电动VS燃料电池：氢成本接近20元/kg 才有一战之力

在碳中和背景下，道路交通、轨道交通未来可实现高比例电气化，但由于航空、远洋航运电气化能力有限，目前还将更多依赖液体燃料。而石化、化工、钢铁、水泥电气化难度大，深度脱碳仍然要靠技术创新来支撑。

氢能是未来绿色能源转型中不可忽视的角色，可用于实现不同能源网络之间的互联。通过氢能，可以将目前的热网、电网和油气管网之间形成互联互通的协调网络。

未来，能源体系的优化将不仅仅局限在某一个能源品种里面，而是可以通过氢能实现整体优化，甚至通过氢能实现能源其他行业之间的互动。例如，传统的钢铁冶炼过程中，高炉线路不仅需要一些化石燃料参与化学反应，如焦炉煤气，同时还需要焦炭作为反应剂，因此在冶炼过程中会产生大量碳排放。目前欧洲一些钢铁冶炼厂采用了HYBRIT路线，如瑞典非化石能源钢铁冶炼项目，将氢气作为反应剂来替代焦炭。通过氢气作为中间媒介，实现可再生能源制氢，同时替代化工领域中高碳排放的焦炭，进而实现非能源领域里的深度脱碳。

国际能源署预测，到2030年，全球氢能产量将从目前大约45万吨上涨到4000万吨，有接近100倍的增幅。电动车则达到5000万辆，投资规模达到1.6万亿美元，通过这些数据，能看到氢能是未来低碳能源体系里至关重要的能量来源。

关于燃料电池技术，刘坚表示，十三五期间，我国燃料电池技术发展速度非常快，电堆功率提升了37%、石墨板电堆功率密度提升了47%、金属板电堆功率密度提升了50%、低温冷启动温度提升了50%、石墨板电堆寿命提升了300%、金属板电堆寿命提升了67%、最高效率提升了9%。

展望未来十年，刘坚认为，燃料电池系统成本将下降80%以上，与过去十年锂离子电池成本下降过程相似，将从5000元/kW下降到600元/kW、冷启动温度从-30℃提高到-40℃、系统比功率从250kW/kg提高到450kW/kg、最高功率从50%提高到60%、额定功率从60kW提高到180kW、寿命从10000h提高到30000h！

刘坚指出，目前终端用氢价格还是比较高。根据计算，氢能车运营成本在百公里内达到了40元到60元不等，尽管成本已经接近柴油，但与电动汽车12元/百公里相比，还有较大差距。因此，如何降低氢气成本将会成为未来工作中需要集中解决的难题。

在重卡应用场景中，对比电动，燃料电池的购置成本达到了500km的平价续航，当氢气价格为50元/kg时，续航1000公里以上即可达到评价，当氢气价格为20元/kg时，续航500-600公里就可达到平价。刘坚分析，单考虑购置成本，续航在500公里以上的燃料电池重卡将更具有经济性。但是在全生命周期的情况下，假设氢气价格为每千克50元，续航里程范围在1000公里内的燃料电池重卡很难实现平价。只有实现用氢成本接近每千克20元，燃料电池重卡才会在600公里以上的续航范围存有一战之力。考虑到未来制氢技术与可再生能源发电水平的提升，刘坚预测，如果未来10年内制氢成本能够下降50%，达到每千克10元，就可以实现平价应用。