg氢气，目前市场上的氢气价格补贴后35元/kg，Mirai2百公里到极限23.1元，NEXO百公里费用25.55元;如果氢气价格到25元/kg，则乘用车成本降到16.5元/100km-16.25元/km。
再以49吨重卡作为比较：燃油车以34升/100km，7.14元/升计算约242.76元/100km;电动汽车以200度/100km，电价1元/度计算费用约为200元/100km;燃料电池耗氢8-10kg/100km，以35元/kg计算，则费用为280-300元/100km，如果氢气价格下降到25元/kg，则费用为200-250元/km。
如果我们都采用理论的理想耗能数据，从乘用车的比较来看，氢气成本在35元/kg时与燃油车比较有明显的优势，与电动车比较存在一定的劣势;如果氢气价格到25元/kg，与电动车比较劣势也不明显;但商用车领域，燃料电池汽车对氢气的价格更加敏感。
氢能属于分布式能源，而且目前在制氢、储运、加氢站环节都还没有理顺，所以国内外氢气价格都还很高，日本、韩国以工业副产氢和天然气制氢为主，我国以煤制氢和工业副产氢为主，各地价格差异很大，价格从20元/kg到120元/kg不等，这主要取决于产氢单位与用氢单位的距离和关系。现阶段更适合氢气成本比较低的地区，不过一些本来便宜的工业副产氢和煤制氢在示范区氢气供应短缺时被人为拉高了价格。
除了产业链本身不顺畅以外，加氢站的建站地址要求在化工园区、高压运输车的标准早期在20MPa、站内制氢的限制等这些发展过程中的规范和标准不成熟也很大程度上影响了氢气的价格。比如20MPa长管拖车百公里费用在10元/kg，当长管拖车标准到30MPa时，百公里运输成本可以降至5-6元/kg。
可再生能源和氢能本质上属于分布式能源，随着各种制氢、储运和加氢站成本的降低，氢能的成本不是不可跨越的鸿沟，实际氢气成本低的地区氢能的成本优势已经开始显现。
(3)维护成本。我们已经说得有一点复杂了，对于第三个成本，也就是维护成本，与其用这些数据比较不如看各种动力的使用寿命，燃油车发动机的使用寿命为15到20年;纯电动汽车的质保期一般是8年，保质期出现质量问题厂家包换，但锂电池在充电规范和气温上都有要求，否则电池衰减会加快电池的退役，不过锂电的设计寿命也在朝15-20年发展。
燃料电池的寿命从几年前的3000小时、5000小时到现在可以达到15000小时甚至20000小时，如果按照家庭用车平均每天2.5小时计算，15000小时相当于16年。丰田汽车公司通过建立低温启动方法和耐久测试规范针对第二代Mirai燃料电池堆所开展的耐久测试，实现15年寿命周期内低温启动耐久测试电压衰减率小于3.5%。
也就是说，氢能在交通领域中的应用与燃油和锂电还有一定的差距，但这些差距不是乘数级的，也不是不能跨越的，如果按照欧洲标准，加上全生命周期的碳税，燃料电池还会表现出更多的优势。
4.3 可持续性，可再生能源成本下降促进氢能产业化
尽管碳捕集、碳封存可以解决灰氢的二氧化碳排放问题，但这种做法不一定比煤炭或石油直接应用减碳的方案更有利于控制气候变化。而且按照各地氢能发展规划，中国副产氢可以满足2035年前的氢能需求，但任何有限时间内的能源供给都不足以让我们摆脱约束，只有可再生能源制氢才是永续发展的路径，所以，我坚持认为第三次氢能浪潮最根本的条件变化是可再生能源成本的下降。
过去十多年，光伏和风电成本出现了惊人的变化。就像我时常不相信移动互联网对人类命运的改变、而我们的灵魂早已被手机绑架一样，我也会惊讶于自己置身在这个科技与能源巨变的时代，不可思议的但却是真实的事情还将继续发生：“可再生能源+储能+智慧能源系统”正在让人类摆脱能源的资源约束与环境约束。就在今天，又有一群人因为氢能聚在一起，我们讨论这个行业的前景和行业发展的问题，企图寻求行业更好的发展路径，分别的时候大家让我说一句话，我说：“希望再过几年，我们回忆今天晚上会觉得很有意义。”
2009年-2020年的11年间，我国陆上风电标杆上网电价平均下降2.34-5.00%。而且在这11年中前五年价格基本没有变化，而从2014年-2020年间平均下降了33.93%。目前一类资源区度电成本已经低于0.3元/kwh。在2018年、2019年、2020年，近海风电标杆上网电价分别为0.85元/kwh、0.80元/kwh、0.75元/kwh，2021年降至0.57元/kwh。陆上风电已经进入平价上网，海上风电成本也将保持持续下降。
2011年-2020年的10年间，我国光伏电站标杆上网电价年均下降9.0-12.4%，一类资源区的度电成本已经降至0.35元/kwh。
预计到2025年，我国光伏、风电的平均上网电价将降低到0.25元/kWh。随着碳税的实施，煤电的综合成本将越来越高，预计到2030年，仅煤电的生态环境成本将达到0.15元/kWh，这将使得风电、光伏相对煤电的竞争优势更加突出。
石油和化学工业规划院刘延伟计算了我国电解水的成本：我国电解水制氢用电成本在1.5-1.6元/Nm3(16.7-17.8元/kg)，财建【2020】394号示范目标：加氢站氢气零售价不高于35元/kg(3.15元/Nm3)。水电/光伏/风电=0.20/0.30/0.40元/kwh，电解效率：4.5kwh/Nm3H2对应加氢站零售价=20/30/40元/kg(加氢站零售价=电解制氢成本*2)。
目前日本氢的采购成本是10.77元/Nm3(119.57元/kg)，2030年供氢成本目标为1.90元/Nm3(21.16元/kg);而美国氢气成本在13美元/kg左右，但提出了2030年氢能成本到1美元/kg的目标;我国部分地区可再生能源度电成本已经达到0.2元/kwh，按照5度电一标方的标准，则绿氢成本可以到14元/kg。
近年来国内外绿氢项目进入示范期，尤其是在可再生能源强配储能和氢能项目的增加，电解水开始进入爆发式增长，2019年可再生能源在发电领域的占比(10.4%)首次超越了核电。根据国际可再生能源署(IRENA)公布的最新报告，全球可再生能源发电容量在 2022 年达到 3372 GW，2022年新增可再生能源装机295GW(其中离网电力达到 12.4 GW)，可再生能源占全年新增发电量的 83%。
截至2022年底，可再生能源装机达到12.13亿kW，占全国发电总装机的47.3%，较2021年提高2.5个百分点。其中风电3.65亿kW、太阳能发电3.93亿kW，风光发电装机占全部装机的29.56%，但实际光伏和风电发电的比例只有1.19万亿千瓦时，占全社会用电量的13.8%。
伴随着可再生能源装机量的上升，可再生能源发电成本持续下降，储能成为迫切的需求，截至2022年底，中国已投运的电力储能累计装机达59.4GW，同比增长37%。其中，抽水蓄能占据最大比重，累计装机达46.1GW，新型储能继续保持高增长，累计装机规模首次突破10GW，超过2021年同期的2倍，达到12.7GW。但抽水蓄能对地理位置有较高的要求很难普及，而电化学储能再源端普遍出力不够，而且这些储能无法满足长距离跨季节的储能，氢是解决长时跨区域储存最好的解决方案。
目前全球氢气年产量大约9400万吨，其中中国3300万吨，如果每辆车每年耗氢140kg，行驶20000km，全球目前氢气产量可供6.7亿辆家用乘用车使用，但目前氢气主要依靠煤炭和天然气制氢，每制1吨氢气，如果采用煤制氢排放二氧化碳20kg，如果采用天然气制氢排放二氧化碳为11kg，如果采用电解水制氢以目前的电力结构则需要48kg的二氧化碳。
如果采用现有的制氢方案就意味着氢气并不能发挥到减排的作用，但如果能够采用绿电制绿氢，也就是光伏、风电、水电、核电来制氢则排放就非常少了。但我们从前面燃料电池汽车的使用成本就可以看到，使用成本取决于氢气的成本，回头看十年，一类资源区的光伏和风电的成本还有0.94元和0.51元，按每5度电制备1标方的氢气计算，每公斤氢气仅电价成本就到了56元和28.56元，这远高于煤制氢9.73-13.70元/kg和天然气制氢9.81-13.65元/kg的价格。水电毕竟有限，如果没有光伏和风电成本的大幅下降，其实是奢谈氢能产业化的。
过去十年，可再生能源价格发生了深刻的变化，部分地区度电成本已经到了0.2元/度，中东地区光伏度电成本更是最低至不到7分钱。
尽管今天逆全球化的倾向非常严重，但国与国之间的信息渗透其实已经很难逆转，而且主要国家氢能产业化进程几乎处于同步。2021年全球电解槽出货量共计458MW，仅隆基一家公司未来五年的产能规划就到了5-10GW，到2022年底，国内电解槽企业已经超过160家，其中已公告的产能累计超过12GW;而在国际市场，欧洲、中东的绿氢项目也开始暴发，仅普拉格一家当年PEM电解槽出货量达到3GW。
根据伦敦帝国理工学院研究人员统计，截至2014 年，全球碱性电解槽的累计出货量为19.84GW，彭博社估计到2017年累计出货约20GW，根据项目跟踪统计预计2018-2023年将再出货3.81GW，到2023年累计出货量为23.81GW。国际能源署在《2021年全球氢气规划》中，到2030年全球电解能力的国家目标是74GW，而由于俄乌战争的影响，欧洲加快了氢能产业的进程，国际能源署在2022年规划中，目标翻了一番多，达到145-190GW。
4.4必然性，历经百年 "殊途"同归
我们说氢能是一个很好的能源，但却受制于太多的条件，安全条件、成本条件和环境条件，在过去近60年的时间内，人类经历了三次氢能浪潮，但过往的两次浪潮无论是在应用端的成本还是在氢气本身的成本都没有达到产业化的条件，但第三次氢能浪潮兴起的一个重要背景是在过去十年左右，氢能安全储运装备IV型瓶的突破、应用端燃料电池成本的大幅下降、和再生能源成本的大幅下降。
这些与氢能产业化相关的核心技术仿佛都是兴起于19世纪，到20世纪50年代-60年代技术路线变得成熟，上世纪80年代-90年代在国外开始产业化进程，本世纪在中国开始了规模化制造，仿佛超过100年的技术都在人类无法承受气候变化的时候汇聚在一起，构建一个可再生能源+氢能的新型能源体系。
如果我们查阅一下光伏发展的历史，会看见这样的描述：
1839年，法国科学家贝克雷尔发现液体的光生伏特效应，即“光伏效应”。
1917年，波兰科学家切克劳斯基发明CZ技术，后经改良发展成为太阳能用单晶硅的主要制备方法。
1941年，奥尔在硅上发现光伏效应。
1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池。
20世纪80年代，美国已经开始了并网太阳能光伏发电的努力，制订了pv-usa计划，即太阳能光伏发电规模应用计划。
……
1839年，正是格罗夫发明“气体伏打电池”的时间，20世纪50年代末，英国剑桥大学的培根(Bacon)教授用高压氢、氧气体演示了功率为5千瓦的燃料电池，工作温度为150℃。随后建造了一个6千瓦高压氢氧燃料电池的发电装置。
1960年通用电气公司成功开发质子交换膜电池，这一技术成功应用于阿波罗(Appollo)登月飞船电力供应，1993年巴拉德成功开发第一辆质子交换膜公交汽车。
更加巧合的是，光伏和燃料电池几乎是1939年同时出发，又同时在20世纪50年代进入产业化研究，光伏在过去20年中实现了惊人的发展，而这段时间质子交换膜电池成本正好也取得了突破：最近二十多年来，丰田致力于燃料电池成本研究，到2014年综合成本降到2008年的1/20!
从安全性技术的核心材料来看，世界将碳纤维最早研发的时间确定为1860年，这个时间比风力电机起步的时间大约早了近30年。
而追溯风力发电机的发展，则要从1887年-1888年冬天美国电力工程师Charles F.Brnch在俄亥俄州安装的一台风机算起，现阶段比较成熟的三叶片风机的出现则在1942年，最早的交流风电则出现在1951年，上世纪70-80年代，因为石油危机催生了风力发电机的规模化发展。
表1 氢能发展的核心条件
这个巧合恰恰就是为什么很多人都还在纠结于氢能是否可以成为终极能源，因为在过去100多年的历史中，氢能大规模使用的条件都不具备，直到近十年，这些影响氢能产业化的核心技术大部分已经进入规模化生产和成本下降阶段，才使得氢能的规模化应用成为可能。
如果没有可再生能源的成本下降，氢气的无碳化生产就无从谈起，如果没有燃料电池技术和碳纤维技术的成熟，燃料电池汽车也只能是梦想。
正是这些100多年前的技术集中在过去20年左右的时间里发生了革命性的变化，才有机会让氢这个离我们最近却又最无可奈何的元素升级为“能源”。
第三次氢能革命的背景除了巴黎协定下的”碳达峰、碳中和“这样强力的需求，氢能发展的核心条件趋于成熟才使得这一次的氢能浪潮有别于前两次，安全性、经济性和可持续性的条件几乎都已经为氢能产业化做好了准备，可再生能源需要氢能这个新的能源载体来延续，这才是我们预期第三次氢能浪潮可以持续的原因。由于第四次工业革命与第三次能源革命的共同作用，过去的那些瓶颈正在因为科技进步在这个时代被打破，氢能得以在可再生能源革命中隆重登场。
我对绿氢发展的逻辑在最近两年有一个比较大的变化，一开始认为没有绿电制氢，氢能的减排几乎是一个伪命题，如果没有便宜的绿电氢能产业化就很难实现;但随着氢能与可再生能源项目耦合的推进，我逐渐认识到，如果没有储能，可再生能源消纳将很难达到“碳达峰、碳中和”所需要的比例，预计到2060年风电装机量将是现在的12倍，太阳能将是现代的70多倍，电网难以承受大规模的“垃圾电”，氢能是解决可再生能源大规模、跨区域、跨季节储能和作为能源系统弹性缓冲的最好的解决方案。
也就是说一开始我们需要便宜的绿氢来支持交通、化工等氢能产业化应用，目的是氢;但后来我们发现绿氢反过来解决可再生能源的消纳问题，目的变成了可再生能源，再过几年，绿氢的消纳则需要氢能的应用来解决。
所以，氢的重要性不只是燃料电池的减排和能源约束这样两个基本的诉求，而且在新兴电网和能源结构中具有举足轻重的地位。
第四章 过去十年氢能产业化条件的根本性变化
早在1970年，美国化学家约翰·欧·博基斯(John.O'M.Bockris )就提出“氢经济”(Hydrogen economy)的概念，他认为太阳-氢能是“拯救地球的动力”。来源广泛、清洁高效的氢能是人类可以依赖的长远的理想能源。但长期以来，氢气在能源行业就像是一个贵族，或是一个近在眼前远在天边的理想，只能在不计成本的航天发射中使用。过去60多年来，人类致力于摆脱化石能源的资源约束和环境约束，氢能浪潮一次又一次兴起，一次又一次被搁置，这一次，全球有72个国家制定了氢能战略，那么本次与过往的氢能浪潮有什么不同呢?
我们关心的是氢能发展的三个核心条件，即安全性、经济性和可持续性，如果我们将过去十年看成是第三波氢能浪潮，就需要看这段时间这三个核心条件是否发生了根本性的变化。
4.1 安全性，人类具备对氢能的认知与管理能力
2023年4月一次杭州的氢能大会上，航天氢能副总经理安刚说：“至少今天我们再谈氢能的时候大家不会像两年前那样谈氢色变了，氢是安全可控的。"航天氢能是航天101所的氢能产业化平台，101所从1961年开始研究液氢，1966年便有了第一座工业化的液氢工厂，安刚自己从事氢能事业也有18年，他当然了解氢安全的重要性，也知道该如何管理氢安全。
氢在航天发射领域、浮法玻璃、光伏、半导体、化工等工业领域广泛应用，而且日常生活中不仅有氢气球，现在还有了富氢水、氢面膜、氢农业，氢距离我们并不远，全球9400万吨/年的氢气产量，为什么还是有那么多人谈氢色变呢?
首先，氢是世界上质量最轻、最活跃的化学元素，自然条件下，氢元素一般以化合物的方式存在，按照一般的认知，氢就是无法在自然中独立存在的，但近期发现一些特殊的地质作用下可以产生氢气，所以，我们不能把话说得太绝对。但氢的储存是一大难题，因为轻所以容易逃逸，因为活跃所以容易与周围的材料发生化学反应，甚至让储氢材料产生氢脆。
氢气在化工领域作为工业原料或还原剂早已不是新鲜事，我们甚至见过用一个又细又重的罐子给氢气球充气，并不是多么危险的东西，为什么现在提到氢能就让人害怕呢?这主要还是因为能源使用的条件发生了变化。过去，氢气在工厂应用，氢气80%左右来自天然气制氢或煤制氢，还有20%左右来自工业副产氢，工业企业可以直接将原料运到工厂制成所需要的氢气，工作人员在专业的规范下操作，确保安全。
氢气作为能源流通渠道就会分散到更广泛的消费终端，其单位体积的能量密度低和单位重量的能量密度高决定了氢的应用需要借助高压或液化来解决。氢气的燃点并不低，但高压带来的最大问题是易爆，且在空气中的浓度在4%-75%之间遇火都会燃烧，高压环境下如果一旦储氢的钢瓶爆炸就可能造成大事故。所以，氢气大规模应用最重要的几个安全问题是：防止泄漏、防止氢脆、还要防止爆炸造成飞片。
对氢能的安全认知有两种极端，一种是认为氢气与天然气、汽油一样都是危化品，但氢气本身无毒，燃烧时火焰向上，比汽油和天然气更加安全;另一种则认为氢气极不安全，甚至有人跟我说如果推广燃料电池汽车可能会给恐怖分子有机可乘。其实，所有的能源都几乎是与火相关的易燃物质，都属于危险化学品，关键是人类是否了解并有能力管理它们的风险。而说到恐怖分子要搞破坏，并非只有氢才可能制造危险，否则北溪2天然气管道就不会爆炸了。
防止泄漏主要是解决气体的密封问题，即氢气储存的阀门和垫片的要求比普通阀门和垫片的要求更高。在材料上要防止化学反应、在结构上要尽量减少漏点，但氢气的应用不仅仅是将气体封在容器里，更多的要求是配合氢气的应用，包括增压、减压、预警等多种功能。不过，因为氢气在工业领域已经得到广泛应用，所以，氢气的密封技术已经基本解决，只是国内民用市场高压阀门的基础相对比较差，目前以进口为主。近年来，国内航天军工的技术开始应用于产业化，国产阀门也有了很大的进步。
储氢瓶材料是解决氢脆和抗高压的关键技术，要求内胆临氢材料抗氢脆，外层材料要求抗高压且抗爆炸，要求材料具有高强度并且不会产生碎片。这里必须补充一下高压储气瓶的基础知识，目前成熟的储气瓶有四种基本类型：I型瓶是钢制气瓶;II型瓶是在钢制内胆环向缠绕纤维的气瓶;III型瓶是铝制内胆交叉全缠绕碳纤维材料的气瓶;IV型瓶是树脂内胆交叉缠绕的气瓶。这里涉及到一个非常重要的材料就是碳纤维。
说起来碳纤维的发展也是一个非常漫长的过程，从英国化学家、物理学家约瑟夫·威尔森·斯万爵士(Sir Jo⁃seph Wilson Swan，1828—1914年)1860年发明了以铂丝为发光体的白炽灯，碳纤维经历了漫长的100年才在上世纪60年代进入工业化阶段，但真正规模化应用则是进入本世纪后。
上世纪70年代-85年代，由日本东丽工业公司(Toray Industries)开发了性能极优异的聚丙烯腈纤维，占据了碳纤维技术的领导地位。1970年东丽公司与美国联合碳化物公司UCC签署了技术互换协议，把美国带回了碳纤维制造的前沿，并合作生产了T300碳纤维。随着碳纤维在各行各业的渗透和广泛应用，东丽也于2003年最终拿到了美国波音长达50年的订单。东丽从发明到稳定盈利，耗时长达50年!
至此，碳纤维开始向各个领域渗透，包括天然气III型瓶、IV型瓶都用到碳纤维材料，高压气体安全问题有了良好的解决方案。
我们在实验室或化工车间看到的细长的瓶子就是I型瓶，因为壁很厚、很重所以不适应大规模储运，从I型瓶到IV型瓶，也就是从钢、到铝、到树脂内胆有两个功能改变，第一个功能改变是越来越轻，运输成本下降，第二个功能改变是产生氢脆的机会越来越少。而外壁采用碳纤维缠绕同样有两个功能，第一个还是轻量化，第二个是增加气瓶抗压力的强度，这都是由碳纤维材料的性质决定的。而采用缠绕工艺还有一个最重要的防风险功能：即使气瓶因为压力而爆裂，也只是从纤维的裂缝里逃逸出来，不会形成钢瓶爆炸的飞片。
碳纤维材料具有广泛的应用空间，但这是一个从军用领域开始应用的材料，供不应求的市场和较高的技术门槛使得这种材料的价格不太亲民。目前国内能够满足氢气瓶缠绕需求的碳纤维产品只有光威复材、中复神鹰和中安信等少数几家企业，但价格偏高。2021年年初，上海石化公布其研发试产的大丝束碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料：力学性能优异，比重不到钢的1/4，强度却是钢的7-9倍，还具有耐腐蚀的特性。
20世纪90年代初布伦瑞克公司成功研发出用于储氢瓶内胆的复合材料，高密度聚乙烯，这种材料使用温度范围较宽，延伸率高达700%，冲击韧性和断裂韧性较好。在这一材料的支持下，IV型瓶技术应运而生，目前，美国、加拿大、日本、中国等国家都已掌握70MPa复合储氢罐技术。
当然，氢气的安全不仅是高压，液氢技术的安全管理也非常重要。在国际市场，美国AP、法国法液空和林德气体是全球重要的液氢供应商，目前在全球布局，我国的液氢技术主要来自航天军工发射体系，目前这一技术已经进入到产业化进程。重要的是对保温材料和密封件的要求比较高，防止挥发和泄漏。其他氢气储运的方式安全性管理的难度就相对比较低了。
科学家对燃料电池汽车储氢瓶做过枪击实验，当子弹击穿 35MPa 氢瓶时，由于氢气以极快的速度向上喷射(氢比空气轻约 14 倍，上升速度远快于其与周围氧气的反应速度)，并没有发生氢气爆炸。另一个是氢气瓶火烧试验，氢气燃烧前一秒火焰最大，一秒之后火焰骤降，15 秒内火焰熄灭，氢瓶依旧没有爆炸。到2022年为止，全球燃料电池汽车保有量67488辆，至今没有一起车辆安全事故。
法国将加氢站建在埃菲尔铁塔附近，日本将加氢站建在东京塔附近，主要是建在车流量大的城市中心。2022年3月，我国发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》，明确了氢的能源地位，但至今我国的法规依然按照危险化学品的标准在管理氢能，加氢站和制氢只能在化工园区，不利于燃料电池汽车的推广普及。
我们说人类掌握了氢的基本习性，并有能力管理氢气，不等于我们可以忽视氢的安全问题，氢和石油、天然气一样，是能源，也是危险化学品，近年来，全球有连续发生过几起氢工厂和加氢站的安全事故：
2019年5月韩国江原道江陵市一家工厂发生一起氢气罐爆炸事故、2019年6月美国加州圣塔克拉拉的一家化工厂的储氢罐发生泄漏爆炸、2019年6月位于挪威首都奥斯陆附近的桑维卡的一处合营加氢站发生爆炸、2019年12日威斯康星州Airgas沃基肖工厂发生了一起爆炸起火事件、2020年4月美国北卡州朗维尤(Long View)一家氢燃料电池工厂OneH2发生爆炸，2021年12月13日云南省安宁市草铺街道云南石化生产区渣油加氢装置处发生起火……
这些事故均系不规范操作所导致，更多的事故源自氢化工厂，属于安全生产的范畴，所以，氢的安全可认知、可管理，但不可忽视且非常重要。
4.2经济性，氢能成本下降的基本逻辑
能源替代必须解决应用的便利性和经济性的问题，我们的思维中燃料电池汽车就是与燃油车和纯电动汽车的成本比较，如果太贵就很难实现在交通领域里的能源替代。
从实验室到工程化、再到产业化，降低成本通常有三条路径：一是通过科研提高设备的运行效率，比如燃料电池的功率密度、百公里耗氢量以及供氢系统的储氢量等;二是打破核心材料和关键技术的供应商壁垒，建立多渠道特别是本土化供应商体系;三是在具有规模的领域形成批量供应，构建规模经济效应。
尽管我是工程师出身，但隔行如隔山，进入氢能这个行业并不是因为我听懂了膜电极或电堆的工作原理，而是亲身经历了燃料电池价格变化的过程。
2016年初次接触燃料电池，一个来自加拿大巴拉德的博士跟我讲了几次燃料电池的原理，我听得晕头转向，感觉自己很无能，但我不甘示弱，就拿资本市场看企业的简单标准来“回敬”他：“李博士，一辆燃料电池巴士卖多少钱呢?”他说：”300多万!“当时对我来说就是我们公司要不要投资燃料电池项目的问题，我认为300多万一辆巴士距离产业化实在太远了，就放弃了李博士的项目。
2018年9月，我到丰田的Mirai生产线上参观，丰田反馈给我的Mirai出厂价格是42万人民币，这是一条每天只生产9辆车的手工生产线，完全没有规模经济效应，如果能够做到42万就意味着未来能够做到30万以内。
当时国内燃料电池价格还在15000元/kW以上，这意味着一套80kW的燃料电池系统就需要120万人民币，再加上供氢系统、车身，不管采用哪一款车型，整车价格都在200万以上，因为这里的储氢系统的阀门价格也很高，看起来国内外差距还不小。不过，到2020年下半年，我对燃料电池行业还不太了解的时候，国鸿氢能、氢璞创能、雄韬股份电堆分别报出了1999元/kW、1699元/kW、1199元/kW的最低价格，当然，这些价格是有规模条件的，比如雄韬股份的条件是：一次性订购200台起，1999元/kW;一次性订购2000台起，1599元/kW;一次性订购10000台起，1199元/kW。所以，这是一个以价换量的策略。
我又到潍柴动力调研，潘凤文博士跟我说：”我们是做发动机的，燃料电池的结构其实比内燃机简单得多，而且只有一个运动件，只要核心材料解决了，再用全自动化生产线重复堆叠，成本很快就会降下来。“
燃料电池技术经过180多年的发展，在最近50年开始进入产业化阶段，而过去二十年，质子交换膜电池在发电效率和制造成本上发生了深刻的变化。目前日本、韩国、中国、美国和欧洲的燃料电池及相关配套产品都已经开始进入产业化，技术进步与规模化使得燃料电池成本大幅下降。日本丰田和现代都进入第二代乘用车，产品价格已经很亲民。
不过，目前供氢系统并没有像燃料电池那样有明确的降本路线，其中碳纤维材料、阀门、压缩机对供氢系统的成本影响比较大，美国能源部的技术路线图是要将碳纤维成本从现在的15美元/(kW•h)，降低到8美元/(kW•h)，换算成碳纤维成本，大约是需要实现T700或之上的性能，价格大约12.6美元/公斤(目前这个档次的纤维国际价格是18-22美元/公斤)。而阀门、空压机等产品国产化后成本已经大幅下降。2019年空压机价格在8-10万元/台，现在已经降至1万元左右;阀门、氢气循环泵也是从几万甚至几十万下降至2万元或1万元以内。
就像风电、光伏和电动汽车一样，中国的加入是新兴产业规模化生产和成本下降的一个重要因素。和我们分析燃料电池产业化进程一样，中国的碳纤维和燃料电池的产业化进程比国际先进水平晚了20-30年，目前开始规模化生产碳纤维的企业已经有十家左右，相关企业产能持续扩张，中国碳纤维国产化比例不断提升，成本也必然会下降。
中国目前还处于燃料电池工程示范阶段，但燃料电池系统价格已经从最初的30000元/kW左右下降至现在的4000元/kW以内，虽然这距离日本和韩国600-1000元/kW还有一段距离，但业内重点企业表示未来几年燃料电池的成本以每年20%-30%的速度下降。这主要是技术进步和核心零部件本土化替代带来的效果。
到2022年，全球燃料电池汽车累计销售67488辆，除现代汽车和丰田汽车具有一定的批量外，中国的燃料电池产品型号非常分散，燃料电池电堆和系统少有规模化生产。目前庆铃与博世成立的合资公司正在尝试均衡排产，按照2000台/年向供应商采购配套件，基本按照每月稳定的产量安排生产和采购。
我们身处第三次能源变革的浪潮中，中国在光伏、风电、电动汽车中都成为全球最大的推动力，这其中有中国制造要素的优势，有大规模市场的优势，有中国政策推动优势，也有中国经济发展阶段财力的优势，还有一个很重要的时代背景，就是世界正处于第四次工业革命的智能制造的过程中，无论走到光伏企业的车间还是锂离子电池的产线，我们都会感受现代制造智能装备带来的巨大力量。
燃料电池产业链如膜电极、双极板、空压机和氢循环泵等相对标准化的产品都已经进入批量化供应，国产化后成本都出现了大幅下降，目前，催化剂、质子交换膜、碳纸、阀门、压缩机等产品也在进入国产化替代。
催化剂中含有贵金属铂，这是燃料电池中唯一在量和价上受限的材料，不过铂金的循环利用技术相对比较简单，而且铂金供应商提出了铂金回收或租赁的解决方案。
从应用的角度出发，我们将成本分为三个部分：一个是购置成本，以汽车为例，购置成本实际上是燃料电池与燃油发动机和锂离子电池的比较;第二个是使用成本，也就是氢气价格与燃油和电价的比较。近年来电动汽车高速发展的一个重要原因就是用电比用油更加便宜;第三个是维修、保养与维护的成本，简单地说，就是燃料电池的使用寿命与燃油发动机、锂电的比较。
(1)购置成本。就采购成本而言，以重卡为例，40万元的柴油车对应同吨位的电动车价格大约80万元，而对应的燃料电池汽车大约160万元，不过160万的燃料电池汽车价格因为有补贴而不能反映真实的成本，如实际没有补贴的地区重型卡车价格已经卖到120万，目前，市场燃料电池成本普遍在4000元/kW左右，如果配套120kW的燃料电池，成本降至1000元/kW，仅燃料电池成本就有36万元的降价空间，再加上供氢系统降本，完全可以达到电动汽车的采购成本。
乘用车对成本没有那么敏感，但就丰田Mirai和现代NEXO当前的定价来看，已经不是市场无法接受的价格。实际上，乘用车的定价更加灵活，2020年12月，丰田汽车已宣布第二代丰田Mirai氢燃料汽车的美国定价，起价从49,500美元(约合323,319元人民币)起，而同一款车在欧洲和日本的价格分别为：起价64,000欧元(约合511,418元人民币)和7,100,000日元(约合450,140元人民币)。
(2)使用成本。买得起还要用得起，如果一辆汽车的油耗为每百公里7升，以当前92号汽油的价为7.44元/升，95号汽油7.92元/升，那么100公里的油耗为52.08元-55.33元;假设电动汽车搭载85kWh的电池容量，续航550公里，公共电价每度1元来计算，充电费用约85元，100公里充电成本约15.45元。燃料电池汽车以丰田Mirai2为例，5.6kg的氢气850km，则每100km需要0.66kg氢气;现代NEXO加氢一次3.99kg氢气可以行驶550km，则每100km需要0.73kg氢气，目前市场上的氢气价格补贴后35元/kg，Mirai2百公里到极限23.1元，NEXO百公里费用25.55元;如果氢气价格到25元/kg，则乘用车成本降到16.5元/100km-16.25元/km。
再以49吨重卡作为比较：燃油车以34升/100km，7.14元/升计算约242.76元/100km;电动汽车以200度/100km，电价1元/度计算费用约为200元/100km;燃料电池耗氢8-10kg/100km，以35元/kg计算，则费用为280-300元/100km，如果氢气价格下降到25元/kg，则费用为200-250元/km。
如果我们都采用理论的理想耗能数据，从乘用车的比较来看，氢气成本在35元/kg时与燃油车比较有明显的优势，与电动车比较存在一定的劣势;如果氢气价格到25元/kg，与电动车比较劣势也不明显;但商用车领域，燃料电池汽车对氢气的价格更加敏感。
氢能属于分布式能源，而且目前在制氢、储运、加氢站环节都还没有理顺，所以国内外氢气价格都还很高，日本、韩国以工业副产氢和天然气制氢为主，我国以煤制氢和工业副产氢为主，各地价格差异很大，价格从20元/kg到120元/kg不等，这主要取决于产氢单位与用氢单位的距离和关系。现阶段更适合氢气成本比较低的地区，不过一些本来便宜的工业副产氢和煤制氢在示范区氢气供应短缺时被人为拉高了价格。
除了产业链本身不顺畅以外，加氢站的建站地址要求在化工园区、高压运输车的标准早期在20MPa、站内制氢的限制等这些发展过程中的规范和标准不成熟也很大程度上影响了氢气的价格。比如20MPa长管拖车百公里费用在10元/kg，当长管拖车标准到30MPa时，百公里运输成本可以降至5-6元/kg。
可再生能源和氢能本质上属于分布式能源，随着各种制氢、储运和加氢站成本的降低，氢能的成本不是不可跨越的鸿沟，实际氢气成本低的地区氢能的成本优势已经开始显现。
(3)维护成本。我们已经说得有一点复杂了，对于第三个成本，也就是维护成本，与其用这些数据比较不如看各种动力的使用寿命，燃油车发动机的使用寿命为15到20年;纯电动汽车的质保期一般是8年，保质期出现质量问题厂家包换，但锂电池在充电规范和气温上都有要求，否则电池衰减会加快电池的退役，不过锂电的设计寿命也在朝15-20年发展。
燃料电池的寿命从几年前的3000小时、5000小时到现在可以达到15000小时甚至20000小时，如果按照家庭用车平均每天2.5小时计算，15000小时相当于16年。丰田汽车公司通过建立低温启动方法和耐久测试规范针对第二代Mirai燃料电池堆所开展的耐久测试，实现15年寿命周期内低温启动耐久测试电压衰减率小于3.5%。
也就是说，氢能在交通领域中的应用与燃油和锂电还有一定的差距，但这些差距不是乘数级的，也不是不能跨越的，如果按照欧洲标准，加上全生命周期的碳税，燃料电池还会表现出更多的优势。
4.3 可持续性，可再生能源成本下降促进氢能产业化
尽管碳捕集、碳封存可以解决灰氢的二氧化碳排放问题，但这种做法不一定比煤炭或石油直接应用减碳的方案更有利于控制气候变化。而且按照各地氢能发展规划，中国副产氢可以满足2035年前的氢能需求，但任何有限时间内的能源供给都不足以让我们摆脱约束，只有可再生能源制氢才是永续发展的路径，所以，我坚持认为第三次氢能浪潮最根本的条件变化是可再生能源成本的下降。
过去十多年，光伏和风电成本出现了惊人的变化。就像我时常不相信移动互联网对人类命运的改变、而我们的灵魂早已被手机绑架一样，我也会惊讶于自己置身在这个科技与能源巨变的时代，不可思议的但却是真实的事情还将继续发生：“可再生能源+储能+智慧能源系统”正在让人类摆脱能源的资源约束与环境约束。就在今天，又有一群人因为氢能聚在一起，我们讨论这个行业的前景和行业发展的问题，企图寻求行业更好的发展路径，分别的时候大家让我说一句话，我说：“希望再过几年，我们回忆今天晚上会觉得很有意义。”
2009年-2020年的11年间，我国陆上风电标杆上网电价平均下降2.34-5.00%。而且在这11年中前五年价格基本没有变化，而从2014年-2020年间平均下降了33.93%。目前一类资源区度电成本已经低于0.3元/kwh。在2018年、2019年、2020年，近海风电标杆上网电价分别为0.85元/kwh、0.80元/kwh、0.75元/kwh，2021年降至0.57元/kwh。陆上风电已经进入平价上网，海上风电成本也将保持持续下降。
2011年-2020年的10年间，我国光伏电站标杆上网电价年均下降9.0-12.4%，一类资源区的度电成本已经降至0.35元/kwh。
预计到2025年，我国光伏、风电的平均上网电价将降低到0.25元/kWh。随着碳税的实施，煤电的综合成本将越来越高，预计到2030年，仅煤电的生态环境成本将达到0.15元/kWh，这将使得风电、光伏相对煤电的竞争优势更加突出。
石油和化学工业规划院刘延伟计算了我国电解水的成本：我国电解水制氢用电成本在1.5-1.6元/Nm3(16.7-17.8元/kg)，财建【2020】394号示范目标：加氢站氢气零售价不高于35元/kg(3.15元/Nm3)。水电/光伏/风电=0.20/0.30/0.40元/kwh，电解效率：4.5kwh/Nm3H2对应加氢站零售价=20/30/40元/kg(加氢站零售价=电解制氢成本*2)。
目前日本氢的采购成本是10.77元/Nm3(119.57元/kg)，2030年供氢成本目标为1.90元/Nm3(21.16元/kg);而美国氢气成本在13美元/kg左右，但提出了2030年氢能成本到1美元/kg的目标;我国部分地区可再生能源度电成本已经达到0.2元/kwh，按照5度电一标方的标准，则绿氢成本可以到14元/kg。
近年来国内外绿氢项目进入示范期，尤其是在可再生能源强配储能和氢能项目的增加，电解水开始进入爆发式增长，2019年可再生能源在发电领域的占比(10.4%)首次超越了核电。根据国际可再生能源署(IRENA)公布的最新报告，全球可再生能源发电容量在 2022 年达到 3372 GW，2022年新增可再生能源装机295GW(其中离网电力达到 12.4 GW)，可再生能源占全年新增发电量的 83%。
截至2022年底，可再生能源装机达到12.13亿kW，占全国发电总装机的47.3%，较2021年提高2.5个百分点。其中风电3.65亿kW、太阳能发电3.93亿kW，风光发电装机占全部装机的29.56%，但实际光伏和风电发电的比例只有1.19万亿千瓦时，占全社会用电量的13.8%。
伴随着可再生能源装机量的上升，可再生能源发电成本持续下降，储能成为迫切的需求，截至2022年底，中国已投运的电力储能累计装机达59.4GW，同比增长37%。其中，抽水蓄能占据最大比重，累计装机达46.1GW，新型储能继续保持高增长，累计装机规模首次突破10GW，超过2021年同期的2倍，达到12.7GW。但抽水蓄能对地理位置有较高的要求很难普及，而电化学储能再源端普遍出力不够，而且这些储能无法满足长距离跨季节的储能，氢是解决长时跨区域储存最好的解决方案。
目前全球氢气年产量大约9400万吨，其中中国3300万吨，如果每辆车每年耗氢140kg，行驶20000km，全球目前氢气产量可供6.7亿辆家用乘用车使用，但目前氢气主要依靠煤炭和天然气制氢，每制1吨氢气，如果采用煤制氢排放二氧化碳20kg，如果采用天然气制氢排放二氧化碳为11kg，如果采用电解水制氢以目前的电力结构则需要48kg的二氧化碳。
如果采用现有的制氢方案就意味着氢气并不能发挥到减排的作用，但如果能够采用绿电制绿氢，也就是光伏、风电、水电、核电来制氢则排放就非常少了。但我们从前面燃料电池汽车的使用成本就可以看到，使用成本取决于氢气的成本，回头看十年，一类资源区的光伏和风电的成本还有0.94元和0.51元，按每5度电制备1标方的氢气计算，每公斤氢气仅电价成本就到了56元和28.56元，这远高于煤制氢9.73-13.70元/kg和天然气制氢9.81-13.65元/kg的价格。水电毕竟有限，如果没有光伏和风电成本的大幅下降，其实是奢谈氢能产业化的。
过去十年，可再生能源价格发生了深刻的变化，部分地区度电成本已经到了0.2元/度，中东地区光伏度电成本更是最低至不到7分钱。
尽管今天逆全球化的倾向非常严重，但国与国之间的信息渗透其实已经很难逆转，而且主要国家氢能产业化进程几乎处于同步。2021年全球电解槽出货量共计458MW，仅隆基一家公司未来五年的产能规划就到了5-10GW，到2022年底，国内电解槽企业已经超过160家，其中已公告的产能累计超过12GW;而在国际市场，欧洲、中东的绿氢项目也开始暴发，仅普拉格一家当年PEM电解槽出货量达到3GW。
根据伦敦帝国理工学院研究人员统计，截至2014 年，全球碱性电解槽的累计出货量为19.84GW，彭博社估计到2017年累计出货约20GW，根据项目跟踪统计预计2018-2023年将再出货3.81GW，到2023年累计出货量为23.81GW。国际能源署在《2021年全球氢气规划》中，到2030年全球电解能力的国家目标是74GW，而由于俄乌战争的影响，欧洲加快了氢能产业的进程，国际能源署在2022年规划中，目标翻了一番多，达到145-190GW。
4.4必然性，历经百年 "殊途"同归
我们说氢能是一个很好的能源，但却受制于太多的条件，安全条件、成本条件和环境条件，在过去近60年的时间内，人类经历了三次氢能浪潮，但过往的两次浪潮无论是在应用端的成本还是在氢气本身的成本都没有达到产业化的条件，但第三次氢能浪潮兴起的一个重要背景是在过去十年左右，氢能安全储运装备IV型瓶的突破、应用端燃料电池成本的大幅下降、和再生能源成本的大幅下降。
这些与氢能产业化相关的核心技术仿佛都是兴起于19世纪，到20世纪50年代-60年代技术路线变得成熟，上世纪80年代-90年代在国外开始产业化进程，本世纪在中国开始了规模化制造，仿佛超过100年的技术都在人类无法承受气候变化的时候汇聚在一起，构建一个可再生能源+氢能的新型能源体系。
如果我们查阅一下光伏发展的历史，会看见这样的描述：
1839年，法国科学家贝克雷尔发现液体的光生伏特效应，即“光伏效应”。
1917年，波兰科学家切克劳斯基发明CZ技术，后经改良发展成为太阳能用单晶硅的主要制备方法。
1941年，奥尔在硅上发现光伏效应。
1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳能电池。
20世纪80年代，美国已经开始了并网太阳能光伏发电的努力，制订了pv-usa计划，即太阳能光伏发电规模应用计划。
……
1839年，正是格罗夫发明“气体伏打电池”的时间，20世纪50年代末，英国剑桥大学的培根(Bacon)教授用高压氢、氧气体演示了功率为5千瓦的燃料电池，工作温度为150℃。随后建造了一个6千瓦高压氢氧燃料电池的发电装置。
1960年通用电气公司成功开发质子交换膜电池，这一技术成功应用于阿波罗(Appollo)登月飞船电力供应，1993年巴拉德成功开发第一辆质子交换膜公交汽车。
更加巧合的是，光伏和燃料电池几乎是1939年同时出发，又同时在20世纪50年代进入产业化研究，光伏在过去20年中实现了惊人的发展，而这段时间质子交换膜电池成本正好也取得了突破：最近二十多年来，丰田致力于燃料电池成本研究，到2014年综合成本降到2008年的1/20!
从安全性技术的核心材料来看，世界将碳纤维最早研发的时间确定为1860年，这个时间比风力电机起步的时间大约早了近30年。
而追溯风力发电机的发展，则要从1887年-1888年冬天美国电力工程师Charles F.Brnch在俄亥俄州安装的一台风机算起，现阶段比较成熟的三叶片风机的出现则在1942年，最早的交流风电则出现在1951年，上世纪70-80年代，因为石油危机催生了风力发电机的规模化发展。
表1 氢能发展的核心条件
这个巧合恰恰就是为什么很多人都还在纠结于氢能是否可以成为终极能源，因为在过去100多年的历史中，氢能大规模使用的条件都不具备，直到近十年，这些影响氢能产业化的核心技术大部分已经进入规模化生产和成本下降阶段，才使得氢能的规模化应用成为可能。
如果没有可再生能源的成本下降，氢气的无碳化生产就无从谈起，如果没有燃料电池技术和碳纤维技术的成熟，燃料电池汽车也只能是梦想。
正是这些100多年前的技术集中在过去20年左右的时间里发生了革命性的变化，才有机会让氢这个离我们最近却又最无可奈何的元素升级为“能源”。
第三次氢能革命的背景除了巴黎协定下的”碳达峰、碳中和“这样强力的需求，氢能发展的核心条件趋于成熟才使得这一次的氢能浪潮有别于前两次，安全性、经济性和可持续性的条件几乎都已经为氢能产业化做好了准备，可再生能源需要氢能这个新的能源载体来延续，这才是我们预期第三次氢能浪潮可以持续的原因。由于第四次工业革命与第三次能源革命的共同作用，过去的那些瓶颈正在因为科技进步在这个时代被打破，氢能得以在可再生能源革命中隆重登场。
我对绿氢发展的逻辑在最近两年有一个比较大的变化，一开始认为没有绿电制氢，氢能的减排几乎是一个伪命题，如果没有便宜的绿电氢能产业化就很难实现;但随着氢能与可再生能源项目耦合的推进，我逐渐认识到，如果没有储能，可再生能源消纳将很难达到“碳达峰、碳中和”所需要的比例，预计到2060年风电装机量将是现在的12倍，太阳能将是现代的70多倍，电网难以承受大规模的“垃圾电”，氢能是解决可再生能源大规模、跨区域、跨季节储能和作为能源系统弹性缓冲的最好的解决方案。
也就是说一开始我们需要便宜的绿氢来支持交通、化工等氢能产业化应用，目的是氢;但后来我们发现绿氢反过来解决可再生能源的消纳问题，目的变成了可再生能源，再过几年，绿氢的消纳则需要氢能的应用来解决。
所以，氢的重要性不只是燃料电池的减排和能源约束这样两个基本的诉求，而且在新兴电网和能源结构中具有举足轻重的地位。
