氢能源未来发展还有哪些技术壁垒？戴姆勒卡车与麦肯锡合伙人的观点碰撞

在近期结束的2022年世界新能源汽车大会（WNEVC 2022）上，氢能产业作为热议已久的行业话题再次站上了风口。氢能源在成为新能源交通发展新赛道的同时，也依旧面临质疑：比如，通过氢能源实现零排放经济或零碳未来交通运输是否真的可行，氢能源对日常的交通运输是否过于昂贵、或有些低效等等。

针对这些关于氢能源的常见问题，戴姆勒卡车董事会主席、CEO杜墨（MartinDaum）近日邀请了麦肯锡全球高级合伙人、气候技术及氢能源专家贝恩德·海德（BerndHeid）在戴姆勒卡车播客节目“运输无小事(Transportation Matters)”当中，分享关于氢能源的真知灼见，解答业界对于氢能源的常见问题，这些观点的碰撞也是戴姆勒卡车未来发展当中十分重要的议题。

图1.右：戴姆勒卡车董事会主席、CEO杜墨（MartinDaum），左：麦肯锡全球高级合伙人、气候技术及氢能源专家贝恩德·海德(BerndHeid)

问题1：氢能源的风口到底来没来？

杜墨：海德先生，通过怎样的契机让你开始关注氢能源燃料？

海德：把时间倒回到12年前，我们还处在评估各种不同技术的阶段，分析到底哪个技术会是实现减碳交通运输的最佳选择。后来我们发现实现减碳以及脱碳不能押宝在某一项科技，而是需要将互补的不同技术集合起来发挥效力，而氢能源是这其中不可或缺的一项技术。

杜墨：在我的职业生涯当中，氢能源曾有过至少三次高光时刻，此后往往又迅速跌入低谷。有些人并不看好氢能源的未来，认为最终会走向终结，您怎么看？

海德：对此，我并不认同。如果要实现全球减碳，我们需要将氢看做能源的载体，而非汽车动力燃料的替代能源。以往谈到氢能源的时候，我们想的往往是它和汽车电池燃料相比哪个更加有效，却并不常想到它也广泛应用于工业、石化、航空、航海等多个领域。如果想要在这些领域实现全面的减碳，氢能源是必经之路。因此，不发展就没法实现交通运输领域真正的零碳。

杜墨：氢能源在大交通领域的广泛应用的确可以作为我们谈论如何存储和运输绿色能源的一个重要论据。如果不考虑“绿色”这一环保因素，那的确最便于存储和运输的能源是包括汽柴油在内的碳氢化合物。但现在大家都需要考虑“绿色”这一因素，所以整个能源的存储和运输体系也会面临巨大的变化。

海德：确实如此，而且这种变化并非仅仅是应用层面的变化，而会影响到整个能源系统的布局与分配。当前，全球范围内广泛使用的能源仍然是化石能源，包括煤、天然气和石油，所以能源分配也往往与化石能源的产地紧密相连。未来，如果我们希望能源体系更加低碳且清洁，那能源的分配也会向诸如太阳能和风能等清洁能源靠拢，会与当前的分配布局截然不同。即便能源分配体系更多地向清洁能源集中，能源消耗的地区却不太会产生变化。

在此情况下，我们需要思考的是未来如何能够将清洁能源输送给需要的地方。毕竟清洁能源没有办法实现像电网一样的输送模式，这时候就需要分子化的储能方式来存储并运输这些清洁能源，此时氢能源就能够大展身手。

问题2：氢能源之于交通运输，到底是阳春白雪的“香槟”，还是寻常可见的“水”？

海德：首先，我们并不会决定分子式储能的清洁能源或是电网输送的电力最终会流向哪里，决定最终应用的始终是市场。从市场的角度上来看，氢能源不仅仅是需要特殊呵护的娇贵香槟，更是如水一般贯通诸多核心领域的必要能源。如果未来不使用合成燃料，我们就无法坐飞机长途旅行，而氢能是制造合成燃料的基础；如果未来要实现更加绿色的海运，那么就需要甲醇、氨等脱碳燃料，而氢能也是生产这些脱碳燃料的前提。与长途飞行和航运相似，重型运输也是氢能源未来应用的核心领域之一。

问题3：对于卡车运输来说，氢能源是否有些贵？

杜墨：可能还是会有些人觉得长途空运和航运当中应用氢能源是“香槟”一样的应用领域，而在卡车这个行业，从普通人的视角来看，在每天的运输当中使用氢能源会不会有些过于昂贵？

海德：首先，如果是横向对比其他的技术来讲，氢能源确实是目前最昂贵的选择，但主要因为我们总是在有限的地域之内进行对比。本来像欧洲这些地方的可再生能源就是昂贵的，那无论怎样比较都不会有任何的成本优势。

如果我们把范围放大，放眼于欧洲以外一些氢能源成本更低的区域，譬如中东、印度和澳大利亚等地区，或许它就不是最昂贵的选择了。然而，除了成本更低的区域，我们还需要建立全球性的基础设施来保障氢能源的流通。

问题4：比起其他清洁能源转化，氢能源是否效率过低？

杜墨：当前，有一些人不看好氢能源是因为它能源效率太低，直接从太阳能电池板发电，总是比先生产氢能源，然后再用氢能源发电的效率更高。

海德：确实，直接用太阳能发电的效率能超过95％，但问题是我们不是随时随地都能采用这种办法。在某些场景中，你可以用电池解决这个问题，比如城市交通和家庭取暖。如果脱离这些场景，氢能源所带来的好处则远远大于能源转化过程中所产生的损耗。

杜墨：的确，能源效率的转化也在于如何使用能源。如果我使用氢能源来生产电力为电池充电，可能造成的能源损耗较大，实现的效率转化较低；但这是否意味着我需要通过直接在汽车或卡车当中燃烧氢燃料或是将其转化为电能驱动出行呢。

问题5：氢能源到底有多“绿”？

海德：我也会经常问自己这个问题。也许是因为我们习惯于电气化的生活，有些人认为电力与氢能源是对立的，在我看来这个是完全错误的。它们是相辅相成，一个是电子级的清洁，一个是分子级的清洁。比起用各种颜色（比如绿色或蓝色）来冠名，我更喜欢“清洁”这个术语，因为它更加贴切地描述了氢能源生产过程的低碳性。

杜墨：在我看来，未来的世界终将走向的不是“碳中和”而是“零碳排放”。因此，对于氢能源的称谓无论是“绿色氢能”还是“清洁氢能”，都需要保证其不会对大气产生二氧化碳的排放。如果不符合这个要求，那么在我看来其实都不是真正的清洁能源。例如，我们认为天然气的“清洁能源”印象离不开出色的营销，而其“清洁”也只是和柴油对比而言更有优势。所以，我们要发展的氢能源必须是清洁的，我们也将会推动氢能源的普及。从电池的角度来说，我当然也同样支持通过燃烧天然气为电池充电，或者是通过改善柴油燃烧效率来降低对地球环境的影响。

问题6：氢能源项目容易失败的原因是所需投资太高？

海德：我们研究了基础设施这个一开始很容易被忽视的因素。从交通运输业角度来看，我们当前所处的阶段当中净零排放汽车普及率只有个位数。如今的电动车价格便宜，也很容易买到。

在规划能源路径伊始，布局电动交通运输的基础设施很便宜而氢能源的基础设施则价格高昂。随着后续对电网的改造升级，人们则需要对电力电网进行大量投资，这点往往会被人们所忽视。一个普通卡车能源站点就需要一个相当于城市里2万5,000人所使用的能源。

杜墨：这对交通运输业非常重要，不要只看到卡车的生产，而且要看到如今的能源消耗，如果我们想拯救地球，以长途运输为主要特点的卡车是一个至关重要的环节。长途卡车的作用非常重要，在欧洲它们每年行驶超过12万公里，在美国行驶超过15万英里。长途运输中的某条路线通常以1,000或2,000公里起跳。这种天量的运输里程汇总起来会得出一个必然结论，就是我们必须在长途运输环节脱碳。这就需要大量的基础设施的投资。

海德：您也刚刚提到，卡车行业其实不复杂，总体拥有成本（TCO）是行业最重要的考量因素。如今，我们也需要将基础设施投资作为因子合并到TCO的考量当中。我们需要测算，每公里或者每英里的成本是多少，而这样的计算必须包括二氧化碳的排放，这是环保方面的成本。所有超过500公里的地方，算上基础设施建设因素，氢能源是零排放的最优技术；500公里以内，电池则是更好的选择。对能源的选择的影响因子很多，但这是一个很好的经验法则。

杜墨：现阶段，大家在路上看到的氢能源卡车数量很少，是因为氢能源技术的门槛很高，它需要大量投资且十分耗时。可以预见的是，2026到2035年卡车行业将会飞速发展。这一阶段人们对能源的需求将持续激增。人们看到了电能的巨大潜力，并大力投资电力和电网。但氢能源则能在一些长途路线和计划外的路线上发挥独特优势。到2035年，人类社会必须决定如何储存和运输绿色能源。北半球是全球的工业化地区，必须大量进口能源，这就必然涉及到分子级的氢能源了。

海德：我不认为这个世界只有氢能源这一个选项。据统计，氢能源可以占到全球能源需求的22%，大概是6.6亿吨。能源系统永远是多样的。有些应用可以直接运用可再生能源，而在涉及到远距离、长时间运输的情况下，氢能源就非常有优势。

杜墨：这也正如戴姆勒卡车的长期战略，即电池和氢能源不是对立的。纯电动和氢燃料电池卡车，我们公司内部称之为零排放车辆。我们试图在电动卡车和氢能源卡车之间找到尽可能多的共性，例如两者具有相同的驾驶性能和近似的驾驶感受。最终，客户只需要关心他们是充电还是加氢，仅此而已。

小结：正如所说，作为公认的清洁能源，氢能被学界认为是实现碳中和战略的关键能源，并正在成为全球深度脱碳变革中的重要一环。目前，在中国市场，不少的龙头企业开始抢滩布局，各地政策也发布了有利政策进行支持。随着氢能的发展步伐加快，一些短板问题也在逐渐凸显，如何实现氢能产业的高质量发展是大家共同关注的话题。相信随着戴姆勒卡车等卡车企业的逐步深入，技术将得到更多的提升，为脱碳变革和高效物流带来更多助力。