氢能卷土重来：新能源没有新故事丨TECH TUESDAY

财经

2022-11-15 16:11

在锂电池难以覆盖的领域，寻找存在的意义。

文丨潘俊田

编辑丨贺乾明黄俊杰

氢能的两种未来，都落在了北京西北五环外的海淀区永丰产业园里，相隔不到两公里。

东边是亿华通加氢站，每天 24 小时营业，最忙的时候，来加氢的车能排到两个红绿灯路口外。

未来到这里加氢的车还会更多。今年 3 月，氢能在中国有了更明确的政策支持，政府部门调高补贴力度，今年一辆氢能车补贴最高 65 万元，是一年前的 1.5 倍。上半年氢能车卖出 1379 辆，是去年同期的三倍。

嗅到机会的公司冲了进来，丰田和现代要把氢能车运到中国卖，长安也发布了氢能车。企查查统计，今年前十个月氢能相关的创业公司今年多了 445 家。

投资人也没落下。不乏有人能背下政策原文，说 “这是前所未有的支持”。投资多家氢能企业的险峰长青投资人叶展旗将氢能比作 10~15 年前的锂电。据企名片 Pro 统计，今年上半年，中国氢能行业融资超过 50 亿元，而前年全年只有约 1 亿元。

氢能常被描述为终极环保能源。一辆车加满气不到十分钟，就能连续开上 300 公里甚至更远，期间唯一排放物是水，不为大气层多增加一个碳原子。乐观的投资人觉得，全球各个国家迫切想减少空气中的二氧化碳，氢会是万亿能源市场变革中的重要部分。但这一波热潮也有另一种可能。

西边的加氢站已荒废多年，大门生锈，门口停着几辆落满灰尘的汽车，加氢设备早已搬走，只剩下被风和雨侵蚀过的安全提示和墙壁上隐约可见的 “加氢制氢” 字迹，以及前来觅食的鸡和狗。

这座加氢站建于 2011 年，是上一轮氢能热的遗留物。当时政府出台多个政策，要扶持新能源汽车——那时的新能源说的不只是锂电池汽车，也包括氢能驱动的汽车。但它没能发展壮大，到 2015 年，中国只有 10 辆氢能汽车。

两座加氢站，不同的境遇，是氢能可能会面临的两种结果：它有巨大潜力，能成为新一轮能源革命核心；它也有巨大的不确定性，如果技术没有突破，很可能就和之前一样，政策扶持终止之时就是行业熄火的时候。

用铂金炼 “油”，每个环节都比主流能源昂贵

制造氢气不难，把煤炭加热到汽化与水蒸气混合在一起，就会产生氢气。这么做也不贵，1 立方米氢气只需要 1 元钱。只是每造 1 立方米氢气，也会排放同等的二氧化碳。这就不是清洁能源。

九合创投合伙人谢振亮接受《晚点 LatePost》采访时说，“灰氢（煤气制氢）虽然经济，但不是增量市场。”

清洁的办法是特定的催化剂和电解液将水中的氢原子和氧原子分开。正在流行的是质子交换膜（PEM）电解槽技术，清洁、高效，主要的问题是它用的催化剂是铂金、铱等贵金属——基本相当于用铂金炼油。

伦敦期货交易所数据显示，一克铂金 226 元，一克铱 920 元，如果使用效果更好的钯，成本会更高。天风证券计算，质子交换膜方式生产 1 立方米氢气，需要 3.56 元。

听上去不是很贵，但氢气密度太低。一般汽车的油箱只有 50L（0.05 立方米），如果全灌满氢气，只够丰田的氢能车 Mirai 轿车开 600 多米。

丰田的氢能车 Mirai，来自丰田微信公众号

Mirai 要用高度压缩的氢气，用燃料电池转化成电，让车动起来。根据科技和政策咨询公司 Strategic Analysis 测算，每辆车光燃料电池的造价就超过 10 万元人民币。

不只是车用燃料电池贵，日常存储也很贵。很少有罐子能够承受压缩状态下氢气产生的压力。因此储氢罐通常由碳纤维制造，一个存放 4~8 千克氢气的罐子得 12 万元。作为对比，100L 油桶只需要 1000 多块钱。

不只是存储贵，运输也很昂贵。国联证券测算，氢气罐运输 1 千克氢气前进 1 公里，成本约 4~20 元。一名氢能创业者说，广东一个地级市将氢气从外地运到现场，每千克花了 60~70 元。而一辆 Mirai 一次就得装 5.65 千克氢气。

每个环节的成本叠加导致氢能相对锂电池的成本毫无优势。尽管锂矿价格现在已经涨到了 60 万元 / 吨。

丰田的氢能车 Mirai 售价超过 70 万人民币（补贴前），跟一辆奥迪 Q7 大中型豪华 SUV 价格差不多。用起来又贵又麻烦，行驶百公里消耗的氢气约 0.66kg，百公里燃料成本（补贴前）约 62.51 元，是相似尺寸电车的 3.38 倍，油车的 1.19 倍。

补贴后燃料成本接近电动车，但持续多少时间还是未知数。

就算到了最后的使用终端——加氢站，困难还不会结束。建一个加氢站比加油站或者充电桩贵多了，只有 2~3 个加氢枪的加氢站，要投入近千万元——这些钱能买上百个直流充电桩。

运营起来要求也更多。氢气是一种危险的气体，不用需要碰上什么火星子，泄露到空气中（浓度达到 4%）遇到静电就会爆炸，威力是 TNT 炸药的 5 倍。

我们探访的加氢站，里面到处都是警示牌，写着各种注意事项，例如不让工作人员抽烟、玩手机。离加氢处 5 米远的地方，专门设置了静电杆，用来消除静电。加氢的司机也需要去一个 10 米外的屋子里等候。

一位在加氢站工作三年多的人士说，加氢站不会存放太多的氢气，快用完的时候，会打电话让人来送氢。“（加氢站）一旦着火，就没救”。

截止去年底，全球能给汽车加这种昂贵燃料的地方不到 1000 个。如果在北京，车主得去西北六环或者西南六环附近。

《晚点 LatePost》了解到，现在成本划算的氢能项目都尽可能避开运输和存储。比如研发氢燃料电池管理系统的公司溯驭技术的一个项目，有低于市场价的电力供应，能够低成本制氢，再配合附近的使用场景，比如物流园区的运输车使用等。

“3~4 年就能回本”，溯驭技术创始人董震说。他认为这是氢能最现实的发展路径，先从点做起，能收回成本后，再发展到更多地方。

在锂电池难以覆盖的领域，寻找存在的意义

丰田是氢能车最坚定的支持者，2014 年就发布 Mirai，先在日本本土和美国加州借助政府补贴建设加氢站、售卖汽车。

今年 8 月，丰田投资约 56 亿美元（约合人民币 400 亿）建设锂电池基地。这一笔投资就超过了丰田、壳牌等十几家车企也能源公司组建的氢能委员会 2018 年以来的全部氢能投资之和。

《晚点 LatePost》采访的多位氢能领域的投资人和创业者的潜在共识是，当前氢能存在的意义是，能做到锂电池能力范围之外的事。

比如氢气比锂电池轻。让一个重一吨多的汽车跑 600 公里，需要 100 千克的锂电池，可以接受。但如果要让载货 19 吨、自重 12 吨的重型卡车跑 200 公里，电池就有 3 吨重。完全不经济，这还没算给电池充满电需要消耗大量时间。

这是许多氢能创业公司打算从卡车或者大巴进入市场的原因之一。类似的场景还有长途运货的船。也有不少公司在研发氢能驱动的飞行器，毕竟带着氢气上天比带着锂电池负担轻多了。

氢能的另一个可能的优势场景是储能。2017 年，比亚迪创始人王传福在一档公开节目中说：“中国的沙漠的面积百分之一，如果铺上太阳能电池板，我们中国十三亿人民的用电，就解决掉了。”

王传福说得夸张了一些，但没差太多。在中国 1% 的沙漠上铺满光伏板，的确有一年供应 3.52 万亿度电的能力，相当于 2/5 个中国的用电量。

主要问题是如何输送和存储电能。现在中国最常用的储能方式是蓄水——电力供不应求时，用太阳能发电把水抽到高处，电网缺电时放水转动水轮机发电。但在沙漠里，水是稀缺资源。用锂电池也不现实，制造能存下来这么多电的锂电池，暂且不考虑成本，地球上的锂矿都不一定够用。

氢没有这些麻烦。澳大利亚墨尔本大学等机构的科学家 9 月发布在《自然·通讯》上的研究，展示了一种从沙漠的空气中吸取水蒸气再电解制氢的方法，研究人员称，“只要有电，在世界上最干旱的地区也能制造氢气”。

在这些领域使用氢能的前提是降低成本。人们正在寻找新的催化剂，降低铂的用量，在保证效率的同时，压低制氢的成本。比如加州大学洛杉矶分校的研究人员发现一种铂镍氧合金，铂金使用量减少 97%，催化效率是以前的 8 倍。

还有公司正在寻找新的方法便宜制氢。一家澳大利亚的公司 Hysata 今年 3 月宣布，它新研究的电解水技术用了海绵状的交换膜，未来能将氢气生产成本降低到约 0.63 元 / 立方米，比用煤气制氢还便宜。

科学家们还在找各种办法降低储存、运输氢的成本和危险。美国西北大学的研究人员把氢与其他元素结合生成容易运输的液体，比如氨水或者甲醇运输。

类似的研究还有很多，但大都在实验室里，距离实用还有距离。

这不是第一轮氢能热。1976 年，赶上石油危机，美国国会通过 1.6 亿美元（算上通胀约合目前 10 亿美元）的法案，扶持氢能汽车和电动汽车，之后欧盟、日本纷纷跟上。

直到 2002 年，时任美国总统乔治·沃克·布什（George Walker Bush）还将发展氢能作为很重要的能源战略，提出 12 亿美元的投资计划。他说是用氢能最重要的结果是能源独立，摆脱石油上瘾，“如果充分开发氢能的潜力，到 2040 年，美国每天可以减少 1100 万桶的石油需求。”

但最后帮美国实现能源独立的是北美大陆丰富的页岩气等能源。因为制造、储存、运输、使用氢能都十分昂贵。当政府的补贴停止，美国汽车企业、能源巨头的氢能研究也基本停下。美国科学杂志《The New Atlantis》2007 年因此批评氢是 “骗局”。

过去这十五年，世界上的大多数的目光被锂电池吸走，氢能的价格和基础设施建设，并没有获得多大发展。氢还是不够便宜，不够方便和不够安全。

在各国政府大力补贴后。去年底，全球有加氢站 685 个，是加油站的 1/445，充电桩的 1/2627 。氢能驱动车只有 5 万辆，只占全球机动车的 1/30000。

现在又有一轮能源危机。各国迫切希望降低碳排，但欧洲的战乱让天然气供给大幅缩减、锂矿的开采也越来越是一个地缘政治问题。氢能又一次被提为解决一切问题的候选者。

国际能源署发布的《2050 净零排放》文件将氢能视为 2050 年实现全球零排放二氧化碳的关键部分，他们认为按照现在的热情推广氢和氢基燃料，能在未来 30 年避免排放 60 亿吨二氧化碳，与 4 亿辆燃油车跑十万公里排出的二氧化碳相当。

但最终决定氢能是否普及的，它是否便宜、安全、方便。如果基础技术没有突破，产业政策并不能让一个新技术真正落地。

「 TECH TUESDAY 」系列

1957 年，人造物体第一次进入宇宙，绕着地球飞了三个星期。人类抬头就能在夜幕里看到一颗小小的闪光划过天空，与神话里的星宿并行。

这样的壮举跨越种族与意识形态，在全球各地激起了喜悦之情。但并不是我们可能猜想的那种为人类壮举所感动的胜利喜悦。根据政治哲学家汉娜·阿伦特（Hannah Arendt）当年的观察，人们的情绪更接近于一种等待多时的宽慰——科学终于追上了预期，“人类终于在摆脱地球这个囚笼的道路上迈出了第一步”。

人们总是根据技术探索，快速调整着自己对世界的预期。当科幻作家的一桩畅想变成现实，往往是技术终于追上了人们的预期，或者用阿伦特的话说，“科技实现并肯定了人们的梦想既不疯狂也不虚无。”

今天这样的时候，多一点梦想是更好的。

这也是《晚点 LatePost》启动 TECH TUESDAY 这个栏目的预期。我们希望在《晚点》日常关注的商业世界外，定期报道新的科学研究与技术进展。

这些可能关于一项前沿研究的进展、可能是对一个技术应用的观察，也可能是对一些杰出技术、乃至一个时代的致敬。

这个栏目将从科学与技术的角度出发，记录这个世界的多样变化。在这个旅途中，希望读者能和我们一起，对这个世界增加一分理解。

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来源: qq

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