日本研究機構Astamuse最近列出一份榜單，對全球各國氫技術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。

日本企業將日本排在第一位可以理解，日本本身在氫技術領域也的確投入很大。報告稱，日本企業和學術機構在2011年至2020年間提交氫相關技術專利申請34624項，在各國中最多，但數量相比2001年至2010年減少了30%，而同期中國申請量卻大幅增長。

中國氫技術專利位居全球第二

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

中國大致是從2011年開始發力氫技術的。氫技術大體可以分為五大類，中國在其中四類已經超越日本，分別是制造、存儲、安全控制和運輸。雖然日本的尖端技術仍然領先，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量便迅速增加，最終它極可能會在氫技術各方面全面超越日本。”Astamuse認為，在全球氫技術最強的20家企業和機構中，日本占了8家，包括豐田、本田、日產、NGK Insulators、松下等，在相關元件和材料領域擁有大量專利的京瓷也在其中。

資料顯示，按照規劃，到2025年中國將會擁有5萬輛氫汽車，每年生產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的氫生態系統。

中國是全球最大的鋼鐵生產基地，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。

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WIPO的數據，2016年至2020年，中國申請的氫燃料電池技術專利數量為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%。

中國氫產業發展仍然面臨挑戰

由此可見，近幾年中國的氫技術進步的確很快，但中國氫產業發展仍然面臨不少挑戰，有一些基本事實我們需要了解。

一方面，中國現在是全球最大的氫生產商，不過大多是灰色氫，也就是煤氣化制氫和化學副產品氫。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，當中大多是小型試點項目，但也有一些大型商業化項目。

另一方面，中國氫市場仍處在發展早期，面臨諸多挑戰。可再生能源制氫成本很高，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險，因為氫的需求不確定，分銷網絡和基礎設施也不完善。中國目前在氫存儲和氫運輸技術方面還要追趕。

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，雖然氫氣拖車技術已經很成熟，但這種技術遠不能說理想。歐洲、北美、日本、韓國用的是第四代鋼容器，加壓70兆帕，中國現在用的還是第三代容器，壓力只有35兆帕。

在液態氫存儲方面中國的經驗和技術還不夠先進。中國不是沒有液氫存儲技術，只是目前主要用在航空和國防領域。鹽穴儲存可以大規模存儲氫，美歐考慮將它用作戰略儲備，中國現在還沒有。不過中國已經投巨資開發鹽穴天然氣存儲項目。

運輸氫有兩種選擇，一種是高壓氣態形式，一種是液態形式。氫運輸網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有了一個。

不過，現在中國有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系統。

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。弗勞恩霍夫系統與創新研究所（Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research）教授Patrick Pl tz說：“氫在工業、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。”

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，電動汽車生態系統已經漸漸完善，留給氫汽車的窗口已經關閉。

Patrick Pl tz說：“當初電動汽車續航里程不到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，這些優勢對氫汽車跑長途有利。但現在電池電動汽車在真實世界的續航里程已經達到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，現在向氫汽車投資會有很大的“沉沒成本”。已經投了無數錢，如果現在不放棄繼續投下去，當電動汽車電池形成規模效應，成本繼續降低，性能繼續提升，充電基礎設施繼續完善，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？