文|偲睿洞察 蔡凡
近一年來，光伏行業許多企業過得并不很順利。
上游硅料的價格從去年年初就開始猛漲，一年內翻了1.6倍。直至去年年末，高成本已經接近下游承受的極限，原材料價格才有所下滑。
而在下游，光伏行業卻涌入了眾多新進公司。根據企查查的數據，我國目前現存光伏發電相關企業超過20萬家，一年之內，國內共新增光伏發電相關企業4.5萬家。
激烈的競爭下，熟悉的降價戲碼又一次上演。去年12月開始，隆基、中環先后降低硅片價格，各產品降價幅度超過5%。
這個當口，光伏企業急需要打開新的市場空間。而氫能為光伏發電帶來曙光。
這里有著新的應用場景和廣闊的市場需求。目前，全球氫氣需求量約6千萬噸/年，如果全部由光伏發電來生產，需要超過1500GW的光伏。隆基股份產業研究專業總監白云飛認為，在未來三十年氫的年均新增需求在2000噸以上，每年需要新增約900GW光伏裝機。
一股光伏制氫的浪潮席卷而來。
去年3月初，全球最大的光伏公司隆基股份殺入光伏制氫領域，吹響光伏巨頭跨界制氫的沖鋒號。
陽光電源、晶科能源、協鑫新能源、林洋能源等頭部企業紛紛在光伏制氫上豪擲千金，包攬了制氫行業的相關技術、落地運維和產業合作。制氫已然成為光伏巨頭多元化轉型的重要戰略布局。
那么，光伏制氫，能幫助打開光伏產業的格局嗎？其未來將如何發展？
01光伏與氫，“雙向奔赴”
光伏制氫正式投產的號角，是從去年年初，隆基股份率先吹響的。
2021年3月，“西安隆基氫能”在江蘇無錫正式落地首臺堿性水電解槽，單臺氫氣制備能力達1000Nm/h及以上。這家新成立的公司不僅由隆基創始人李振國直接擔任董事長，還拉來了百億私募上海朱雀基金做資金背書。
4月，隆基股份與中國石化就分布式光伏、“光伏+綠氫”等領域簽署戰略合作協議。
在隆基之后，光伏產業上中下游的巨頭們悉數開始大規模行動。
跟著隆基后腳，國內最大的光伏逆變器公司陽光能源推出首款了大功率PEM電解槽，并簽訂了光伏制氫項目。
5月份，專注于下游電站業務的晶科科技緊跟著公布布局光伏制氫的消息；7月份，協鑫新能源合作設立100億人民幣的氫能產業投資基金和8億美元的新能源產業投資基金，又與央企國企相合作出售約2吉瓦光伏電站，以支援光伏制氫；8月，下游從事智能電網計量的林洋能源宣布成立合資公司正式進軍氫能。
隨著光伏企業向氫能產業擴張，資本市場給出了強烈反應。2021年3月，在隆基股份宣布進軍氫能的當日，氫能源板塊狂漲5%左右。陽光能源的股價更是從4月一路漲到7月，漲幅超過131%。晶科科技在8月的一個月之內，股價漲幅104%。整個2021年，氫能源指數漲幅超79%，上市公司股價幾乎“沾氫”即漲。
事實上，不止是光伏企業投奔氫能，原先制氫企業也直奔光伏“曲線救國”。
中石化是制氫行業獨樹一幟的龍頭，其一年390萬噸的產量，占到我國全能氫能產量的10%。常年來，中石化“灰氫”和“藍氫”的比例都居高不下，如何拉高“綠氫”產量，光伏成了一個很好的選擇。
2021年11月30日，中石化在新疆庫車投產了我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目。這是國內首次規模化利用光伏發電直接制氫，項目新建的光伏發電機組容量達300兆瓦，每年能生產2萬噸的“綠氫”，總投資近30億元。
寶豐能源很早謀求產氫升級。從“灰氫”，“藍氫”到“綠氫”，寶豐把目光放在了光伏制氫上。
2019年，寶豐成立了200兆瓦光伏發電+電解水綜合項目。到2021年年初，該項目所生產的氫氣已經直接并入寶豐化工體系，替代化石能源。2021年4月，寶豐能源又在寧夏建成了全球單廠規模最大、單臺產能最大的電解水制氫項目。
看起來，光伏制氫是個雙贏的生意。
氫能企業可以幫助光伏解決原本光伏發電的棄電問題。據2021上半年數據顯示，全國光伏產業棄光約為0.6億千瓦時，平均棄光率2.1%。相關研究預計，2年內，隨著光伏制氫項目的落地，全國棄光平均棄光率有望下降到1.2%以下。
光伏企業企業則解決了氫能電解水高昂的用電成本，朝著實現全面“綠氫”更進一步。電解水制氫，電力成本要占到總成本的50%以上。而傳統的工業用電電力成本在0.6 kw/h，光伏發電所得電力的平均成本僅0.16kw/h。這樣低廉的價格，讓光伏制氫的成本甚至能和煤炭一較高下。
環境的大背景也在引導光伏制氫。2021年以來，全國各地緊密出來氫能源相關的政策。上海、北京等10余個省份發布規劃，明確氫能產業發展目標。例如，在濮陽投資3000萬元以上的氫能相關設備，當地政府就給予10%補助。
政策的鼓勵讓光伏企業跨界更為容易，光伏制氫前景十分巨大。
02制得的氫能去哪里？
大幅落地的光伏制氫項目，解決了光伏棄電問題，但生產的氫氣何去何從反倒成了難題。
這是由于我國氫能產業結構導致的。《2020中國氫能源及燃料電池產業白皮書》顯示，我國氫能產業的區域集聚效應顯著，已初步形成“東西南北中”的發展格局。
具體而言，北上廣及江蘇是氫能源相關應用的主要地區；河北、山東是用氫大戶，化工行業氫氣消耗我國氫氣產量的25%；四川則是可再生能源制氫和燃料電池電堆研發的重點地區。
然而，我國光伏制氫巧妙地避開了這些地方。
眾所周知，大規模光伏發電要選址在平均日照長的地方，以增加光伏發電設備利用率，故西南、西北等區成了光伏發電集中地。如甘肅蘭州新區的液態太陽能燃料合成示范工程項目、山西大同的中國大唐6MG光伏就地制氫科技示范項目、山西運城的陽光能源光伏制氫項目等。
這些地方原本是我國貧困地區，一度讓光伏成為重要“扶貧”手段，但卻不是氫能的主要需求之地。
其結果就是制氫到用氫距離遙遠，運輸成本高昂。
算一筆簡單的經濟賬。
氫氣儲運成本能占到總成本50%以上，并且氫氣的運輸成本和距離息息相關。以我國氫氣的主要運輸方式長管拖車為例，其經濟運輸半徑局限在200公里以內。
一臺長管拖車的成本約為160萬元，當運輸距離100km時，運輸成本為8.66元/kg。隨著距離增加，運輸成本受人工費和油費推動顯著上升，當運輸距離為500km時，氫氣的運輸成本達到29.4元/kg。
從西北主要光伏發電區到東部沿海城市，直線距離平均要在3000km以上，陸運的成本難以估量。
而若采用管道運氫，目前條件尚未成熟。目前，全國累計僅有100km輸氫管道，且主要分布在環渤海灣、長江三角洲等地，與光伏發電制氫所在的地不匹配。
而且，管道運氫成本很大程度上受到需求端的影響，會隨著利用率的下降而上升，當運能利用率僅為20%時，管道運氫的成本已經接近長管拖車運氫。
在我國加氫站尚未普及、站點較為分散的情況下，管道運氫的成本優勢并不明顯，這還未算上每公里超過300萬人民幣的管道造價。
無法達成遠距離運輸結果是，這批光伏發電的氫氣，如何充分消納成了難題。
03警惕新一輪產能過剩
一個更加深層的擔憂擺在眼前：會導致氫能新一輪產能過剩嗎？
答案幾乎是肯定的。目前，國內已簽約光伏制氫項目超25個。其中大半建設的光伏制氫機組都超過100Mw，平均年產氫數量都在1萬噸氫氣之上。
部分實力雄厚的企業在制氫時，考慮到了氫氣消耗的問題。如中石化投產的新疆庫車綠氫示范項目時，特別建設了輸氫管線及配套輸變電等設施，每小時輸氫能力2.8萬標立方，生產的綠氫將供應中國石化塔河煉化，替代現有天然氣化石能源制氫。
但大量企業受限于資金規模，難以兼顧氫能儲運，無法形成體系化投產。如熊貓綠能投產了在新疆瑪納斯縣開展光伏發電、光電發熱、光伏制氫項目，就未設計專門的運氫用氫流程。水發集團在日喀建設50兆瓦光伏制氫項目則是只考慮了存儲未考慮運輸。
根據預計，2025年，光伏制氫預計年產制氫超過50萬噸，如果沒有系統性投產，這個問題只會日益嚴重。
事實上，我國氫能產業本身已初步呈現出產能過剩的狀態。
在供給面，根據《中國新能源及燃料電池產業白皮書2020年》相關數據顯示，目前我國氫氣產能大約是4100萬噸每年。這一數已經超過2030年碳達峰愿景下，氫能3715萬噸的需求量。
面對擴增的產能，氫能源的需求面目前還較為狹窄。
我國氫能源主要的應用領域為工業領域，化工是氫氣最大的需求行業。參考疫情前數據，2019年，我國工業消耗氫氣約2430萬噸左右。
同時下游氫能源應用產業單一，我國氫能源發展集中的交通領域，特別是氫燃料電池汽車產業，用氫需求很小。
根據中國汽車工業協會數據顯示，2021年，全國氫燃料電池汽車生產1777輛，銷售1586輛。2015年至2021年，全國氫燃料電池汽車累計產量和銷量分別是9237輛和8938輛。
從新能源汽車的行業總量上看，我國2021年新能源汽車保有量達784萬輛 ，氫燃料電池汽車的數量占比不到0.1%，幾乎可以忽略不計。
而作為氫燃料電池的配套設施——加氫站，數量依舊稀少。截至2021年6月初，我國加氫站共建成141座。
過少的加氫站使得我國氫能產業還面臨加氫焦慮。在加氫站發展不完善的西北和西南地區，氫燃料電車的加氫十分不方便，應用面十分狹小。而這些地方是大規模光伏制氫的主要陣地。
簡而言之，從供需整體結構上，我國在化工、氨氣和甲醇的合成、鋼鐵以及交通領域運用掉了90%的氫氣，余下仍有10%的氫氣屬于“機動”的狀態。
04結語
根據《中國新能源及燃料電池產業白皮書2020年》展望，2060年，工業領域將占去氫能應用60%的需求，需求量約7794萬噸，交通運輸領域用氫將達到4051萬噸，占總需求的31%。
目前，我國工業+交通領域用氫總需求不到3000萬噸。高昂的儲運成本，制約了氫能大規模普及。
但供給端，光伏制氫的產能競賽已經打響。2021年，全國已有20多個省份、40多個地級市發布氫能規劃，規劃的產業規模達上萬億元，已建成30多個氫能產業園區。
未來必將有越來越多的企業加入到光伏制氫的行業。若要從根源上預防新一輪產能過剩，解決氫能長運輸的成本問題、下游應用的配套問題，已經迫在眉睫。