在全球能源轉型、實(shí)現碳中和過(guò)程中，氫能承擔著(zhù)不可替代的重要角色。我國具有良好制氫基礎和大規模應用市場(chǎng)，氫能產(chǎn)業(yè)呈現積極發(fā)展態(tài)勢。2022年，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃（2021—2035年）》，從戰略層面對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了頂層設計。本期邀請專(zhuān)家圍繞氫能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展進(jìn)行研討。

主持人

本報理論部主任、研究員 徐向梅

我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展窗口期

主持人：我國氫能產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程？

劉毅（清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長(cháng)）：氫能是未來(lái)零碳能源體系中至關(guān)重要的組成部分，是目前唯一大規?？缂竟澊鎯稍偕茉吹氖侄?。其中，綠氫是諸多行業(yè)深度脫碳的唯一手段，包括以石化、化工、鋼鐵為代表的工業(yè)領(lǐng)域，以冷暖供應為代表的建筑行業(yè)以及以重卡、航運和航空為代表的交通行業(yè)?？稍偕茉闯杀鞠陆?、綠氫制備應用技術(shù)進(jìn)步和全球“雙碳”轉型要求，推動(dòng)綠氫快速發(fā)展。歐盟、美國、德國、英國、日本、韓國等主要經(jīng)濟體紛紛推出氫能發(fā)展戰略。

“十四五”規劃之前，氫燃料電池汽車(chē)是氫能發(fā)展重點(diǎn)。2000年，我國正式開(kāi)展氫燃料電池汽車(chē)研發(fā)工作。隨后，氫燃料電池及技術(shù)相繼納入《節能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2012—2020年）》《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃（2016—2030年）》等政策規劃計劃中。特別是，“推動(dòng)充電、加氫等設施建設”寫(xiě)入了2019年《政府工作報告》。經(jīng)過(guò)多年努力，我國初步掌握了氫燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動(dòng)力系統、整車(chē)集成和氫能基礎設施等領(lǐng)域的核心技術(shù)，培育出億華通、重塑股份等領(lǐng)先企業(yè)，燃料電池成為氫能較為成熟的應用領(lǐng)域。2020年啟動(dòng)的燃料電池示范城市群申報工作，進(jìn)一步推動(dòng)了氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)發(fā)展。從各城市群發(fā)布規劃來(lái)看，北京、上海、山東、內蒙古等11個(gè)重點(diǎn)?。▍^、市）將在2025年實(shí)現共計超過(guò)8萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)的應用推廣。2021年我國氫燃料電池汽車(chē)年銷(xiāo)售1881輛，建成加氫站264座。

2020年是我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要年份。氫能首次寫(xiě)入《中華人民共和國能源法（征求意見(jiàn)稿）》，從法律上正式步入能源體系。隨著(zhù)“雙碳”目標和“1+N”體系確立，我國氫能規劃從以燃料電池為主，向能源、工業(yè)、建筑等多領(lǐng)域拓展。自2021年以來(lái)發(fā)布的碳達峰、碳中和“1+N”系列政策文件都涉及氫能，但對其定位最清晰準確的還是《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃（2021—2035年）》，即從生產(chǎn)端：氫能是未來(lái)國家能源體系的重要組成部分；從消納端：氫能是用能終端實(shí)現綠色低碳轉型的重要載體；從產(chǎn)業(yè)端：氫能產(chǎn)業(yè)是戰略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

隨后各地氫能產(chǎn)業(yè)政策密集出臺，近30個(gè)省份及直轄市發(fā)布氫能發(fā)展相關(guān)政策方案。多數?。▍^、市）將氫能發(fā)展規劃納入新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、整體能源發(fā)展、戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展或區域“十四五”規劃當中，北京、山東、四川、河北、內蒙古5個(gè)?。▍^、市）專(zhuān)門(mén)出臺了氫能整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃和政策，重心從交通為主轉向多領(lǐng)域拓展。從區域布局來(lái)看，各地結合頂層設計與自身資源稟賦推行氫能政策，力爭成為細分領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。廣東聚集有16家燃料電池系統企業(yè)、13家電堆企業(yè)、13家膜電極企業(yè)等大量燃料電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，形成了燃料電池產(chǎn)業(yè)集群，但氫氣資源相對缺乏，因此以佛山為代表的地區一直深耕高附加值的燃料電池產(chǎn)品，通過(guò)關(guān)鍵零部件研發(fā)補貼、加氫站建設補貼等方式推動(dòng)行業(yè)發(fā)展；內蒙古、寧夏等地擁有豐富的可再生能源與氫能應用場(chǎng)景，各級政府積極支持風(fēng)光制氫一體化發(fā)展，并開(kāi)展“多能互補+氫”“源網(wǎng)荷儲+氫”等多個(gè)綠氫示范項目；北京、上海等地擁有豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫以及大量科研院所，適合氫能產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展與前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)，推出多項措施對氫能研發(fā)單位、科研成果給予獎勵補貼。

需要注意的是，我國氫能在儲能、發(fā)電和工業(yè)等新領(lǐng)域的應用仍處于發(fā)展初期階段。為做好相應技術(shù)攻關(guān)，2021年《關(guān)于組織開(kāi)展“十四五”第一批國家能源研發(fā)創(chuàng )新平臺認定工作的通知》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規劃》陸續印發(fā)，鼓勵氫能與可再生能源協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)氫能在化工、冶金等行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及應用。一批綠氫應用項目即將落地，為推動(dòng)氫能多元利用、穩步構建氫能產(chǎn)業(yè)體系開(kāi)了一個(gè)好頭。

我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展窗口期，圍繞生產(chǎn)、消納、產(chǎn)業(yè)等方面定位，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“從氫燃料到氫能源再到多領(lǐng)域拓展，區域布局強調統籌謀劃、因地制宜、重點(diǎn)突出，產(chǎn)業(yè)發(fā)展以市場(chǎng)主導、創(chuàng )新驅動(dòng)、完善規范”的新階段。

世界氫能產(chǎn)業(yè)加速布局

主持人：世界氫能利用及發(fā)展趨勢如何？我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有哪些特點(diǎn)？

魏鎖（中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì )氫能分會(huì )會(huì )長(cháng)）：全球能源結構正在向以清潔能源為主體的新型能源系統方向轉變，氫能作為最具發(fā)展潛力的清潔能源之一，一方面能有效解決可再生能源大規模發(fā)展面臨的消納問(wèn)題，另一方面也是實(shí)現交通、工業(yè)和建筑等領(lǐng)域大規模深度脫碳的有效路徑。各國積極布局氫能產(chǎn)業(yè)，全球已有20個(gè)國家和地區發(fā)布氫能發(fā)展戰略，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現以下趨勢。

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化浪潮加速。經(jīng)過(guò)近30年持續研發(fā)，燃料電池在能量效率、功率密度、低溫啟動(dòng)等方面取得突破性進(jìn)展，新一輪燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化浪潮正在迫近。國際領(lǐng)先企業(yè)已開(kāi)展燃料電池電堆、催化劑、質(zhì)子交換膜及燃料電池汽車(chē)等商業(yè)布局，燃料電池產(chǎn)業(yè)正從小規模示范轉向大規模商業(yè)化應用。

低碳氫能呈現巨大發(fā)展空間。當前，傳統化石能源制氫仍是主要制氫方式，占全球氫氣產(chǎn)量的78%以上，但低碳制氫取代傳統能源制氫的速度正在加快。包括藍氫和綠氫在內的低碳制氫技術(shù)快速發(fā)展，全球各大能源公司多傾向將化石能源制氫和副產(chǎn)氫配備碳捕獲、封存及利用技術(shù)（CCUS）作為向綠氫過(guò)渡階段的主要制氫技術(shù)，同時(shí)電解制氫設備運營(yíng)規模提升，2021年全球低碳制氫產(chǎn)能達55萬(wàn)噸/年，新增電解制氫設備運營(yíng)規模468MW（兆瓦）。在全球節能減排大背景下，“可再生能源+氫能”替代化石能源成為能源變革的重要方向，據不完全統計，截至2021年，全球約有500個(gè)氫能項目，其中約120個(gè)在建綠氫項目，全球規劃中的吉瓦級綠氫項目規模合計達144.1GW（裝機容量）。

儲運技術(shù)成為氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的關(guān)鍵。從全球氫儲運技術(shù)來(lái)看，主要以管道、高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)等形式為主，各國依托既有產(chǎn)業(yè)技術(shù)和基礎采取不同儲運方式。歐洲以發(fā)展管道輸氫為主，利用現有天然氣基礎設施逐步建設泛歐洲氫氣管網(wǎng)，預計2040年總長(cháng)度達2.3萬(wàn)公里；美國管道輸氫和液態(tài)儲運技術(shù)成熟，擁有全球一半里程的輸氫管道，運營(yíng)15座以上液氫工廠(chǎng)，總產(chǎn)能超過(guò)326噸/天，居全球首位；日本和韓國正發(fā)展有機化合物、液氨和液氫的跨洋運輸供應鏈。

加氫站建設穩步推進(jìn)。全球加氫網(wǎng)絡(luò )建設加快，截至2021年全球建成加氫站800多座，其中30%為液氫加氫站，主要分布在日本和美國，歐洲大多數加氫站采用站內電解水制氫技術(shù)，我國35MPa（車(chē)載儲氫瓶壓力等級）商用車(chē)加氫站及混合加氫站布局速度居全球首位。從各國發(fā)展戰略看，預計2030年全球加氫站數量將超過(guò)4500座，形成多元化、網(wǎng)絡(luò )化氫能基礎設施體系。

氫能應用領(lǐng)域逐漸拓寬。隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，氫能能源屬性逐漸明確，有望在氫冶金、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)，國際氫能標準體系日趨完善，截至2021年ISO（國際標準化組織）氫能技術(shù)現行標準為89項，主要涉及氫能儲運、氫能安全、氫能檢測試驗方法、氫能制取設備和加注環(huán)節關(guān)鍵部件；IEC（國際電工委員會(huì )）燃料電池方面技術(shù)現行標準26項，主要圍繞燃料電池術(shù)語(yǔ)、燃料電池模塊以及不同類(lèi)型燃料電池的安全性、相關(guān)試驗及測試方法等方面。

近年來(lái)，我國已初步形成較為完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈，自主化水平快速提升，氫能技術(shù)基本能夠支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。具體看，一是政策體系不斷完善。目前已啟動(dòng)兩批燃料電池示范城市群建設，“氫進(jìn)萬(wàn)家”等一系列支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策相繼出臺，各?。▍^、市）因地制宜布局氫能產(chǎn)業(yè)，累計出臺相關(guān)政策164項。二是產(chǎn)業(yè)規?？焖僭鲩L(cháng)。2021年我國氫氣總產(chǎn)量達3300萬(wàn)噸，應用場(chǎng)景進(jìn)一步擴大，交通領(lǐng)域燃料電池汽車(chē)保有量近9000輛，工業(yè)、建筑、分布式能源領(lǐng)域應用正加快布局。三是氫能技術(shù)研發(fā)持續突破。制氫環(huán)節，可再生能源電解水制氫是主要發(fā)展方向，我國堿液制氫技術(shù)全球領(lǐng)先，質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)正加速發(fā)展；儲運環(huán)節，目前氫氣運輸以20MPa高壓氣態(tài)儲運為主，管道輸氫、液氫儲運技術(shù)和裝備處于研發(fā)驗證階段，化合物儲氫在局部地區實(shí)現應用；應用環(huán)節，氫燃料電池領(lǐng)域快速突破，催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、電堆等多項技術(shù)已實(shí)現國產(chǎn)化。與國際先進(jìn)技術(shù)相比，我國在氫能各個(gè)環(huán)節裝備及產(chǎn)品性能、使用壽命、制造工藝等方面還有一定差距，特別是高性能材料和精密制造部件仍存在“卡脖子”現象，在產(chǎn)業(yè)規模、技術(shù)水平、材料研發(fā)、生產(chǎn)工藝、專(zhuān)利和標準輸出等方面仍需加強創(chuàng )新攻關(guān)。

總體來(lái)看，國際氫能產(chǎn)業(yè)尚處于培育期。我國雖起步較晚但發(fā)展較快，具備快速推進(jìn)氫能規?；瘧门c技術(shù)迭代升級的能力和條件，有著(zhù)巨大的市場(chǎng)空間，有望在2030年前達到國際先進(jìn)水平。

圍繞綠氫供應疏通產(chǎn)業(yè)鏈堵點(diǎn)

主持人：作為新興產(chǎn)業(yè)，氫能終端應用前景如何，還有哪些瓶頸待突破？

劉堅（國家發(fā)展改革委能源研究所副研究員）：能源結構轉型是推進(jìn)“雙碳”目標工作的主線(xiàn)，需要我們同步推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命，既要在能源生產(chǎn)側大力發(fā)展可再生能源，又要盡可能提升終端用能電氣化率，進(jìn)而最大程度減少化石能源消費。但以風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電為主的可再生能源電力存在間歇性、波動(dòng)性問(wèn)題，化石能源作為工業(yè)原料、交通燃料以及高品質(zhì)供熱的終端用能消費難以直接通過(guò)電力替代。氫能憑借能量密度高、便于大規模存儲、應用場(chǎng)景多等特點(diǎn)，在為高比例新能源電力系統提供大規模長(cháng)周期儲能的同時(shí)，也為用能終端脫碳提供了全新選擇。在未來(lái)高比例可再生能源系統中，綠氫與綠電可以?xún)?yōu)勢互補共同助力可再生能源價(jià)值從電力系統拓展至整個(gè)能源系統。

近年來(lái)，隨著(zhù)燃料電池汽車(chē)試點(diǎn)推進(jìn)和資本投入規模不斷加大，國內燃料電池核心零部件技術(shù)水平及系統集成能力顯著(zhù)提升。相比之下，當前氫能生產(chǎn)主要依賴(lài)煤炭、天然氣等化石能源“灰氫”，而以可再生能源為基礎的綠氫供應在制、儲、運、加等環(huán)節仍存在堵點(diǎn)，需要從技術(shù)、標準、管理等方面突破。

一是聚焦綠氫供應鏈短板，加強核心技術(shù)攻關(guān)。目前堿性電解水設備成本較低，但在波動(dòng)電源適應性、能耗、占地、維護成本方面存在劣勢。質(zhì)子交換膜（PEM）純水電解對波動(dòng)性電源的適應性較強，但目前國內研發(fā)制造PEM純水電解設備的企業(yè)比較少，規模經(jīng)濟不足。高溫固體氧化物電解轉換效率高，但目前仍處于技術(shù)研發(fā)和示范階段。地質(zhì)儲氫和電制燃/原料是氫能大規模長(cháng)周期存儲的重要方向，我國氫儲能研究起步較晚，氫儲能項目數量和技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平仍存在差距。在金屬儲氫、有機物儲氫以及合成氨儲氫等方面國際上仍處于探索階段，應用前景具有較大不確定性。因此建議重點(diǎn)攻關(guān)低成本、高靈活、高效率的電解水制氫技術(shù)，加強電解水制氫與上游波動(dòng)性可再生能源發(fā)電和下游綠氫化工生產(chǎn)工藝的無(wú)縫銜接，降低終端化工產(chǎn)品碳強度。加大燃料電池關(guān)鍵材料技術(shù)研發(fā)力度，降低燃料電池對稀有金屬的依賴(lài)。評估地質(zhì)儲氫資源潛力，深入研究氫能長(cháng)周期儲能可行性和經(jīng)濟性。不斷提升關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng )新能力，打造具有完全自主知識產(chǎn)權的綠氫技術(shù)鏈條。

二是加大行業(yè)間協(xié)調力度，完善綠氫監管與標準體系。氫能屬于危險化學(xué)品，制氫場(chǎng)地需建設在化工園區，加氫站商業(yè)用地與制氫工業(yè)用地的性質(zhì)矛盾還未調和，可再生能源制氫及制儲加一體站的建設運營(yíng)面臨障礙。目前40MPa高壓及液態(tài)氫民用化進(jìn)程緩慢，缺乏相關(guān)標準和規范。建議盡快明確綠氫生產(chǎn)、儲運、應用等環(huán)節的歸口管理部門(mén)，完善相關(guān)管理章程和法規，制定統一、完善、連貫的制氫站、加氫站建設和運營(yíng)審批政策及流程。加快現有涉氫標準規范修訂工作，從通用安全要求、臨氫材料、氫氣密封、防爆等方面細化和完善氫能標準設計，建立健全包含檢測、計量及售后服務(wù)保障在內的技術(shù)產(chǎn)品標準體系。

三是多措并舉降低綠氫供應成本。用電成本是影響電解制氫經(jīng)濟性的核心因素，目前采用電網(wǎng)電制氫成本遠高于煤制氫。雖然利用可再生能源棄電制氫可降低制氫電價(jià)，但可再生能源棄電時(shí)長(cháng)受新能源處理特性、電網(wǎng)調峰能力等不確定性因素影響。儲運方面，采用高壓氫氣管束車(chē)運輸，運氫規模小，單位成本高，氫氣管道、高壓深冷、液氫、氨存儲等大容量、長(cháng)距離氫氣儲運存在投資高、損耗大等問(wèn)題。建議綜合考慮綠氫制、儲、運、加等環(huán)節實(shí)際經(jīng)濟性水平，研究制定面向上游綠氫供應的稅收、電價(jià)優(yōu)惠等過(guò)渡期扶持政策，降低終端用戶(hù)用氫成本。加快鋼鐵、化工等高耗能行業(yè)碳交易市場(chǎng)建設，將綠氫納入碳市場(chǎng)交易。制定液氫及管道運氫導入時(shí)間表，加快形成氫氣大規模、長(cháng)距離、低成本運輸解決方案。