氢能是一种环保、节能且来源丰富的二次能源，它的利用对环境保护和节能减排具有重大意义。首先，由于风、光等可再生能源的波动性，它们难以直接并网大规模利用，而氢能可以协助大规模消纳可再生能源，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能。通过可再生能源制取氢气，然后转化成终端能源，有利于促进可再生能源的消纳。其次，中国的工业和交通业高度依赖传统化石能源，实现脱碳的难度较高。推行绿氢替代可以促进绿色化工、绿色交通的发展，帮助工业、交通业等碳密集行业实现碳中和目标。

1、氢能源—大规模商业化尚需时间   

虽然氢能源政策已经大量出台，产业链也加快了建设，同时氢能技术研发也取得了一定的进展，但是氢能加氢时间长、运输成本高，储氢安全性、稳定性等问题仍然制约着氢能源的大规模商业化。因此，我们需要继续努力，克服这些技术瓶颈，才能更好地推动氢能源的发展。

(1)加氢过程虽然只需要几分钟，但之前的检查和静电释放却需要10到20分钟。因此，不考虑排队的情况下，加一次氢气需要近0.5 h。

(2)氢能源车的生产、研发成本高，导致整车的售价也高于传统燃油车。此外，制氢、运输、运营成本也偏高，使得加氢成本比传统燃油成本高。这些因素导致了氢能源车的价格较高，同时也增加了加氢成本。

(3) 加氢站的建设需要大量的投资，且手续办理较为繁琐。而且加氢站的投资回报周期较长，使得整个手续办理过程缺乏体系化的支持。这些都制约了加氢站的建设和运营。

(4)储氢罐的安全问题也令人关注，储氢压力高(35MPa 或 70MPa)。但是氢气在高压高温(30MPa， 300 ℃以上)的环境下，会产生“氢脆现象”，腐蚀金属，引起裂纹使储氢罐破裂。

（1）三种储氢技术—固态储氢百花齐放

气态储氢、液态储氢和固态储氢是三种主要的储氢技术。其中，高压气态储氢技术发展最为成熟和常用，具有成本较低、能耗低、易脱氢等特点。而低温液态储氢则是将氢气液化后储存在低温绝热容器中进行运输。固态储氢则是通过化学或物理吸附的原理将氢气吸附后储存，储氢载体一般是纳米材料和金属氢化物。据潘复生院士的观点，镁合金储氢材料具有较高的储氢密度，其储氢密度约为气态氢的1000倍、液态氢的1.5倍。因此，镁合金储氢材料是一种具有潜力的储氢技术。

（2）固态储氢—镁基储氢极具商业价值

镁基储氢被认为是极具商业价值的储氢技术路线之一，因为它具有储氢容量大、吸放氢可逆性好、成本低、资源丰富等优点。其理论储氢量为7.6wt%，体积储氢密度为110kg/m3，因此被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。然而，由于其高热力学稳定性和较差的动力学性质，MgH2只能在高温下（≥300℃）才能表现出优异的吸附氢性能，且在放氢循环中，MgH2/Mg 颗粒容易团聚和长大，导致循环稳定性差，仍具有相对苛刻的释放场景。因此，要实现镁基储氢的广泛应用，仍需要进一步研究和改进。

2、镁基储氢—最具发展潜力的储氢材料      

镁基储氢材料是一种具有极高发展潜力的新型储能技术，被广泛认为是目前最具应用优势的储氢材料之一。与其他固体储氢材料相比，镁基储氢材料具有独特的优势。首先，它的储氢密度高，安全性强，具有优异的安全性能。其次，镁基储氢材料的化学反应简单，研究团队实力雄厚，这为其技术研发提供了有力的支持。此外，镁资源丰富，成本低，这为其广泛应用提供了良好的资源保障。最重要的是，镁基储氢材料的反应过程绿色安全，符合“双碳”目标，具有环保和可持续发展的特点。因此，综合来看，镁基储氢材料是一种综合性能最为优异的储氢材料，具有广阔的应用前景。

（1）镁基储氢—高储氢密度+高安全性

镁基储氢材料具有较高的储氢密度，其储氢重量密度可达7.6%，体积储氢密度则可达105kg/m3。与其他类金属储氢材料相比，镁基储氢材料具有明显的优势。同时，它的储氢密度是气态氢的1000倍、液态氢的1.5倍。

（2）镁基储氢—成本支出主要是加氢站放气增压

镁基储氢运营成本低。与高压气态储氢和低温液态储氢相比，镁基储氢无需低温或高压装置，大大降低了运营成本。从原料气开始，到最后的加氢站，考虑过程中每个环节的设备折旧和能耗，三种储运氢方式在 100、300、500 公里三个运输半径的经济性情况有较大差异。根据氢储科技测算，三种距离下，镁基固态储氢的单位运营成本均低于高压气态储氢和低温液态储氢。镁基固态储氢运营成本包括三块，充装设备、固态储氢车、放气及增压设备的投入折旧和能耗。与高压气氢和液氢不同点在于，原料气没有加压或液化的过程，镁基储氢最大的成本支出在加氢站放气增压上。

（3）镁基储氢—安全性高

镁基储氢的运营成本相对较低。与高压气态储氢和低温液态储氢相比，镁基储氢不需要使用低温或高压设备，可以大大降低运营成本。在考虑原料气到加氢站每个环节的设备折旧和能耗后，三种储运氢方式在运输半径为100、300和500公里时的经济性差异较大。根据氢储科技的测算，在三种距离下，镁基固态储氢的单位运营成本均低于高压气态储氢和低温液态储氢。镁基固态储氢的运营成本包括充装设备、固态储氢车、放气及增压设备的投入折旧和能耗。与高压气态氢和液态氢不同的是，原料气不需要进行加压或液化过程，而镁基储氢的最大成本支出在于加氢站放气增压上。

（4）镁基储氢—化学反应简单，具备技术优势

镁基储氢的化学反应简单且控制良好。单质镁可以在高温条件下与氢气反应生成MgH2，这个化学反应方程式简单明了，反应过程中没有其他副产物产生。

（5）镁基储氢—资源丰富，镁基储氢大规模应用

中国是镁资源和原镁产量大国，因此国内镁合金的应用推广有着先天优势。当前国资和民营资本逐步进入镁合金行业，同时国内核心整车厂也开始不断尝试镁合金产品的应用和开发。

中国菱镁矿储量仅次于俄罗斯，位居全球第二。中国含镁白云石储量也很丰富，现已探明储量 40 亿吨以上。根据 USGS 数据，2022年我国菱镁矿产量1700万吨，占全球总产量63%。进口依赖度低，相较于铝土矿石而言优势明显。我国镁锭产量90万吨，占全球总产量90%。

（6）镁基储氢—材料可回收，对环境友好

镁基储能材料可回收，对环境友好，反应过程中无三害产生。发改委、能源局关于推动新型储能发展的指导意见指出“新型储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，对推动能源绿色转型有重要意义”，要求“以需求为导向，探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用”。新型储能材料与装备的发展是实现“双碳”目标的关键途径和刚性需求，更是国家未来竞争力的重要体现，镁基储氢是新型储能技术的重要选择。

（7）镁基储氢—材料可回收，对环境友好

镁基储能材料可回收，对环境友好，反应过程中无三害产生。发改委、能源局关于推动新型储能发展的指导意见指出“新型储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，对推动能源绿色转型有重要意义”，要求“以需求为导向，探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用”。新型储能材料与装备的发展是实现“双碳”目标的关键途径和刚性需求，更是国家未来竞争力的重要体现，镁基储氢是新型储能技术的重要选择。

3、镁基储氢—上市公司              

多家上市公司布局固态储氢。固态储氢尚未实现大规模商业化，上市公司多以布局为主。其中，圣元环保、云海金属、厚普股份等公司与高校、研究院等合作开展储氢材料和装备研究，包括镁基、钒基材料等路线。横店东磁、雄韬股份等公司则以参股氢能公司的形式，开展固态储氢业务。我们主要介绍一下云海金属。

（1）宝武镁业—完整镁产业链

云海金属，2023年9月改名为宝武镁业，公司已构建“白云石开采-原镁冶炼-镁合金熔炼-镁合金精密铸造、变形加工-镁合金再生回收”的完整镁产业链。

（1）上游资源端：子公司巢湖云海镁业有限公司拥有 8864.25 万吨白云石的采矿权，合资公司安徽宝镁轻合金有限公司拥有131978.13 万吨白云石的采矿权。

（2）原镁和镁合金：公司目前拥有 10 万吨原镁产能，20 万吨镁合金产能，镁合金产销量连续多年保持全球领先。

（3）下游深加工：南京云海、巢湖云海精密、荆州云海、天津六合、重庆博奥镁铝已完成精密加工布局。全产业链优化公司产品成本结构和增强抵御风险能力，能稳定给客户提供各种产品。

宝钢金属与中国宝武旗下公司签署战略合作协议，共同发展高性能金属材料、轻金属材料制造及延伸加工、新型炭材料及纤维材料、新型陶瓷基复合材料等领域。通过共享技术、客户和资源，强强联合有望加速镁合金材料在汽车轻量化、镁建筑模板等多领域的渗透，有利于做大镁行业，促进行业长期健康发展。同时，公司与重庆大学签署了合作协议，采取产学研合作的协同发展模式，目标是继续优化固态储氢材料并推进规模化生产。

（2）宝武镁业—公司产能

公司多项目投产在即，具备高成长性。目前公司巢湖5万吨原镁项目、安徽青阳30万吨原镁和 30 万吨镁合金项目、安徽铝业15吨铝挤压型材项目预计 2023 年底前建成。白云石储备在满足未来产能扩张需要下，仍可外售部分骨料和熔剂增厚利润，例如年产骨料及机制砂 2500 万吨、年产 100 万吨熔剂项目。另外，公司拟建设年产30万吨高品质硅铁合金项目，铁合金作为原镁冶炼的原料，项目达产后，公司实现硅铁部分自给，原镁生产成本有望进一步降低。

榆林是全国最大的金属镁生产基地和全球原生镁锭的主要产区，建立起了煤—兰炭—电—硅铁—镁的产业链。榆林镁业主要分布在府谷、神木两地。2022  年榆林市金属镁产量为 55.43 万吨，同比增长 8.8%。其中府谷县 2022 年原镁产量 47.63 万吨，同比增长 6.1%，占比全球 43%、全国 51%。

根据百川盈孚数据，从区域分布来看，截至 2023 年 5 月，我国原镁产能主要集中于陕西地区，产能占全国比例达到 53%。而镁合金产能主要集中于山西地区，山西五台也是公司的重要镁合金生产基地之一。

4、镁基储氢—近期相关公司动作          

10月18日，氢枫（中国）研发制造宜兴基地开工暨全球首批镁基固态储运氢车交付仪式在长三角腹地——宜兴隆重举行。

氢枫研发制造宜兴基地占地90亩，计划建设实验室、生产车间、仓库和办公楼。基地建成后，将具备万吨级镁基固态储氢材料生产线，年产千套镁基固态储氢装置、加氢设备以及定制设备的生产能力。智能化的生产线将提升氢能产业链的产品供应能力，并创造更令客户满意的产品交付。此外，基地将加强氢枫未来新技术的研发，推动氢能科技的不断发展。

现场展出的镁基固态储运氢产品采用20尺标准集装箱式设计，单罐储氢量为1吨，可根据需求组合达到更高容量的氢气储存能力，并进行大规模、长距离运输。该产品已获得中国船级社罐式集装箱检验认证，将提供高效、安全的氢气储运方案。

自今年4月份发布首台镁基固态储运车到完成首批产品交付仅用了6个月时间，这证明了氢枫在产品开发、制造和业务执行方面的专业技能和深厚实力。这次活动标志着氢枫（中国）氢能产业链布局的进一步发展，镁基固态储运氢技术的商业化应用正式拉开帷幕。