1869年，化学家门捷列夫发布了全世界上第一张元素周期表。

这张困扰无数初中生的表格，实际上是把当时已知的63种元素，按照原子个数排列，再把具有相似化学性质的元素放在同一列中，形成“族”。

而这张表中的首位正是我们这节课的主角，氢。

从氢登上元素周期表首位时，人类就开始了对氢元素的开发和利用。并且由于氢元素本身不含碳，最终产物为水，无污染，再加上热值高（约为汽油的三倍），等优点，被很多人视为终极能源载体，所以我们也选择在年后，和大家一起探索下氢能源的秘密。

在课的一开始，我照例还是先来看下，氢能行业的架构。这张图我们摘自民生，实际上在各家券商的研报里，氢能产业的结构都是差不多的，所以大家统一看这张就行。氢能的上游，主要是制氢、储氢，以及加氢，而在中游，由于氢能目前最大的应用还是在燃料电池领域，也就是替代锂电的部分市场，所以我们中游看的都是燃料电池的部分，至于氢能的下游应用，那就比较广泛，交运、储能都有涉及。

而对于我们课程来说，主要是聚焦在主产业链上，也就是上中游，下游的部分本节系列课我们还不涉及。这里，我们也简单地介绍系列课后面的内容，很简单，分为四块制氢、储氢、加氢，以及燃料电池。

一、氢能是什么

提到氢能，日本是个绕不过去的国家，作为锂电、氢能二择中的失败一方，日本这么多年来一直被人诟病。

当然，日本选择氢能也有着客观的原因，那就是日本资源相对匮乏。众所周知日本地震较多，这一点就很局限风能的发挥，刚建好的设备，没两年就被震没了，这换哪个运营商都吃不消。

另外，虽然日本四面环海，但这个海是深海，不像北欧是浅海，这就导致了海风也很难发展。所以为什么日本要绑定氢能，主要还是地理位置的局限性。

理清日本与氢的关系后，我们再回到氢能源的本质上。虽然我们都叫氢能，但氢本身只是个能源载体，并不是能源本身。

这一点我们从氢能的制备上就可以看得出来，氢能的制备更多是个能量转换的过程，一般是把光、风、煤等能量，转换为氢，再储存到碳纤维的罐子里，然后再使用。因此，我们认为，氢能与风光大不相同，它不创造能源，反而更像是储能。

前面我们提到，氢被制备出来后，是放在一个碳纤维的罐子里，这就决定了氢的一大特性，灵活。传统的电化学储能，位置往往是固定的，例如建在风电场，或是光伏电站边上，多余的电就储存起来，要用的时候再拿出来。

但氢能不同，你完全可以在西部电力便宜的地方，把电转换为氢气，然后将其液化后（液氢），运输到长三角或珠三角等高电价地区来用，正是因为氢能可以跨区域调配，所以这就相当于是把低电价区域的弃电，转换为高电价区域的工商业用电。而这正是氢能在商业模式上区别于锂电储能的关键。

二、为什么看氢能

介绍完氢能的本质是能源的载体后，我们来看下，为什么要在现在这个时间点看氢能？

我找了德勤写的一份氢能报告，其中的总结，我们觉得概括性很强。第一个点是技术方面，随着风光逐年的降本，绿氢（用绿色能源生产氢能）的成本已经在可接受范围内，不需要像以往一样，用灰氢（化石能源生产氢能）。第二点也就是政府的大力推动。

我们这里找了民生证券的一份研报，里面列数了近几年来我国在氢能产业上的政策变化，从2016年明确提出氢能这个概念，再到2021年提出加快氢能技术的发展，可以看出这么多年来政策一直在扶持这个产业。

有关具体的产业政策大家可以暂停下，看这张表。所以无论是从技术上，还是政策上，现阶段我们都有很多的理由去关注氢能。

三、储氢技术路径

说完了，为什么要在现在这个阶段看氢能后，我们最后来看下，这个行业究竟应该怎么看？

氢能作为一个新兴行业，所积累下来的方法论也不多，我们主要是通过对各个环节进行拆分，然后梳理出行业的脉络。但我们前面也说了，整个产业链在划分方面，没有什么异议，都是分为制氢、储氢、加氢，以及用氢，这四个环节，但是在储运这个环节里，还是有技术路线之分。我们这里主要就来说下这些技术路线。

众所周知，氢是元素周期表里最小的一个元素，它的密度很小，所以如果按公斤来算，氢气确实是能量密度最高的，但我们平时用作燃料电池，或是储能都是按体积算，也就是每立方米，这样的话，氢气的能量密度就毫无优势。

所以，对于储运来说，这就得加压。我们前面提到的，液化然后变成液氢，正是一种加压的方式，但是生成液氢，本身是个很耗能的过程，需要零下225度（-225°）才可以制得。

甲醇储氢

所以很多学者都在想，如何用低成本的方式完成氢气的储运，而这个方式就是我们前面所说的技术路线。有学者认为，把氢气加碳合成为甲醇，然后实现储运。

这中间的代表人物就是澳大利亚国家工程院外籍院士刘科，他还做了一个名为《碳中和误区及其现实路径》的演讲，其中就讲了甲醇储氢这条技术路线，有兴趣的朋友可以找一下看看。

氨气储氢

当然除了甲醇这条路线外，还有学者认为应该制止氨，也就是氢气加氮气。为什么要用氨气？

第一点，它非常容易液化，零下33度（-33°）或是常温下十个大气压，就可以将其液化，对比一下我们前面提到的液氢，液氨明显更有经济性。

第二点就是氨气本身也是一种清洁能源，这从他的构成就可以看出，与氧反应后，生产水和氮气，而大气中78%都是氮气，很明显，氮气也是无污染的。除了清洁以外，液氨的能量密度也很高，大概是液氢的1.5倍左右。

所以总的来说，现在在储氢方面的技术路线可谓多点开花，有用化学合成，例如转换为甲醇、液氨的，也有在天然气管道里加两成氢气，然后分离的。我们这里也用了瑞银的一张图来概括下。

四、总结

最后我们来给本节课做个小结，本节课为氢能行业课的第一节，我们一开始介绍了下课程架构，主要是四个部分，分别是制氢、储氢、加氢，以及用氢。

接着我们说了下日本与氢能之间的关系，由于日本的地理位置所限，所以日本等于是被动选择了氢能。然后我们说了下氢能的本质，有别于大部分人的认知，氢能实际上不是能源，而是一种能源载体，他是得通过别的能量转换得来，所以从形式上更像是储能。

此外我们会选择在这个时间段看氢能，主要是因为技术和政策两方面的因素，逐年的降本之下，绿氢已初步具有经济性，而政策的扶持，也相当于是给行业托了个底。而对于怎么看氢能，我们会分环节来研究，第一节课主要是介绍了下储氢中的几个技术环节，第一个是用甲醇储氢，第二个则是液氨。

恭喜你，完成了本节课，下节课我们将正式进入产业的部分，开始氢能的学习。

敲黑板：

课程架构：制氢、储氢、加氢、用氢

日本与氢：地理位置所限，风光发展不易

氢能本质：储能

为什么看氢能：技术（绿氢）+政策

储氢技术路径：甲醇、氨气