“綠色氫氣”作為實現氣候目標的新興領域，正成為行業焦點。截止2020年底，全球已有約70個在建的綠氫項目。大量來自政府和私人投資者的資金開始流入該行業，包括傳統能源巨頭、裝備制造企業以及初創公司等超萬家企業正在迅速切入綠氫產業鏈。

毋庸置疑，綠氫產業的確擁有廣闊的發展空間，但同時也面臨艱巨的降本挑戰。在氫能真正能夠成為具有成本效益的減排能源之前，仍然存在諸如技術、經濟和政策等方面的挑戰。氫能產業在制氫、分銷（儲運、加注）和終端使用方面都必須做到更便宜、更高效，才具備經濟可行性并實現商業規模化應用。

2021年4月，世界知名企業管理咨詢公司Boston Consulting Group（BCG）發布了《氫能的綠色科技機遇》，詳細分析了綠氫產業鏈特點，并指出了各細分領域的發展機遇及挑戰。本文結合BCG的分析，對綠氫產業，尤其是電解水制氫產業的潛力、競爭格局進行梳理，希望能夠幫助有意或已經進入該領域的企業找到正確的發展方向。

綠氫產業鏈減排潛力巨大

氫氣可以采用多種工藝和能源制取，業界經常以顏色進行區分，諸如灰氫、藍氫、綠氫。其中，滿足低碳氫的碳排放閾值的氫氣同時滿足制備能源為可再生能源，則該氫氣可定義為“綠氫”。

綠氫產業應用端減排潛力最大的領域為冶金和交通。根據評估，到2050年，清潔氫氣通過在化工、交通、制造業等領域的應用，每年至少可減少50~60億噸的溫室氣體排放量。這一減排量約占2050年全部綠色技術減排量的15%左右。在眾多終端應用領域中，冶金領域氫氣煉鋼、交通領域的地面交通燃料電池和合成燃料的應用的減排量最大，三大應用領域的年減排潛力占綠氫產業年減排潛力的3/4左右。

降本——既是挑戰也是機遇

目前可再生能源制氫主要使用電解水制氫，高成本是電解水制氫技術發展的主要挑戰。電解水制氫的成本比煤、天然氣使用的蒸汽重整制氫和工業副產氣純化制氫高出2~3倍。

電解水制氫技術主要分為堿性水電解槽（ALK）、質子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOE）三類。三種技術的原理及技術特點見圖表3。

電解制氫設備居高不下主要包括以下原因：

電解槽中的關鍵組件（膜、雙極）需要大量貴金屬材料。以PEM電解槽為例，目前需要使用陰極為鉑、陽極側為銥或釕的材料。各大研究機構正在探索如何在減少所需貴金屬量的情況下，保持設備的耐用性。

電解槽設備制造成本較高。電解槽制造所需精度高，自動化程度低，且缺乏相應的質量標準，這使得設備的制造成本較高。

電解水制氫項目規模小，輔助系統成本較高。完整的電解制氫系統除了電解槽設備還需要大量外圍輔助設備系統（包括壓縮機、泵、緩沖罐、冷卻設施等），目前單個項目的電解制氫裝機容量相對較小，所需配備的外圍組件系統成本占比就相對較高。

降低電解槽及外圍設備的成本，和提高制氫系統的效率成為綠氫降本的主要驅動力。根據BCG的測算，如果電解槽設備產量從每年的50件增加至1000件，通過降低材料成本并提高制造的自動化和標準化，就可將制造堿性水電解槽設備的成本降低30~40%，并將外圍設備成本減少20~30%，這樣整個系統的成本將降至280~350美元/kW。而對于PEM電解槽，則需要將設備成本下降40~50%，外圍設備成本下降20~30%，才能將整個系統的成本降至320~400美元/kw。除了降低成本以外，提高效率也是電解槽設備未來的投資方向。例如通過改進材料可以將PEM電解槽的系統效率從60%提高到70%。

降本是電解水制氫的最大挑戰，同時也創造了巨大的投資空間。根據BCG的預測，到2050年，全球綠氫產業鏈中每個環節所需的設備和組件投資總需求將達到2000億美元/年，其中電解水制氫及外圍輔助系統的設備及組件投資需求最高，達到500~600億美元/年，占總投資需求的1/4。

前景看好迎來眾多投資者入場

據統計，全球目前僅電解槽設備的活躍供應商就超百家，其中2/3是2020年剛剛進入該領域的。另外，目前活躍的電解槽設備制造企業中，有將近半數聚焦發展PEM設備。眾多公司選擇PEM技術路線，也說明業內普遍認可PEM是最有前景的電解水制氫技術。

總而言之，由于氫能市場細分程度高，并且在商業模式、技術路線和政策支持度等方面都存在一定的不確定性，因此眾多已經進入或計劃進入氫能市場的企業需要確保擁有核心專業技術，并基于技術、市場、區域等多種因素綜合考慮，制定合理的市場進入策略。

企業進入綠氫市場的建議

目前，在氫能領域出現了眾多合作伙伴和合資企業，每個合作伙伴的發展領域和戰略目標都不盡相同，總結起來可大體分為以下四類：

優勢互補聯手擴大規模。這種模式主要是相同應用領域中互補組件制造商之間為了擴大規模而進行的合作。如主要生產燃料電池堆/系統以及高壓罐的EKPO FuelCell Technologies公司就是兩家汽車零部件制造商Elring Klinger和Plastic Omnium的合資企業。

能力互補合作，構建完整系統。不同領域制造商還可以聯合起來利用其互補能力構建完整的制造體系。一般是相關行業內的老牌公司通過與氫能價值鏈中的零部件供應商合作，以獲得專有技術并融合自有資源以占有一定的市場份額。例如，Bosch通過與Power Cell合作，將其生產制造的專業知識和現有客戶群與燃料電池的電堆技術相結合。

多方合作構建價值鏈網絡。兩個或多個參與者可以形成類似財團的合作伙伴關系，以提供價值鏈上的各種互聯產品。例如，氫動力系統制造商可以通過與開發完整氫生態系統的公司合資來推廣他們的產品。例如Hyundai Hydrogen Mobility（Hyundai Motor和H2 Energy的合資企業）與Hydrospider合作制造和租賃基于燃料電池的卡車，并為他們提供必要的加氫站基礎設施。

創建本地網絡。燃料電池等設備制造商可以與客戶合作建立獨立的、以本地客戶為中心的網絡。例如，Plug Power旨在通過其多元化的客戶群交叉銷售其H2生產、燃料電池和加油技術。

因此以持續穩定增長為目標的公司應專注于氫能產業鏈中最有前景的環節。尤其是具有核心技術的特定組件（例如閥門）供應商和完整系統（例如電解槽設備、加氫站或移動應用）供應商。而首次進入氫能市場的公司則應盡快尋找潛在合作伙伴并進行投資或并購活動。

因此，氫促會建議已經進入氫能產業鏈的企業，應考慮通過兩種途徑來增加其在氫能市場中的份額：一方面可以通過核心技術提升，最大限度的降低成本并提高單個組件的效率；另一方面，企業可以在服務上力求卓越。目前“設備即服務”等新型商業模式正在探索中。例如，有企業計劃按小時出租氫動力卡車，還有企業正在為配送中心運營商開發提供用于叉車的燃料電池及加氫基礎設備和服務的集成解決方案。

可以預計，這些新型運營模式的探索應用將為氫能產業注入新的活力。