極客網(wǎng)·新能源7月23日 日本研究機構(gòu)Astamuse最近列出一份榜單，對全球各國氫技術(shù)專利的競爭力進行排名。毫不意外，日本排在第一位，因為它擁有出色的燃料電池專利。中國進步神速排在第二，未來有可能會超越日本成為第一名。

日本企業(yè)將日本排在第一位可以理解，日本本身在氫技術(shù)領(lǐng)域也的確投入很大。報告稱，日本企業(yè)和學(xué)術(shù)機構(gòu)在2011年至2020年間提交氫相關(guān)技術(shù)專利申請34624項，在各國中最多，但數(shù)量相比2001年至2010年減少了30%，而同期中國申請量卻大幅增長。

中國氫技術(shù)專利位居全球第二

中國已經(jīng)超越美國、韓國和德國排第二位，申請專利21235項。與2001至2010相比，中國專利申請數(shù)量增加近10倍，當(dāng)年中國只排第五位。

中國大致是從2011年開始發(fā)力氫技術(shù)的。氫技術(shù)大體可以分為五大類，中國在其中四類已經(jīng)超越日本，分別是制造、存儲、安全控制和運輸。雖然日本的尖端技術(shù)仍然領(lǐng)先，但中國申請的專利覆蓋各個方面。

Astamuse在報告中說：“大約2015年之后中國的專利申請數(shù)量便迅速增加，最終它極可能會在氫技術(shù)各方面全面超越日本?！盇stamuse認為，在全球氫技術(shù)最強的20家企業(yè)和機構(gòu)中，日本占了8家，包括豐田、本田、日產(chǎn)、NGK Insulators、松下等，在相關(guān)元件和材料領(lǐng)域擁有大量專利的京瓷也在其中。

資料顯示，按照規(guī)劃，到2025年中國將會擁有5萬輛氫汽車，每年生產(chǎn)10-20萬噸可再生氫能源。到2035年中國將會建成覆蓋多個行業(yè)的氫生態(tài)系統(tǒng)。

中國是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)基地，煉鐵需要將氧從鐵礦石中剔除，變成純鐵，這一過程會用到煤炭或者天然氣，排放出大量二氧化碳。如果用氫取代就會綠色很多，有了大量氫能源，中國可以減少鐵礦石和焦煤進口，降低對澳大利亞的依賴。

極客網(wǎng)了解到，世界專利組織（WIPO）也在報告中指出，全球與氫燃料電池有關(guān)的專利申請量近幾年增加很快，中國、日本、德國走在最前沿。

根據(jù)WIPO的數(shù)據(jù)，2016年至2020年，中國申請的氫燃料電池技術(shù)專利數(shù)量為7261項，占全球總量的69%。日本為1186項，占11.3%，德國為646項，占6.2%，韓國為583項，占比5.6%，美國為403項，占3.8%。

中國氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨挑戰(zhàn)

由此可見，近幾年中國的氫技術(shù)進步的確很快，但中國氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨不少挑戰(zhàn)，有一些基本事實我們需要了解。

一方面，中國現(xiàn)在是全球最大的氫生產(chǎn)商，不過大多是灰色氫，也就是煤氣化制氫和化學(xué)副產(chǎn)品氫。目前政府希望用可再生能源或其它清潔能源制氫。到2025年，中國希望每年用可再生能源制氫10-20萬噸。

用太陽能風(fēng)能制氫（P2G）是未來要走的道路。截止2022年2月，中國有120個可再生能源制氫項目正在推進，當(dāng)中大多是小型試點項目，但也有一些大型商業(yè)化項目。

另一方面，中國氫市場仍處在發(fā)展早期，面臨諸多挑戰(zhàn)?？稍偕茉粗茪涑杀竞芨?，無法與灰色氫、藍色氫（來自煤的合成或石化過程）比拼。投資者投資面臨很大風(fēng)險，因為氫的需求不確定，分銷網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施也不完善。中國目前在氫存儲和氫運輸技術(shù)方面還要追趕。

談到氫存儲，目前有幾種方式可以選擇。一是特殊氫罐和存儲容器，它需要用很高的壓力存儲氫，近期這種方法比較可行。存儲氣體、用氫氣拖車運輸是中國目前比較流行的方式，雖然氫氣拖車技術(shù)已經(jīng)很成熟，但這種技術(shù)遠不能說理想。歐洲、北美、日本、韓國用的是第四代鋼容器，加壓70兆帕，中國現(xiàn)在用的還是第三代容器，壓力只有35兆帕。

在液態(tài)氫存儲方面中國的經(jīng)驗和技術(shù)還不夠先進。中國不是沒有液氫存儲技術(shù)，只是目前主要用在航空和國防領(lǐng)域。鹽穴儲存可以大規(guī)模存儲氫，美歐考慮將它用作戰(zhàn)略儲備，中國現(xiàn)在還沒有。不過中國已經(jīng)投巨資開發(fā)鹽穴天然氣存儲項目。

運輸氫有兩種選擇，一種是高壓氣態(tài)形式，一種是液態(tài)形式。氫運輸網(wǎng)有管道或者非管道兩種方式。中國的氫管道很少，目前只有兩條管線，總長度不到500公里。全球氫管道約有4500公里，美國占了56%，歐洲也占了很大一部分。中國考慮妥善利用現(xiàn)有天然氣管道，將氫與天然氣混合在一起運輸，目前這樣的項目已經(jīng)有了一個。

不過，現(xiàn)在中國有250個加氫站，占全球40%，排在世界第一位。分析認為，在未來5年到10年，中國極可能會向氫存儲、氫運輸投入海量資金，以尋求突破。

按照美國能源部的預(yù)測，2015年制氫成本為每千克6美元，到了2015年將會降到2美元。中國每年制氫2000萬噸，約占全球三分之一。中國市場龐大，有足夠的能力建一個氫生態(tài)系統(tǒng)。

汽車市場恐怕還不是氫的用武之地

不過，氫真的能在汽車市場找到用武之地嗎？恐怕未必。弗勞恩霍夫系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所（Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research）教授Patrick Pl?tz說：“氫在工業(yè)、運輸、合成航空燃料市場有用武之地，但是說到道路運輸，我覺得還要等等，等氫技術(shù)變得更成熟一些。目前不論是乘客還是貨物運輸，重點是電池電動汽車?！?/p>

2021年年初時，全球約有25000輛燃料電池汽車，共有540個加氫站，只有兩款氫汽車可以購買。到了2022年年初，全球有1500萬輛電池電動汽車和插電式混動汽車，有車型350多款。換言之，電動汽車生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)漸漸完善，留給氫汽車的窗口已經(jīng)關(guān)閉。

Patrick Pl?tz說：“當(dāng)初電動汽車?yán)m(xù)航里程不到150公里，充電要幾個小時，燃料電池汽車就有很大的市場，因為它可以跑長途。高壓氫的能量密度相比電動汽車電池的能量密度更高，加氫只要幾分鐘，這些優(yōu)勢對氫汽車跑長途有利。但現(xiàn)在電池電動汽車在真實世界的續(xù)航里程已經(jīng)達到400公里，一些新汽車使用800V電池，充電15分鐘可以跑200公里。”

正因如此，現(xiàn)在向氫汽車投資會有很大的“沉沒成本”。已經(jīng)投了無數(shù)錢，如果現(xiàn)在不放棄繼續(xù)投下去，當(dāng)電動汽車電池形成規(guī)模效應(yīng)，成本繼續(xù)降低，性能繼續(xù)提升，充電基礎(chǔ)設(shè)施繼續(xù)完善，燃料電池汽車將更加失去競爭力。

但是，如果是長途貨車，每年要跑10萬公里，它們也許需要氫。

還是那句話，中國市場足夠大，完全可以多條腿走路，你認為呢？（小刀）

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