我国氢能产业进入快速发展窗口期如何健康有序发展

在全球能源转换和碳中和的过程中，氢能发挥着不可替代的作用中国具有良好的制氢基础和大规模的应用市场，氢能产业正呈现出积极的发展态势2022年，国家发改委和国家能源局联合发布了《氢能产业发展中长期规划》，从战略层面对氢能产业发展进行了顶层设计本期邀请专家共同探讨氢能产业的健康有序发展

圣体

许本报理论部主任，研究员

中国氢能产业已经进入快速发展的窗口期。

主持人:中国氢能产业经历了怎样的发展历程。

刘一:氢能是未来零碳能源体系的重要组成部分，也是大规模跨季节储存可再生能源的唯一手段其中，绿色氢是众多行业深度脱碳的必由之路，包括石化，化工，钢铁行业，以冷暖供为代表的建筑行业，以重卡，航运，航空为代表的交通行业可再生能源成本的降低，绿色氢气制备和应用技术的进步以及全球双碳转型的要求，推动了绿色氢气的快速发展欧盟，美国，德国，英国，日本，韩国等主要经济体都推出了氢能发展战略

在十四五计划之前，氢燃料电池汽车是氢能发展的重点2000年，中国正式启动氢燃料电池汽车的研发随后，氢燃料电池及技术相继被列入《节能与新能源汽车产业发展规划》，《能源技术革命与创新行动计划》等政策规划计划特别是推进充电，加氢等设施建设被写入2019年政府工作报告经过多年努力，我国初步掌握了氢燃料电池堆及其关键材料，动力系统，整车集成，氢能基础设施等领域的核心技术，培育了亿华通，重塑股份等龙头企业燃料电池已经成为氢能相对成熟的应用领域2020年开始的燃料电池示范城市群申报，进一步推动了氢燃料电池汽车产业的发展根据城市群发布计划，2025年北京，上海，山东，内蒙古等11个重点省将实现8万辆以上燃料电池汽车的应用推广2021年，中国氢燃料电池汽车年销量为1881辆，建成加氢站264座

2020年是中国氢能产业发展的重要一年氢气首次被写入《中华人民共和国能源法》，正式合法进入能源体系伴随着双碳目标和1+N体系的建立，中国的氢能规划已经从燃料电池扩展到能源，工业，建筑等领域2021年以来，二氧化碳排放峰值，碳中和1+N系列政策文件都有涉及氢能，但最明确准确的是《氢能产业发展中长期规划》，即从生产端:氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，从消费端看:氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，从产业端来看:氢能产业是战略性新兴产业，是未来产业的重点发展方向

随后，各地密集出台氢能产业政策，近30个省，直辖市出台了氢能发展相关政策和规划大部分省份已将氢能发展规划纳入新能源汽车产业，整体能源发展，战略性新兴产业发展或区域十四五规划北京，山东，四川，河北，内蒙古等5个省份专门发布了氢能整体产业发展规划和政策，重点从交通运输转向多领域拓展从区域布局来看，各地结合顶层设计和自身资源禀赋实施氢能政策，力争成为细分领域的领头羊广东聚集了一大批燃料电池相关产业链企业，如16家燃料电池系统企业，13家动力堆企业，13家膜电极企业等，形成燃料电池产业集群，但氢资源相对匮乏因此，佛山作为代表地区，一直深耕高附加值燃料电池产品，通过关键零部件研发补贴，加氢站建设补贴等方式推动行业发展内蒙古，宁夏等地有丰富的可再生能源和氢能应用场景各级政府积极支持风光制氢一体化发展，开展多能互补+氢气，源网充储+氢气等一批绿色氢气示范项目，北京，上海等地工业副产氢气丰富，科研院所众多，适合氢能产业的综合发展和前沿技术的开发出台了多项措施对氢能研发单位和科研成果进行奖励和补贴

需要注意的是，氢能在我国储能，发电，工业等新领域的应用还处于发展的初级阶段为做好技术攻关，2021年，《关于组织认定第一批十五国家能源R&D和创新平台的通知》和《十五工业绿色发展规划》相继出台，鼓励氢能和可再生能源协调发展，推动氢能在化工，冶金行业的关键技术研究和应用一批绿色氢应用项目即将落地，为推进氢能综合利用，稳步构建氢能产业体系开了一个好头

中国氢能产业已经进入快速发展的窗口期围绕生产，消费和产业导向，氢能产业发展进入了从氢燃料到氢能，再到多领域拓展的新阶段区域布局强调统筹规划，因地制宜，突出重点，产业发展以市场为主导，创新驱动，完善规范

加快氢能产业在全球的布局

主持人:氢能在世界范围内的利用和发展趋势如何中国氢能产业发展有什么特点

魏锁:全球能源结构正在向以清洁能源为主体的新能源体系转变氢能作为最有前景的清洁能源之一，一方面可以有效解决可再生能源大规模发展所面临的消耗问题，另一方面也是实现交通，工业，建筑等领域大规模深度脱碳的有效路径各国都在积极布局氢能产业，全球已有20个国家和地区发布了氢能发展战略氢能产业的发展呈现以下趋势

氢燃料电池的产业化正在加速经过近30年的不断研发，燃料电池在能效，功率密度，低温启动等方面取得突破，新一轮燃料电池汽车产业化浪潮正在逼近国际龙头企业开展了燃料电池电堆，催化剂，质子交换膜，燃料电池汽车等商业化布局，燃料电池产业正从小规模示范向大规模商业化应用转变

低碳氢能呈现出巨大的发展空间目前，传统化石能源制氢仍是制氢的主要方式，占全球制氢的78%以上，但低碳制氢替代传统能源的速度正在加快包括蓝氢和绿氢在内的低碳制氢技术发展迅速世界各大能源公司在向绿色氢过渡阶段，大多倾向于以化石能源制氢和附带碳捕集，储存和利用技术的副产氢作为主要制氢技术同时，电解制氢装置的运行规模也有所扩大2021年全球低碳制氢产能将达到55万吨/年，新增电解制氢设备运行规模468MW在全球节能减排的大背景下，可再生能源+氢能取代化石能源成为能源改革的重要方向据不完全统计，截至2021年，全球氢能项目约500个，其中在建绿色氢项目约120个，全球规划GW绿色氢项目总规模为144.1GW

储运技术已经成为氢能产业链发展的关键从全球氢气储运技术来看，主要有管道，高压气体，低温液体等形式各国根据现有的工业技术和基础，采用不同的储运方式欧洲重点发展管道氢气运输，利用现有的天然气基础设施，逐步建设泛欧氢气管网预计2040年总长度将达到23000公里，美国管道输氢和液体储运技术成熟，拥有世界一半的输氢管道和15座以上的液氢工厂，总产能超过326吨/日，居世界第一，日本和韩国正在开发有机化合物，液氨和液氢的跨洋运输供应链

加氢站建设稳步推进全球加氢网络建设加快到2021年，全球已建成800多个加氢站，其中30%为液氢加氢站，主要分布在日本和美国欧洲大部分加氢站采用站内电解水制氢，我国35MPa商用车加氢站和混合动力加氢站布局速度居世界第一根据各国发展战略，预计2030年全球加氢站数量将超过4500座，形成多元化，网络化的氢能基础设施体系

氢能的应用领域正在逐步扩大伴随着工业技术的快速发展，氢能的属性逐渐清晰，有望在氢冶金，绿色氢化工，氢能储存，综合能源和智能能源系统中得到充分应用同时，国际氢能标准体系日趋完善截至2021年，现行ISO氢能标准89项，主要涉及氢能储运，氢能安全，氢能检测和试验方法，氢能生产设备和充装环节关键部件，IEC目前有26项燃料电池技术标准，主要集中在燃料电池术语，燃料电池模块，不同类型燃料电池的安全性，相关试验和测试方法等方面

最近几年来，我国初步形成了较为完整的氢能产业链，自主化水平迅速提高氢能技术基本可以支撑工业发展具体来说，一是政策体系不断完善目前已启动两批燃料电池示范城市群，陆续出台了氢气进万户等一系列支持产业发展的政策各省因地制宜布局氢能产业，共出台相关政策164项二是产业规模快速增长2021年，我国氢气总产量将达到3300万吨，应用场景将进一步拓展在交通领域有近9000辆燃料电池汽车，在工业，建筑和分布式能源领域的应用正在加速第三，氢能技术研发的不断突破在制氢中，水电解制氢作为一种可再生能源是主要的发展方向中国碱液制氢技术全球领先，质子交换膜制氢技术加速发展储运方面，目前氢气运输主要以20MPa高压气态储运为主管道输氢和液氢储运技术及设备处于研发验证阶段，复合储氢在局部地区得到应用应用方面，我国在氢燃料电池，催化剂，质子膜，碳纸，膜电极，电堆等技术领域取得了快速突破与国际先进技术相比，我国氢能各方面的设备和产品在性能，使用寿命，制造技术等方面还有一定差距特别是高性能材料和精密制造零部件仍存在卡脖子现象，在产业规模，技术水平，材料研发，生产工艺，专利和标准输出等方面仍需加强创新和攻关

总体而言，国际氢能产业仍处于培育期中国虽然起步晚，但发展很快具备快速推进氢能大规模应用和技术迭代升级的能力和条件市场空间巨大，预计2030年达到国际先进水平

围绕绿色氢供应疏通产业链堵点

主持人:作为新兴产业，氢能终端的应用前景如何，还有哪些瓶颈有待突破。

刘健:能源结构转型是推进双碳目标的主线，这就要求我们同步推进能源生产和消费的革命既要在能源生产端大力发展可再生能源，又要尽可能提高终端使用能源的电气化率，尽量减少化石能源的消耗但是，可再生能源，主要是风力发电和太阳能发电，有间歇性和波动性的问题化石能源作为工业原料，交通燃料和优质供热终端能耗，几乎不可能被电力直接替代氢能具有能量密度高，便于大规模储存，应用场景多的特点，不仅为高比例新能源电力系统提供大规模，长期储能，也为耗能终端脱碳提供了新的选择在未来高比例的可再生能源系统中，绿色氢和绿色电可以相辅相成，帮助可再生能源价值从电力系统扩展到整个能源系统

最近几年来，伴随着燃料电池汽车的试点推广和资金投入规模的不断扩大，国产燃料电池核心部件的技术水平和系统集成能力显著提升相比之下，目前氢能生产主要依靠煤炭，天然气灰氢等化石能源，而基于可再生能源的绿色氢供应在生产，储存，运输，添加等方面仍存在阻滞点，需要在技术，标准，管理等方面进行突破

一是聚焦绿色氢供应链短板，加强关键技术研究目前碱性电解水设备成本较低，但在波动电源的适应性，能耗，占地和维护费用等方面存在劣势质子交换膜纯水电解对波动电源的适应性强，但目前国内研究制造PEM纯水电解设备的企业较少，规模经济性不足高温固体氧化物电解转化效率高，但仍处于技术研究和示范阶段地质储氢和电燃烧/原料是氢能大规模，长期储存的重要方向我国储氢研究起步较晚，储氢项目数量和技术水平与国际先进水平仍有差距金属，有机，合成氨储氢在国际上仍处于探索阶段，应用前景不确定因此，建议重点发展低成本，高灵活性，高效率的电解水制氢技术，加强电解水制氢与上游波动性可再生能源发电和下游绿色氢化工生产过程的无缝衔接，降低终端化工产品的碳强度加大燃料电池关键材料技术研发，减少燃料电池对稀有金属的依赖评估地质储氢资源潜力，深入研究长期储氢的可行性和经济性不断提高关键技术的自主创新能力，构建具有完全自主知识产权的绿色氢技术链

二是加强行业间协调，完善绿色氢监管和标准体系氢能是危险化学品，制氢场地需要建在化工园区制氢商业用地与工业用地矛盾尚未调和，可再生能源制氢及一体化生产，储存，处理站建设运营面临障碍目前，40MPa高压液氢的民用应用进展缓慢，缺乏相关标准和规范建议尽快明确绿色氢气生产，储存，运输和应用的归口管理部门，完善相关管理法规和规章，制定统一，完整，连贯的制氢站和加氢站建设运营审批政策和流程加快修订现有氢相关标准和规范，从通用安全要求，临氢材料，氢密封，防爆等方面细化和完善氢能标准设计，建立和完善包括检测，计量和售后服务保障在内的技术产品标准体系

制氢的成本比煤高得多虽然利用可再生能源弃电可以降低制氢电价，但可再生能源弃电持续时间受到一些不确定因素的影响，如新能源加工特性，电网调峰能力等储运方面，采用高压氢气管束车运输，氢气运输规模小，单位成本高氢气管道，高压深冷，液氢和液氨储存等大容量，长距离的氢气储运存在投资大，损耗高等问题建议综合考虑绿色氢生产，储运和添加的实际经济水平，研究制定上游绿色氢供应税收，电价优惠等过渡性支持政策，降低终端用户用氢成本加快钢铁，化工等高耗能行业碳交易市场建设，将绿色氢纳入碳市场制定液氢和管道输氢的引进时间表，加快形成大规模，长距离，低成本的输氢方案

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