氢能源是现代较为常见的清洁能源之一，被广泛应用到汽车、冶金、航空、船舶等诸多领域，推动现代社会向更加良好的方向发展。其中，在汽车领域，研发出了氢能源汽车，大大降低了汽车造成的环境污染问题。但经过多年的发展，更加环保的氢燃料汽车反而没有纯电车型普及，氢能源汽车为什么没有发展起来？
所有问题追根溯源都可以归结为“钱”的问题。
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高排放与高成本
当前全球生产的氢气96%来自化石能源，仅4%来自电解氢或化工、冶金等工业副产氢，可再生能源制氢尚未规模化应用。全球氢气年消费量约1亿吨。
我国是世界最大的制氢国，年制氢量约 3300 万吨，但大部分来自化石能源制氢，属于灰氢；绿氢（通过光伏发电、风电等新能源电解水制氢）占比较低。
灰氢的高碳排和绿氢的高成本是制约氢能健康可持续发展的最重要因素。
目前，国内氢气制取环节的煤制氢路线成本最低，低于11元/kgH2，但碳排放强度最高；电解水制氢成本最高，为34~45元/kgH2；工业副产氢成本在13~23元/kgH2。
电解水制氢成本
在不考虑碳价和CCS技术的情况下，假定煤制氢成本在5~15元/kg，天然气制氢成本为9~18元/kg，甲醇制氢成本约21元/kg。工业副产氢综合成本在13~23元/kgH2（包括提纯成本）。
度电成本是影响电解水制氢成本最关键的因素，电解水制氢成本随着绿电成本变化而变化。
光伏和风力发电对应氢气成本
2030年以后大部分地区光伏发电度电成本将从目前的0.3元/kWh降至0.2元/kWh以下，对应的制氢成本降至14元/kg，可与多数灰氢展开竞争。
光伏发电－电解水制氢与传统制氢成本比较
2050年光伏度电成本有望降至0.08元/kWh，光伏发电－电解水制氢成本可降至7元/kg，低于甲醇制氢、天然气制氢和工业副产氢成本。
陆上风电的发电成本稍高于光伏发电成本，2020–2050年，随着陆上风电的度电成本从0.21~0.34元/kWh降至0.11~0.17元/kWh，陆上风电－电解水制氢成本将由14~22元/kg降至9~13元/kg。
陆上风电－电解水制氢与传统制氢成本比较
目前陆上风电－电解水制氢成本与工业副产氢成本相当，低于甲醇制氢成本（21元/kg）；但仅在风能资源最好的地区，陆上风电－电解水制氢成本低于天然气制氢成本。2035年陆上风电度电成本降至0.2元/kWh，制氢成本将低于工业副产氢成本，也可与天然气制氢成本竞争。
如果不考虑碳价和碳排放约束，未来30年内陆上风电－电解水制氢与煤制氢相比，在多数地区都不具有竞争优势。
目前海上风电发电成本较高，随着风机大型化和漂浮式海上风电等技术的突破未来成本降幅较大，但依然高于陆上风电和光伏。2020–2050年，随着海上风电的度电成本从0.43~0.66元/kWh降至0.2~0.33元/kWh，陆上风电－电解水制氢成本将由26~39元/kg降至14~21元/kg。
海上风电－电解水制氢与传统制氢成本比较
由于海上风电度电成本高企，目前海上风电－电解水制氢成本完全高于灰氢成本，到2025–2030年，随着海上风电成本降至0.25~0.47元/kWh，在部分风资源条件好的地区，海上风电－电解水制氢成本将略低于甲醇制氢、工业副产氢和天然气制氢。
即使到2050年，海上风电－电解水制氢的成本依然高于煤制氢成本。
预计到2035年左右，随着绿电成本的降低，绿氢与灰氢和蓝氢相比都将更具备竞争力；如果碳价同步快速上涨，时间节点还将提前。绿电的度电成本每降低0.1元/kWh，氢气成本将降低约5元/kg。
当绿电度电成本由目前的0.5元/kWh降低至0.2元/kWh，氢气成本可下降约16元/kg；当绿电度电成本降至0.1元/kWh，才具备与灰氢展开竞争的能力。
2
基建容易运营难
当前，氢燃料电池汽车发展的其中一大难题就是基础设施建设，加氢站的数量直接影响了氢燃料电池汽车的商业化进程。
近日，多地陆续公布2025年加氢站建设目标。
11月底印发的《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划（2021—2025年）》指出，2025年前力争实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆，力争建成并投运加氢站74座。
12月7日发布的《郑州市“十四五”现代能源体系规划》指出，到2025年，建成加氢站40座，新建充换电站600座，新建充电桩2.5万个，建设省级市场化运行充电服务平台。
虽然受益于巨大的市场体量和政策支持，我国加氢站数量已成为全球第一，但其建设实际上仍处于起步阶段。
当前，地方政府对氢能行业十分支持，多地发布了相应的氢能发展政策规划，但从全局来看，尚未有明确的关于加氢站的整体运营管理办法。
从加氢站的后续运营来看，氢的来源仍是难题。
目前，一方面，制氢基地建设审批要求高，难以形成规模化制氢效应。另一方面，煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢、工业副产氢、水电解制氢等不同渠道的氢气难以保证质量的一致性。而氢气运输采用20兆帕鱼雷车，运力受限，并不适合远距离运输，难以保障氢气的稳定供应。
当前氢能产业建设主要依靠国家和地方政策指引，未来存在补贴金额降低，补贴门槛升高的可能。
而氢能产业尚处于发展初期，存在相关制度和规划不完善的现象；存在未来经济下行压力增加，氢能产业核心技术突破缓慢，导致氢能投资规模不及预期；企业经营发展存在不确定性。
最重要的是，现阶段的规划大多由政府主导推进，以地方政府财政支出为主，集中于公共交通领域。不过，未来三年想实现各地提出的目标，意味着地方政府将面临巨大的资金压力。
现阶段氢能产业处于发展初期，目前存在加氢站投资金额大，加氢车辆少等情况，且已建成加氢站大部分处于亏损阶段，存在盈利不稳定的情况。
氢能配套设施投资高，短期之内难以实现盈利。
3
要放弃氢能源汽车吗？
氢能源汽车与电能汽车相比，存在诸多的潜在问题，从成本、技术、安全性考虑，目前无法与电能汽车相比。
这意味着我们要放弃氢能源汽车吗？
答案是否定的。
在2016年发布的《节能与新能源汽车技术路线图中明确提出，中国氢能燃料电池汽车的发展愿景为“到2030年实现百万辆的氢能燃料电池汽车上路行驶，到2050年与纯电技术共同实现汽车零排放”。
在坚持上述愿景不变的前提下，在2020年的修订版路线图《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中对实现百万辆氢能燃料电池汽车的总目标进行了里程碑节点的规划，具体包括3个阶段。
2022年3月4日,国家能源局制发了《关于政协十三届全国委员会第四次会议第2325号提案的答复摘要》和《关于政协十三届全国委员会第四次会议第0835号提案的答复摘要》。
再次提到为推动探索氢能产业商业化路径,能源局将会同有关部门,因地制宜推动在重点地区开展氢能产业发展示范,统筹推动氢能在交通、储能、分布式能源等多元化示范发展。
截至2022年，中国在全国范围内布局了6个氢能及氢燃料电池汽车示范区域，如图9所示，计划示范车辆总规模超过4万辆，接近路线图2025年的推广目标。
首先，燃料电池汽车示范应用城市群初步形成“3+2”格局。2021年9月财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委、国家能源局等5部委批复了北京城市群、上海城市群、广东省佛山城市群；2022年2月批复了河南省郑州城市群、河北省张家口城市群。上述京沪粤冀豫5个城市群目前已公布各自在示范期内推广燃料电池汽车数量的目标，分别为5300、5000、10000、7710、10000辆，总量超过37000辆。
其次，启动了氢进万家示范工程，2021年4月科技部主导的氢进万家科技示范工程在山东省启动，其目标是到2025年推广燃料电池整车6000辆，日供绿氢150t，还将开展1.2万户的燃料电池热电联供系统的示范，这是目前唯一启动的氢能科技示范区。
北京冬奥会使用氢燃料电池汽车作为接驳嘉宾、运动员、媒体记者、各国政要最主要的交通工具，其中张家口赛区710辆，是目前世界最大规模的氢燃料电池汽车示范应用。
可以说氢能源汽车产业发展未来可期。
国际上氢燃料电池汽车的发展仍处于推广的初期，集中在美国、日本、韩国、中国等4个区域。
作为各国发展战略的具体体现，各自的路线图和里程碑仍在不断更新过程中，美国将重点推广领域从特殊领域的氢燃料电池叉车开始转向重型长途卡车。
氢燃料电池汽车技术路线图的制定促进了中国氢燃料电池汽车技术进步和推广应用规模的扩大。中国氢燃料电池汽车技术指标提前逼近2025年目标，但是成本仍偏高，需要规模化降成本。
氢燃料电池客车在张家口与2022北京冬奥的大规模应用是成功的，可以进一步拓展到重载卡车的推广应用。
参考资料：
1.蒋珊.绿氢制取成本预测及与灰氢、蓝氢对比[J].石油石化绿色低碳,2022,7(02):6-11.
2.王贺武,欧阳明高,李建秋,杨福源.中国氢燃料电池汽车技术路线选择与实践进展[J].汽车安全与节能学报,2022,13(02):211-224.
3.胡杭健,刘再斌,段志祥,李文波.我国加氢站建造趋势分析[J].能源与环境,2022(05):6-9.
4.林水静. 加氢站建成易运营难[N]. 中国能源报,2022-12-12(014).
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