氢能源的发展前景

“百年老店”、多元化电子电气产品制造商日本东芝集团（Toshiba）正在全力布局有“未来能源”之称的氢能，并将大规模可再生能源制取“绿氢”视为低碳能源时代的完美解决方案。

近日在上海举行的第三届中国国际进口博览会期间，东芝多位高管对澎湃新闻表示，除了已提出“氢能源 社会 ”愿景的日本本土之外，东芝非常看好氢能在中国的发展前景。

放眼全球，日本是近年来最热衷于发展氢能的国家之一。日本“氢能基本战略”提出，到2030年要确立国内可再生能源制氢技术，构建国际氢能供应链，长期目标是利用碳捕获（CCS）技术实现平价化石燃料的脱碳制氢和可再生能源制氢。对于能源自给率低的日本而言，用零碳排的可再生能源来制取清洁高效、较易储运的氢能，无疑是“后福岛时代”得以兼顾能源安全和碳中和目标的理想选择。

日本能源转型历程

“东芝早在50年前就已经开始做氢能方面的技术研发，进行相关技术储备。我们在40年前推向市场的产品，已经有氢能利用的影子。”负责氢能业务的东芝（中国）有限公司营业总监张童对澎湃新闻表示，早年东芝的制氢路线是烃类醇类重整制氢。但在零碳理念下，该公司内部近十年间全面提升氢能体系，东芝燃料电池体系全部是纯氢燃料电池。

据介绍，东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex已累计在日本国内交付100台以上。这种100kW的模块化单元可根据需求灵活组合，启动时间不到5分钟，高效将管道或气罐中的氢气转化为电能和热能。

东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex累计在日本交付100台以上

典型场景如东芝的新氢能综合应用中心，利用太阳能电解水制备氢气，并直接将其应用在东芝的日本府中工厂的燃料电池物流叉车上。这样，不但燃料电池物流叉车在运转时不排放二氧化碳，而且，因为使用了通过可再生能源制取的氢气作为燃料，从制氢到氢利用的全程实现了零碳排。

当突发灾难时，这套小型分布式能源亦可大显身手，作为一条生命线为300名受灾群众提供一周的电力和热水供应。

纯氢固然样样好，但目前在全球范围内仍受居高不下的成本所困。据澎湃新闻了解，上述在日本落地的东芝纯氢燃料电池系统均为有日本政府政策支持的项目。

张童表示，全球可再生能源快速发展，但风电、光伏始终存在间歇性问题。尤其在中国，风电、光伏装机的迅猛增长对电网调峰要求巨大，弃风、弃电的问题屡见不鲜。若将这部分电力转换成氢能储存起来，在需要时再调取，就是一个最理想的结合。“可再生能源与电解质制氢技术结合起来，制出来的氢完全是绿色的。”

他认为，在该领域，东芝的所长是对电力系统、电子设备、控制系统的深入了解和对氢的长期技术积累，目前正在与多家上游制氢企业探讨合作。在氢能起步阶段，东芝呼吁政府对全行业予以政策支持，鼓励更多企业参与氢能产业链的完善，并尽早明确氢使用的法律法规。在这些前提下，氢能成本才能随着规模化效应快速下降。

氢能成本的下降有赖于一个足够大且高速成长的下游市场。东芝正在推动纯氢能燃料电池系统H2Rex尽早应用于中国市场，使其成本上尽早符合中国市场潜在的需求，并联合中国合作伙伴一起开拓市场。

实际上，东芝对于“终极能源解决方案”的认识，在日本福岛核事故之后出现了彻底的转变。东芝曾是全球核能领域的重要参与者，旗下拥有 历史 战绩辉煌的美国西屋电气公司。但由于2011年福岛核事故后全球核电建设放缓、建造成本陡增、西屋电气申请破产保护等原因，东芝最终选择剥离核电资产。

今年10月，日本首相菅义伟在临时国会上发表施政演说时宣布，日本将争取在2050年实现温室气体净零排放。这标志着作为全球第三大经济体和第五大碳排放国的日本在气候议题上的立场发生巨大转变。目前，日本的温室气体排放中有至少80%来自能源领域。

“二氧化碳零排放并不是最近才有的呼声，很早以前大家就在进行与此相关的探讨。”东芝中国总代表宫崎洋一对澎湃新闻说道，福岛核事故改变了全球的碳减排思路。2011年之前，日本、欧洲都将低碳发电目标寄希望于核能，但福岛事故后由于安全标准升级、核能发电成本陡增，欧洲主要国家纷纷选择弃核。

宫崎洋一称，除了重点业务氢能之外，目前东芝还有其他颇具竞争力的能源业务和碳捕捉技术，可以根据不同地区的特征进行灵活组合。具体而言，在水电领域，东芝的实际供货数量和技术实力处于全球第一梯队，已经向44个国家及地区累计供货2300多台水轮机和1800多台发电机；光伏领域，东芝的工业用光伏发电系统在日本有2700处应用，住宅用光伏发电系统在日本为10万户以上客户使用；地热领域，东芝已向全球提供累计达3.7GW的地热发电设备，以设备容量计处于全球第一。

福岛氢能研究基地（FH2R）

在日本国立的新能源产业技术综合开发机构（NEDO）牵头下，东芝与另外两家日本企业合作的福岛氢能研究基地（FH2R）已于今年2月底建成。

FH2R系统概览

该项目建有全球最大的利用可再生能源的10MW级制氢装置，正在验证清洁低成本的制氢技术。这里产生的氢气不仅用来平衡电力系统，还为固定的氢燃料电池系统、移动的氢燃料车等提供动力。

校对：刘威

我国当前的氢源主要来自工业副产氢、煤制氢和天然气制氢。为了实现“3060”碳目标，绿氢的发展尤为重要。目前，绿氢多为电解水制氢，风电与光伏是关键。西北地区在光伏、风电的装机容量上具有较大优势。其中，内蒙古在光伏、风电的建设上遥遥领先。

氢能源行业主要上市公司：目前国内氢能源行业的上市公司主要有中国石化(600028)、华昌化工(002274)、中国旭阳集团(01907.HK)、东华能源(002221)、卫星石化(002648)、金马能源(06885.HK)、鸿达兴业(002002)、凯美特气(002549)、宝丰能源(600989)、金宏气体(668106)、滨化股份(601678)、嘉化能源(600273)、航天工程(603698)、美锦能源(000723)、中国石油(601857)、隆基股份(601012)、*ST金鸿(000669)、东华科技(002140)、亿利洁能(600277)等。

本文核心数据：光伏装机热力图、风电装机热力图

风能/光能为绿氢制取的关键

我国当前的氢源主要来自工业副产氢、煤制氢和天然气制氢。为了实现“3060”碳目标，绿氢的发展尤为重要。根据《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》，清洁氢是指生产过程中所产生的温室气体排放值低于4.90kgCO2e/kgH2的氢气。

其中，可再生氢与清洁氢相当于通俗意义上的“绿氢”。目前，绿氢多为电解水制氢，其中以可再生能源来制取氢气能够达到绿色、低碳排放的要求。

为推进氢能技术发展及产业化，国家重点研发计划启动实施“可再生能源与氢能技术”重点专项。2018-2021年共计11项制氢技术相关重点专项部署任务，其中超过三分之一的项目部署涉及可再生能源，主要为风电与光伏。可以看出，发展绿氢，风电与光伏是关键。

西北地区具有氢气制取优势

我国太阳能光伏行业虽起步较晚，但发展迅速，在国家及各地区的政策驱动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计数据显示，2020年我国光伏发电累计装机容量为2.53亿千瓦。从全国分布来看，我国光伏装机容量主要集中在西北、华北和华东地区。

我国风电也在稳步发展，2015-2020年我国风力发电装机容量持续上升。2020年，我国风力发电累计装机容量达到2.81亿千瓦，同比增长33.81%。在全国风电装机容量分布中，以内蒙古为主的西北地区具有丰富的风力资源，风电装机建设较为领先。

从光伏、风电整体的建设来看，西北地区在光伏、风电的装机容量上具有较大优势。其中，内蒙古在光伏、风电的建设上遥遥领先。对于制取绿氢来说，西北地区具有丰富的光能和风能，为氢气的制取提供了良好的基础。近年来，多数风/光电解水项目在内蒙古、新疆等地开展，西北地区相较而言具有较大的氢气制取优势。

氢作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时，具有高效率、高效益的特点，而且氢反应的产物是水和热，是真正意义上的清洁能源和可持续能源，这对能源可持续性利用、环境保护、降低空气污染与大气温室效应方面将产生革命性的影响。