氫能産業如何健康有序發展

在(zài)全球能源轉型、實現碳中和(hé / huò)過程中，氫能承擔着不(bù)可替代的(de)重要(yào / yāo)角色。我國(guó)具有良好制氫基礎和(hé / huò)大(dà)規模應用市場，氫能産業呈現積極發展态勢。2022年，國(guó)家發展改革委、國(guó)家能源局聯合印發《氫能産業發展中長期規劃（2021—2035年）》，從戰略層面對氫能産業發展進行了(le／liǎo)頂層設計。

本期邀請專家圍繞氫能産業健康有序發展進行研讨。

主持人(rén)：經濟日報理論部主任、研究員 徐向梅

我國(guó)氫能産業進入快速發展窗口期

主持人(rén)：我國(guó)氫能産業經曆了(le／liǎo)怎樣的(de)發展曆程？

劉毅（清華四川能源互聯網研究院副院長）：氫能是(shì)未來(lái)零碳能源體系中至關重要(yào / yāo)的(de)組成部分，是(shì)目前唯一(yī / yì ／yí)大(dà)規模跨季節存儲可再生能源的(de)手段。其中，綠氫是(shì)諸多行業深度脫碳的(de)唯一(yī / yì ／yí)手段，包括以(yǐ)石化、化工、鋼鐵爲(wéi / wèi)代表的(de)工業領域，以(yǐ)冷暖供應爲(wéi / wèi)代表的(de)建築行業以(yǐ)及以(yǐ)重卡、航運和(hé / huò)航空爲(wéi / wèi)代表的(de)交通行業。可再生能源成本下降、綠氫制備應用技術進步和(hé / huò)全球“雙碳”轉型要(yào / yāo)求，推動綠氫快速發展。歐盟、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本、韓國(guó)等主要(yào / yāo)經濟體紛紛推出(chū)氫能發展戰略。

“十四五”規劃之(zhī)前，氫燃料電池汽車是(shì)氫能發展重點。2000年，我國(guó)正式開展氫燃料電池汽車研發工作。随後，氫燃料電池及技術相繼納入《節能與新能源汽車産業發展規劃（2012—2020年）》《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》等政策規劃計劃中。特别是(shì)，“推動充電、加氫等設施建設”寫入了(le／liǎo)2019年《政府工作報告》。經過多年努力，我國(guó)初步掌握了(le／liǎo)氫燃料電池電堆及其關鍵材料、動力系統、整車集成和(hé / huò)氫能基礎設施等領域的(de)核心技術，培育出(chū)億華通、重塑股份等領先企業，燃料電池成爲(wéi / wèi)氫能較爲(wéi / wèi)成熟的(de)應用領域。2020年啓動的(de)燃料電池示範城市群申報工作，進一(yī / yì ／yí)步推動了(le／liǎo)氫燃料電池汽車行業發展。從各城市群發布規劃來(lái)看，北京、上(shàng)海、山東、内蒙古等11個(gè)重點省（區、市）将在(zài)2025年實現共計超過8萬輛燃料電池汽車的(de)應用推廣。2021年我國(guó)氫燃料電池汽車年銷售1881輛，建成加氫站264座。

2020年是(shì)我國(guó)氫能産業發展的(de)重要(yào / yāo)年份。氫能首次寫入《中華人(rén)民共和(hé / huò)國(guó)能源法（征求意見稿）》，從法律上(shàng)正式步入能源體系。随着“雙碳”目标和(hé / huò)“1+N”體系确立，我國(guó)氫能規劃從以(yǐ)燃料電池爲(wéi / wèi)主，向能源、工業、建築等多領域拓展。自2021年以(yǐ)來(lái)發布的(de)碳達峰、碳中和(hé / huò)“1+N”系列政策文件都涉及氫能，但對其定位最清晰準确的(de)還是(shì)《氫能産業發展中長期規劃（2021—2035年）》，即從生産端：氫能是(shì)未來(lái)國(guó)家能源體系的(de)重要(yào / yāo)組成部分；從消納端：氫能是(shì)用能終端實現綠色低碳轉型的(de)重要(yào / yāo)載體；從産業端：氫能産業是(shì)戰略性新興産業和(hé / huò)未來(lái)産業重點發展方向。

随後各地(dì / de)氫能産業政策密集出(chū)台，近30個(gè)省份及直轄市發布氫能發展相關政策方案。多數省（區、市）将氫能發展規劃納入新能源汽車産業、整體能源發展、戰略性新興産業發展或區域“十四五”規劃當中，北京、山東、四川、河北、内蒙古5個(gè)省（區、市）專門出(chū)台了(le／liǎo)氫能整體産業發展規劃和(hé / huò)政策，重心從交通爲(wéi / wèi)主轉向多領域拓展。從區域布局來(lái)看，各地(dì / de)結合頂層設計與自身資源禀賦推行氫能政策，力争成爲(wéi / wèi)細分領域的(de)領頭羊。

廣東聚集有16家燃料電池系統企業、13家電堆企業、13家膜電極企業等大(dà)量燃料電池相關産業鏈企業，形成了(le／liǎo)燃料電池産業集群，但氫氣資源相對缺乏，因此以(yǐ)佛山爲(wéi / wèi)代表的(de)地(dì / de)區一(yī / yì ／yí)直深耕高附加值的(de)燃料電池産品，通過關鍵零部件研發補貼、加氫站建設補貼等方式推動行業發展；内蒙古、甯夏等地(dì / de)擁有豐富的(de)可再生能源與氫能應用場景，各級政府積極支持風光制氫一(yī / yì ／yí)體化發展，并開展“多能互補+氫”“源網荷儲+氫”等多個(gè)綠氫示範項目；北京、上(shàng)海等地(dì / de)擁有豐富的(de)工業副産氫以(yǐ)及大(dà)量科研院所，适合氫能産業綜合發展與前沿技術開發，推出(chū)多項措施對氫能研發單位、科研成果給予獎勵補貼。

需要(yào / yāo)注意的(de)是(shì)，我國(guó)氫能在(zài)儲能、發電和(hé / huò)工業等新領域的(de)應用仍處于(yú)發展初期階段。爲(wéi / wèi)做好相應技術攻關，2021年《關于(yú)組織開展“十四五”第一(yī / yì ／yí)批國(guó)家能源研發創新平台認定工作的(de)通知》《“十四五”工業綠色發展規劃》陸續印發，鼓勵氫能與可再生能源協同發展，推動氫能在(zài)化工、冶金等行業的(de)關鍵技術攻關及應用。一(yī / yì ／yí)批綠氫應用項目即将落地(dì / de)，爲(wéi / wèi)推動氫能多元利用、穩步構建氫能産業體系開了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)好頭。

我國(guó)氫能産業進入快速發展窗口期，圍繞生産、消納、産業等方面定位，氫能産業發展進入“從氫燃料到(dào)氫能源再到(dào)多領域拓展，區域布局強調統籌謀劃、因地(dì / de)制宜、重點突出(chū)，産業發展以(yǐ)市場主導、創新驅動、完善規範”的(de)新階段。

世界氫能産業加速布局

主持人(rén)：世界氫能利用及發展趨勢如何？我國(guó)氫能産業發展有哪些特點？

魏鎖（中國(guó)産業發展促進會氫能分會會長）：全球能源結構正在(zài)向以(yǐ)清潔能源爲(wéi / wèi)主體的(de)新型能源系統方向轉變，氫能作爲(wéi / wèi)最具發展潛力的(de)清潔能源之(zhī)一(yī / yì ／yí)，一(yī / yì ／yí)方面能有效解決可再生能源大(dà)規模發展面臨的(de)消納問題，另一(yī / yì ／yí)方面也(yě)是(shì)實現交通、工業和(hé / huò)建築等領域大(dà)規模深度脫碳的(de)有效路徑。各國(guó)積極布局氫能産業，全球已有20個(gè)國(guó)家和(hé / huò)地(dì / de)區發布氫能發展戰略，氫能産業發展呈現以(yǐ)下趨勢。

氫燃料電池産業化浪潮加速。經過近30年持續研發，燃料電池在(zài)能量效率、功率密度、低溫啓動等方面取得突破性進展，新一(yī / yì ／yí)輪燃料電池汽車産業化浪潮正在(zài)迫近。國(guó)際領先企業已開展燃料電池電堆、催化劑、質子(zǐ)交換膜及燃料電池汽車等商業布局，燃料電池産業正從小規模示範轉向大(dà)規模商業化應用。

低碳氫能呈現巨大(dà)發展空間。當前，傳統化石能源制氫仍是(shì)主要(yào / yāo)制氫方式，占全球氫氣産量的(de)78%以(yǐ)上(shàng)，但低碳制氫取代傳統能源制氫的(de)速度正在(zài)加快。包括藍氫和(hé / huò)綠氫在(zài)内的(de)低碳制氫技術快速發展，全球各大(dà)能源公司多傾向将化石能源制氫和(hé / huò)副産氫配備碳捕獲、封存及利用技術（CCUS）作爲(wéi / wèi)向綠氫過渡階段的(de)主要(yào / yāo)制氫技術，同時(shí)電解制氫設備運營規模提升，2021年全球低碳制氫産能達55萬噸/年，新增電解制氫設備運營規模468MW（兆瓦）。在(zài)全球節能減排大(dà)背景下，“可再生能源+氫能”替代化石能源成爲(wéi / wèi)能源變革的(de)重要(yào / yāo)方向，據不(bù)完全統計，截至2021年，全球約有500個(gè)氫能項目，其中約120個(gè)在(zài)建綠氫項目，全球規劃中的(de)吉瓦級綠氫項目規模合計達144.1GW（裝機容量）。

儲運技術成爲(wéi / wèi)氫能産業鏈發展的(de)關鍵。從全球氫儲運技術來(lái)看，主要(yào / yāo)以(yǐ)管道(dào)、高壓氣态、低溫液态等形式爲(wéi / wèi)主，各國(guó)依托既有産業技術和(hé / huò)基礎采取不(bù)同儲運方式。歐洲以(yǐ)發展管道(dào)輸氫爲(wéi / wèi)主，利用現有天然氣基礎設施逐步建設泛歐洲氫氣管網，預計2040年總長度達2.3萬公裏；美國(guó)管道(dào)輸氫和(hé / huò)液态儲運技術成熟，擁有全球一(yī / yì ／yí)半裏程的(de)輸氫管道(dào)，運營15座以(yǐ)上(shàng)液氫工廠，總産能超過326噸/天，居全球首位；日本和(hé / huò)韓國(guó)正發展有機化合物、液氨和(hé / huò)液氫的(de)跨洋運輸供應鏈。

加氫站建設穩步推進。全球加氫網絡建設加快，截至2021年全球建成加氫站800多座，其中30%爲(wéi / wèi)液氫加氫站，主要(yào / yāo)分布在(zài)日本和(hé / huò)美國(guó)，歐洲大(dà)多數加氫站采用站内電解水制氫技術，我國(guó)35MPa（車載儲氫瓶壓力等級）商用車加氫站及混合加氫站布局速度居全球首位。從各國(guó)發展戰略看，預計2030年全球加氫站數量将超過4500座，形成多元化、網絡化氫能基礎設施體系。

氫能應用領域逐漸拓寬。随着産業技術快速發展，氫能能源屬性逐漸明确，有望在(zài)氫冶金、綠氫化工、氫儲能、綜合能源、智慧能源系統中全面應用。同時(shí)，國(guó)際氫能标準體系日趨完善，截至2021年ISO（國(guó)際标準化組織）氫能技術現行标準爲(wéi / wèi)89項，主要(yào / yāo)涉及氫能儲運、氫能安全、氫能檢測試驗方法、氫能制取設備和(hé / huò)加注環節關鍵部件；IEC（國(guó)際電工委員會）燃料電池方面技術現行标準26項，主要(yào / yāo)圍繞燃料電池術語、燃料電池模塊以(yǐ)及不(bù)同類型燃料電池的(de)安全性、相關試驗及測試方法等方面。

近年來(lái)，我國(guó)已初步形成較爲(wéi / wèi)完整的(de)氫能産業鏈，自主化水平快速提升，氫能技術基本能夠支撐産業發展。具體看，一(yī / yì ／yí)是(shì)政策體系不(bù)斷完善。目前已啓動兩批燃料電池示範城市群建設，“氫進萬家”等一(yī / yì ／yí)系列支持産業發展政策相繼出(chū)台，各省（區、市）因地(dì / de)制宜布局氫能産業，累計出(chū)台相關政策164項。二是(shì)産業規模快速增長。2021年我國(guó)氫氣總産量達3300萬噸，應用場景進一(yī / yì ／yí)步擴大(dà)，交通領域燃料電池汽車保有量近9000輛，工業、建築、分布式能源領域應用正加快布局。三是(shì)氫能技術研發持續突破。制氫環節，可再生能源電解水制氫是(shì)主要(yào / yāo)發展方向，我國(guó)堿液制氫技術全球領先，質子(zǐ)交換膜制氫技術正加速發展；儲運環節，目前氫氣運輸以(yǐ)20MPa高壓氣态儲運爲(wéi / wèi)主，管道(dào)輸氫、液氫儲運技術和(hé / huò)裝備處于(yú)研發驗證階段，化合物儲氫在(zài)局部地(dì / de)區實現應用；應用環節，氫燃料電池領域快速突破，催化劑、質子(zǐ)膜、碳紙、膜電極、電堆等多項技術已實現國(guó)産化。與國(guó)際先進技術相比，我國(guó)在(zài)氫能各個(gè)環節裝備及産品性能、使用壽命、制造工藝等方面還有一(yī / yì ／yí)定差距，特别是(shì)高性能材料和(hé / huò)精密制造部件仍存在(zài)“卡脖子(zǐ)”現象，在(zài)産業規模、技術水平、材料研發、生産工藝、專利和(hé / huò)标準輸出(chū)等方面仍需加強創新攻關。

總體來(lái)看，國(guó)際氫能産業尚處于(yú)培育期。我國(guó)雖起步較晚但發展較快，具備快速推進氫能規模化應用與技術叠代升級的(de)能力和(hé / huò)條件，有着巨大(dà)的(de)市場空間，有望在(zài)2030年前達到(dào)國(guó)際先進水平。

圍繞綠氫供應疏通産業鏈堵點

主持人(rén)：作爲(wéi / wèi)新興産業，氫能終端應用前景如何，還有哪些瓶頸待突破？

劉堅（國(guó)家發展改革委能源研究所副研究員）：能源結構轉型是(shì)推進“雙碳”目标工作的(de)主線，需要(yào / yāo)我們同步推動能源生産和(hé / huò)消費革命，既要(yào / yāo)在(zài)能源生産側大(dà)力發展可再生能源，又要(yào / yāo)盡可能提升終端用能電氣化率，進而(ér)最大(dà)程度減少化石能源消費。但以(yǐ)風電、太陽能發電爲(wéi / wèi)主的(de)可再生能源電力存在(zài)間歇性、波動性問題，化石能源作爲(wéi / wèi)工業原料、交通燃料以(yǐ)及高品質供熱的(de)終端用能消費難以(yǐ)直接通過電力替代。氫能憑借能量密度高、便于(yú)大(dà)規模存儲、應用場景多等特點，在(zài)爲(wéi / wèi)高比例新能源電力系統提供大(dà)規模長周期儲能的(de)同時(shí)，也(yě)爲(wéi / wèi)用能終端脫碳提供了(le／liǎo)全新選擇。在(zài)未來(lái)高比例可再生能源系統中，綠氫與綠電可以(yǐ)優勢互補共同助力可再生能源價值從電力系統拓展至整個(gè)能源系統。

近年來(lái)，随着燃料電池汽車試點推進和(hé / huò)資本投入規模不(bù)斷加大(dà)，國(guó)内燃料電池核心零部件技術水平及系統集成能力顯著提升。相比之(zhī)下，當前氫能生産主要(yào / yāo)依賴煤炭、天然氣等化石能源“灰氫”，而(ér)以(yǐ)可再生能源爲(wéi / wèi)基礎的(de)綠氫供應在(zài)制、儲、運、加等環節仍存在(zài)堵點，需要(yào / yāo)從技術、标準、管理等方面突破。

一(yī / yì ／yí)是(shì)聚焦綠氫供應鏈短闆，加強核心技術攻關。目前堿性電解水設備成本較低，但在(zài)波動電源适應性、能耗、占地(dì / de)、維護成本方面存在(zài)劣勢。質子(zǐ)交換膜（PEM）純水電解對波動性電源的(de)适應性較強，但目前國(guó)内研發制造PEM純水電解設備的(de)企業比較少，規模經濟不(bù)足。高溫固體氧化物電解轉換效率高，但目前仍處于(yú)技術研發和(hé / huò)示範階段。地(dì / de)質儲氫和(hé / huò)電制燃/原料是(shì)氫能大(dà)規模長周期存儲的(de)重要(yào / yāo)方向，我國(guó)氫儲能研究起步較晚，氫儲能項目數量和(hé / huò)技術水平與國(guó)際先進水平仍存在(zài)差距。在(zài)金屬儲氫、有機物儲氫以(yǐ)及合成氨儲氫等方面國(guó)際上(shàng)仍處于(yú)探索階段，應用前景具有較大(dà)不(bù)确定性。因此建議重點攻關低成本、高靈活、高效率的(de)電解水制氫技術，加強電解水制氫與上(shàng)遊波動性可再生能源發電和(hé / huò)下遊綠氫化工生産工藝的(de)無縫銜接，降低終端化工産品碳強度。加大(dà)燃料電池關鍵材料技術研發力度，降低燃料電池對稀有金屬的(de)依賴。評估地(dì / de)質儲氫資源潛力，深入研究氫能長周期儲能可行性和(hé / huò)經濟性。不(bù)斷提升關鍵技術自主創新能力，打造具有完全自主知識産權的(de)綠氫技術鏈條。

二是(shì)加大(dà)行業間協調力度，完善綠氫監管與标準體系。氫能屬于(yú)危險化學品，制氫場地(dì / de)需建設在(zài)化工園區，加氫站商業用地(dì / de)與制氫工業用地(dì / de)的(de)性質矛盾還未調和(hé / huò)，可再生能源制氫及制儲加一(yī / yì ／yí)體站的(de)建設運營面臨障礙。目前40MPa高壓及液态氫民用化進程緩慢，缺乏相關标準和(hé / huò)規範。建議盡快明确綠氫生産、儲運、應用等環節的(de)歸口管理部門，完善相關管理章程和(hé / huò)法規，制定統一(yī / yì ／yí)、完善、連貫的(de)制氫站、加氫站建設和(hé / huò)運營審批政策及流程。加快現有涉氫标準規範修訂工作，從通用安全要(yào / yāo)求、臨氫材料、氫氣密封、防爆等方面細化和(hé / huò)完善氫能标準設計，建立健全包含檢測、計量及售後服務保障在(zài)内的(de)技術産品标準體系。

三是(shì)多措并舉降低綠氫供應成本。用電成本是(shì)影響電解制氫經濟性的(de)核心因素，目前采用電網電制氫成本遠高于(yú)煤制氫。雖然利用可再生能源棄電制氫可降低制氫電價，但可再生能源棄電時(shí)長受新能源處理特性、電網調峰能力等不(bù)确定性因素影響。儲運方面，采用高壓氫氣管束車運輸，運氫規模小，單位成本高，氫氣管道(dào)、高壓深冷、液氫、氨存儲等大(dà)容量、長距離氫氣儲運存在(zài)投資高、損耗大(dà)等問題。建議綜合考慮綠氫制、儲、運、加等環節實際經濟性水平，研究制定面向上(shàng)遊綠氫供應的(de)稅收、電價優惠等過渡期扶持政策，降低終端用戶用氫成本。加快鋼鐵、化工等高耗能行業碳交易市場建設，将綠氫納入碳市場交易。制定液氫及管道(dào)運氫導入時(shí)間表，加快形成氫氣大(dà)規模、長距離、低成本運輸解決方案。