隨著氫燃料電池汽車的推廣，氫氣市場需求遞增，加氫站建設駛入快車道。截至2020年2月，我國加氫站共有66座。國家要在2年內對氫能立法，這是迄今為止氫燃料電池行業的最大利好，氫能源行業風口將至。
隨著氫燃料電池汽車的推廣，氫氣市場需求遞增，加氫站建設駛入快車道。截至2020年2月，我國加氫站共有66座。國家要在2年內對氫能立法，這是迄今為止氫燃料電池行業的最大利好，氫能源行業風口將至。
在生產與消費方面，我國已具備一定氫能工業基礎，全國氫氣產能超過2000萬t/a，但生產主要依賴化石能源，消費主要作為工業原料，清潔能源制氫和氫能的能源化利用規模較小。國內由煤、天然氣、石油等化石燃料生產的氫氣占了將近70%，工業副產氣體制得的氫氣約占30%，電解水制氫占不到1%。國內外能源企業結合其各自優勢選擇不同技術路線，紛紛布局氫能源生產與供給，煤制氫、天然氣制氫、堿性電解水制氫技術和設備已具備商業化推廣條件。
根據中國氫能聯盟的預計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產業鏈年產值約12萬億元。
氫能在能源市場的多種應用場景將降低氫能的整體使用成本
目前市場對氫能使用存在一個明顯的誤區，即將氫能的應用范圍局限于傳統化工生產領域這一單一應用場景，由此而擔憂氫能基礎設施投入開銷巨大，且使用成本高昂。
事實上，氫能作為儲能介質能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領域，促使能源供應端融合，提升能源使用效率，其應用模式可以抽象為以下三個方面：
1、電能到電能的轉換
電解制氫實現電能向氫能的轉化，必要時氫能可通過燃料電池再次轉化為電能。
2、電能到燃氣的轉換
電解制氫后，將氫氣直接混入天然氣管道，或者合成甲烷后混入天然氣管道;混合天然氣在終端作為燃料提供熱能。
3、電能到燃料的轉換
電解制氫后，氫氣作為燃料電池車的燃料，為汽車提供動力。
而氫能作為能源載體的具體應用模式涉及新能源制氫補充發電、燃料電池汽車、分布式發電等領域。
所以氫能的應用場景具有很強的多樣性，如未來能夠形成電力、供熱和燃料相互交叉的應用網絡，將大幅降低其使用成本。
圖表：氫能作為儲能介質能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領域
資料來源：中研普華
應用一：傳統石油化工生產的原材料
中國目前年產氫氣中50%用于石油和煤化工領域，45%用于合成氨。所以中國對于氫氣的應用主要集中在石化生產領域，即氫氣的傳統使用領域。
在這些生產過程中，氫氣是直接參與反應的原材料。相對于傳統應用領域，氫能在新能源方面的應用份額很低，說明中國氫能經濟的發展還處于萌芽階段。
圖表：氫氣的傳統應用領域
資料來源：中研普華
應用二：氫能可實現再生能源補充發電
近幾年，以德國為首的西歐國家正嘗試探索風電、太陽能電解制氫，并用天然氣管道輸送氫氣或氫氣制甲烷的氫能發展模式，即電轉氣(power togas，P2G)模式。
電轉氣(P2G)模式的第一步是利用風能和太陽能等可再生能源產生的電能電解水制取氫氣。
第二步是氫氣與二氧化碳反應制備甲烷，再通過天然氣管道與天然氣混合儲存運輸;或者直接將制得的氫氣與天然氣按一定比例混合后，再通過天然氣管道進行儲存運輸。
目前中國主要城市的天然氣管道建設已經較為完備，具有發展電轉氣(P2G)的初步基礎。中國發展電轉氣(P2G)具有多重重大意義。
一是通過發展電轉氣(P2G)可實現可再生能源補充發電。目前風能和太陽能等可再生能源發電的難點在于發電的波動性。波動的可再生能源使發電高峰和用電高峰產生錯配，造成并網困難。
但如果波動的可再生能源先轉化成氫能儲存起來，在用電高峰時，再轉化為電能，就可實現可再生能源補充發電。
二是降低氫能的儲運成本。目前氫氣主要通過高壓壓縮和液化等方式儲存和運輸，儲運費用占氫氣售價的40%至70%。儲運費用過高成為阻礙氫能推廣的一個重要原因。
如果通過現有天然氣管道輸送氫氣，則輸送壓力較低，且能夠連續供氣，所以氫氣的儲運成本可以大幅降低。
三是電轉氣(P2G)的應用能夠提高可再生能源在中國能源消費中的占比，減少化石燃料的使用，有助于減少污染和碳排放。
應用三：以氫燃料電池為核心的分布式能源網絡可提高能源利用率
氫能不但能夠實現前文所述的并網發電，還因其儲運的機動性，可以依托氫燃料電池技術，建立分布式能源網絡，做到區域或城市電力、熱能和冷能的聯合供應。
燃料電池自身的能源轉化效率高，且分布式能源系統的能源輸送距離短，以氫燃料電池為核心的能源網絡的能源利用率明顯高于傳統能源網絡。
日本東京天然氣公司和松下公司聯合研發的家庭分布式能源系統Ene-Farm已經在日本成功推廣。
該系統的燃料電池以天然氣管道輸送的氫氣為燃料，發電和用電地點相同，且發電產生的熱量也被用來供熱。整個系統的能源利用效率高達95%，而傳統天然氣發電加鍋爐供熱的能源效率僅有68.7%。
根據東京天然氣公司和松下公司公布的數據，Ene-Farm可以減少37%的一次能源使用量和49%的二氧化碳排放量。
應用四：燃料電池客車或成為中國氫燃料電池汽車發展的突破口
國外汽車生產廠商經過多年技術積累，已經為燃料電池車的商業化打下了良好基礎。配合靈活的銷售方案，包括美國、德國、丹麥、英國在內的國家的燃料電池汽車，正在從概念車逐步向商業化生產過渡。
目前豐田Mirai、現代iX35以及本田Clarity燃料電池汽車已實現商業化生產。
而燃料電池的研發和技術進步速度也在加快，預計未來2-3年內，會有多輛概念車型步入商業化。
而燃料電池客車因技術門檻相對較低、具有良好的宣傳推廣效應、以及加氫站布局存在優勢的原因，有可能成為中國燃料電池汽車發展的突破口。
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