尽管10月份的工作日比正常时间少了一周，但我在20天之内到访了10座城市，参加了5场氢能行业相关的会议，1场基金公司的交流会，拜访了两家科研院所和5家氢能相关企业，这中间还漏掉了上海的几场会议。氢能，看起来是如此的“炙手可热”!
但处于氢能行业的企业却依然是苦乐不均，我2018年开始研究氢能产业，2018年-2021年资本追逐燃料电池及相关零部件项目；2021年-2022年开始追逐加氢站压缩机相关企业；到了2022年、2023年电解槽企业又成了行业的热点……
这样一个自燃料电池应用端追溯到上游绿氢的产业链其实依然没有被打通，下游车辆依然是局部示范，销量始终没有突破，所以加氢站建起来后上游氢气供应不足、下游又没有足够的车辆加氢，2023年能源企业加氢站建设的进度也大幅放缓，剩下一些新加入的地区在当地建一两座基础站，加氢站工程单位和装备供应商订单严重下降，不过再看看全球氢能发展趋势，以及国家层面的政策，且国内外绿氢产业爆发，又没有任何人敢轻视氢能的未来。于是，行业便处于“希望与绝望”、“繁忙与压抑”的交织中。
并不是所有的读者都能参加行业的交流会，有读者请我在《产业观察者》平台上分享近期讲得最多的“第三次氢能浪潮”，所以，本期我分享一下关于“第三次氢能浪潮”的核心思想，希望我们可以从历史发展的角度来观察氢能发展的必然性。我们认为，经过50多年三次氢能浪潮的发展，目前技术条件上已经进入产业化的拐点，更大的需求市场还需要现实的鼓励政策和氢能激励机制。
氢能发展的四个驱动力
世界三次氢能浪潮
我将氢能产业化发展总结为三次氢能浪潮，主要是从促动因素与产业化的角度出发。
第一次氢能浪潮（1970年）：石油替代。上世纪50-60年代，燃料电池在航天领域成功应用，与此同时，世界石油消费国与石油生产国之间关系紧张，人们考虑将航天领域的燃料电池技术民用化，通用汽车1966年推出第一辆燃料电池汽车，1970年John Bockris 教授在美国通用汽车公司(General Motors)技术中心演讲时首次提出“氢经济”。
1973年发生第一次能源危机时，氢被描绘成取代石油成为支撑全球经济的主要能源，氢能源的生产、配送、储存及使用的市场运作体系开始建立。欧洲、日本等国跟进氢能研究，日本提出“阳光计划”，宝马1979年推出第一辆氢动力原型车。
但其间的1974年
第二次氢能浪潮（1990年）：加州零碳法案。工业革命给西方发达国家带来了繁荣，也带来了环境污染的压力。1990年，加州出台零排放汽车（Zero Emission Vehicle，简称ZEV，包括BEV和FCEV）法案，通过强制规定企业零排放汽车销售比例和信用额度积分的方式来迫使车企推广ZEV。与此同时，气候变化问题也受到了日本及欧洲地区的重视，氢能被再度提及。恰在这一时期，燃料电池在航天领域的专利到期，美国考虑将这一技术民用化，并再次提出氢能发展的规划，这一次提出了研究、发展和示范的法案，当时提出“五年管理计划”。
这一次的氢能浪潮美国、欧洲、日本、韩国主要的汽车品牌企业包括美国通用、福特，欧洲的戴姆勒、宝马、奥迪，日本的丰田、本田、日产，韩国的现代都推出了燃料电池或氢内燃机汽车的迭代产品，中国东风汽车推出了30kW燃料电池示范车EQ640。本次欧、美、日、韩的燃料电池汽车的续航里程达到甚至超过了600km，并实现了零下30℃的低温启动，也就是说达到了经验中汽车的基本性能。
不过第二次氢能浪潮依然没有解决燃料电池汽车的成本问题，而且遭遇了金融危机和美国911事件。接下来的时间，锂离子电池因为电池技术进步、产业链闭环更加容易，特别是中国2009年推出“十城千辆”的鼓励政策，到2012年全球电动汽车销量已经达到12万辆、2013年达到22.25万辆，而燃料电池成本依然居高不下，欧美品牌汽车暂停了燃料电池汽车项目，只有亚洲国家的丰田、本田、现代还在坚持，中国和北美则是创业企业一直在坚持燃料电池开发应用。
第三次氢能浪潮（2014-2015年）：巴黎协定。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，丰田宣布燃料电池系统成本下降到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。
2015年12月12日，联合国195个成员国在2015年联合国气候峰会中通过的气候协议《巴黎协定》，期望能共同遏阻全球变暖趋势，该协定为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。《巴黎协定》主要目标是将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内。这成为第三次氢能浪潮的核心驱动力，接下来全球30多个国家在2020年前后发布了氢能发展战略。
这一过程伴随着燃料电池相关材料如催化剂、质子交换膜、碳纸、膜电极、空压机、氢气循环泵、Ⅳ型储氢瓶、以及电堆、燃料电池系统、加氢站压缩机、氢能阀门、加氢机、传感器等等跨学科的配套能力和技术进步，50多年的实践都在验证燃料电池的性能和降低燃料电池的成本。从2018年到2023年，中国国内燃料电池系统的成本从20000元/kW下降到2000元/kW左右。
燃料电池汽车产业化的三个核心条件
燃料电池汽车产业化需要达到三个核心条件，即安全性、经济性和可持续性。
满足氢能储运性能与成本要求的安全性。全球有9400万吨/年的氢产量，但为什么涉及到氢能对安全会如此敏感呢？主要是因为氢气作为能源要达到一定的能量密度就必须采用高压或液态储氢才能满足车用能量密度的要求，氢气的高压储存就面临氢脆、高压和泄漏的风险，同时还需要照顾到车用储氢装置的轻量化。
法国ANＲ研究机构资助的 OSIＲHYS Ⅳ项目目的就在于突破Ⅳ型气瓶的技术瓶颈，并从模拟、设计、试制等方面解决了70MPaⅣ型气瓶的技术难点；英国UK TSB资助了该国的HOST项目，该项目计划投资 100 万英镑研究热塑性内胆的复合材料气瓶；美国能源部(DOE)早在 2002 年就已经开始规划氢气存储的研究，经过 10 多年的发展，DOE 的研究报告已经涵盖了氢气制取、储运、使用等多个方面。
Hexagon是全球最专业的IV型瓶独立供应商，目前，该公司的IV型瓶已经安全运行20年，与中集氢能的合资公司——中集合斯康将于今年年底投产；丰田从Mirai的发布到现在IV型瓶运行也已经近10年。
IV型瓶不仅比III型瓶更轻，而且工艺比III型瓶简单很多，从铝制内胆的30多道工序降到塑料内胆的3道工序，IV型瓶成本降到III型瓶成本的1/4-1/2。
燃料电池的经济性。2006年的纪录片《是谁消灭了电动车》中提到，当时人类电池汽车价格达到100万美元/辆，日本最先推出的一批燃料电池汽车价格达到1亿日元（大约600万人民币），燃料电池汽车催化剂涉及贵重金属，降低燃料电池的铂载量，材料和工艺的创新以及规模化制造是燃料电池汽车实现经济性的主要路径。2014年丰田称燃料电池系统成本下降至2008年的1/20。
燃料电池系统成本变化，资料来源：丰田汽车
第三个条件是可持续性。可持续性表现为循环经济和氢气来源的可持续。人类对化石能源的担忧有两个不可持续，一是储量有限，二是二氧化碳的排放导致地球变暖，人类发展不可持续。如果新的能源依然寄托在有限资源和二氧化碳排放上，就无法实现可持续发展的目的。燃料电池涉及到贵金属，不过铂金的可回收性达到90%以上，且回收工艺简单，可以形成循环经济。氢气来源的可持续性决定了氢能产业的可持续。过去十多年可再生能源成本大幅下降，这使得可再生氢成为可能。
资料来源：根据公开资料整理
资料来源：根据公开资料整理
也就是说，过去十年，氢能应用的安全性、经济性及可持续条件基本已经达到，这使得氢能产业化变得可能。
第三次氢能浪潮还有什么不同？
首先，第三次氢能浪潮与前两次氢能浪潮相比，技术更加成熟，氢能产业化的条件趋于成熟。
从上世纪70年代开始的三次氢能浪潮基本上是燃料电池汽车主导的氢能产业化浪潮，第一次氢能浪潮燃料电池汽车可以跑起来；第二次氢能浪潮达到了传统汽车的基本性能；第三次氢能浪潮实现了燃料电池汽车的经济性。
也是第三次氢能浪潮，安全、经济的储氢技术基本成熟，而且固态储氢、有机化合物储氢多种方式也在突破，更大的确定性则是可再生能源的成本不断下降，部分地区的光伏成本已经达到0.1-0.2元/kWh。
其次，是全球减碳的目标更加迫切。近年来各国极端天气带来的破坏性越来越大，人类面临巨大的环境挑战。
资料来源：徐一丹, 李建平, 汪秋云, 林霄沛《全球变暖停滞的研究进展回顾》（2021）
第三个不同是参与的国家和企业更多，在《巴黎协定》的约束下氢能的势能已经形成，产业链也更加完整。前两次虽然燃料电池汽车可以跑起来，而且也达到了燃油汽车的基本性能，但由于达不到经济性，推广难度大，所以，主要表现在燃料电池技术优化和配套完善，供氢端工作量不大。第三次氢能浪潮我们发现更多的能源企业和国际国内品牌工业企业都进入到氢能领域，无论是国际市场的BP、雪佛龙、壳牌……还是国内的煤炭企业、”三桶油“、”五大四小“等能源企业，以及西门子、博世、蒂森克虏伯、潍柴、中集、隆基、阳光、三一等工业企业都纷纷布局氢能，制储运加全产业链开始发力。
氢能发展的焦虑来自哪里？
”电动汽车已经这么好了，还有必要搞燃料电池汽车吗？“这是发展燃料电池汽车被拷问最多的一句话。
汽车的总需求增长空间已经不大，燃油车产能加上新增电动车产能已经产能过剩，如果再投资燃料电池汽车必然造成更大的供给。现阶段汽车行业已经造成大量的库存，并使得燃油车与电动车竞相降价，汽车产业的经济效益正经受严重的考验，一些在新能源汽车中没有替代产品的燃油车零部件企业面临整车厂压价和产能利用率下降的双重压力，燃油车产业链可能出现继房地产后又一个大的风险。
尽管电动汽车整车厂大部分亏损，但电动汽车的快速发展让更多的整车厂不得不照顾日益增长的市场需求，一些汽车企业暂停了基础建设尚不成熟的燃料电池汽车。
更重要的是，任何一种动力的车辆都需要配套相应的基础建设，到2022年中国加油站总数量达11.50万座，充电基础设施数量达到520万台，如果再投入加氢站，就相当于总量变化不多的车辆有三套基础建设，基础建设背后则是能源的供应系统，这无疑会增加整个能源系统体系的运行成本，造成重复投资，供给过剩。
相比之下，充电桩的建设成本和能源来源都非常简单，而氢能供给系统产业链长，成本高，技术难度也高，下游需求不确定，所以，能源企业对加氢站的投资积极性也被挤出。
中国之所以成为全球可再生能源革命重要的国家，一方面，第三次能源革命是能源从资源产业转向制造业，中国正好是低成本、大规模制造大国，另一方面，替代能源的发展需要大量的补贴来支持光伏、风电、电动车等产业从示范到规模化生产的过渡期，而恰在这些产业进入产业化阶段时，正值中国经济最好的年代，所以，中国成就了第三次能源变革。
不过，这不是全程，毕竟，风电和光伏具有波动性，需要储能来解决，而到目前为止，还不能说电动汽车摆脱了资源约束和环境约束，现阶段，电动车对中国来说，只是实现了煤替代石油的”能源安全“，并未真正解决排放问题；而未来，电池的无害化回收则是巨大的不确定。氢能不论对于上游能源的供给还是下游汽车产业的变革都依然被寄予厚望。
但氢能”以奖代补“的鼓励政策于2021年出台，”中长期发展战略“于2022年出台，可谓”生逢乱世“。三年疫情后，各级政府财政已经不能与电动汽车启动时相提并论，即使日本、韩国、美国和欧洲对氢能产业给予了大量的补贴，也做出了示范，但中国对氢能产业的补贴已经捉襟见肘，无力效仿。
我们会发现，各地示范项目的形式多样，有氢能汽车、氢内燃机、甲醇汽车，还有氢能船舶、氢能机车、氢能无人机、氢能自行车，但氢能产业链的障碍如加氢站要求在化工园区、站内制氢至今没有被打开。
关注真实需求 加强生态建设
资料来源：中国船级社
仿佛最确定的需求今天现在反倒需要培育和建设，其中很多是人为而不是技术上的瓶颈，所以需要进一步的产业生态建设。到2024年，随着国内Ⅳ型储氢瓶标准和30MPa长管拖车的投产，氢能储运成本将大幅降低。
但还需要打破对加氢站化工园区和站内制氢的限制，并建立推动整车厂积极性的激励机制，如以差别电价或差别路权在氢能富集且成本较低的地区集中投放氢能汽车，健全基础建设，包括加氢站、输氢管道、储氢标准等。
除燃料电池方案外，因为吉利的甲醇车也在试点，还有人在验证氨动力和氢内燃机的效果，氢内燃可以照顾燃油车的配套系统，而甲醇或氨作为动力则可以照顾到原有的基础建设，储运也会更方便，这些技术路线都在验证中，所以未来可能不纯粹是氢能而是氢基能源。
车用交通领域除了商用车、乘用车以外，还有轨道交通、两轮车都是燃料电池或氢内燃机的应用市场。
另外，飞机特别是无人机也是氢能未来的消费市场。
总之，氢能规模化需求已经开启，但不得不说，目前最确定的具有规模的需求市场是来自国际海事组织推动的远洋船舶的需求，国内更多的需求还需要理顺产业链，建立氢能持续发展的机制。氢能产业化技术条件已经具备，虽然目前经济比较低迷，但氢能产业自身的降本路径已经清晰，更多的焦虑和障碍已经不是技术，而是政策和机制，还有对锂电和燃料电池“环境约束”和“资源约束”的比较和认知。
目前中国经济面临非常大的压力，房地产产业下行，汽车产业又面临燃油车和能断裂风险，和石油公司市场被分割的压力，而电动汽车的资源约束和环境约束很难独立承担未来汽车工业的未来，可能出现消灭了燃油车却无法弥补燃油车的损失的经济效应，也提升不了交通车辆的社会效应。氢能既有复兴传统产业的功能，能够兼顾传统汽车产业与能源产业的渐进式升级，还能带动能源系统的安全性、智能化、和低碳化，是可以预期规模最大、产业带动性最强的未来产业。
