北京氫能產業集群化發展水平及提升路徑研究

薛金萍　陳毅瑩

關鍵詞：氫能；北京氫能產業；氫能產業集群；集群化發展

中圖分類號：X32 文獻標志碼：A

前言

自2008年金融危機以來，受貿易保護主義、美國單邊政策等多重因素的影響，使得中東、北美、歐盟、中歐、獨聯體等全球各地自貿區在構建區域聯系與合作方面發揮的作用越來越大，同時促進全球產業鏈逐漸向本土化和區域化方向發展。中國作為世界第二大經濟體和全球能源消費大國，在2022年提出“2035年實現碳達峰、2060年實現碳中和”目標的背景下，能源產業特別是新能源產業的發展開始備受關注。氫能作為最具發展潛力的二次清潔能源，整個供能過程無污染、無浪費，被稱為“終極能源”。所以，發展氫能產業成為中國能源產業轉型升級、全面提高資源利用率、實現多領域深度清潔脫碳的重要舉措之一。也正因如此，國內各大城市紛紛開始出臺氫能產業發展規劃，北京率先打造并不斷完善氫能產業鏈，為推動京津冀地區引領全國快速實現碳達峰、碳中和目標提供了重要示范，也引領著全國氫能技術創新、產業鏈變革以及產業集群化發展的格局。

1北京氫能產業的發展現狀分析

1.1產業規模：氫能產業發展潛力正逐漸釋放

北京氫能產業在科技創新、產業基礎、支撐要素和應用推廣方面居國內領先地位。2018年-2023年全國氫能產業存量企業數量持續增長，截至2023年1月31日共有3192家企業（如圖1所示）。從區域分布來看，企業數量排名前5位的分別是：廣東省420家、江蘇省300家、山東省281家、上海市195家、北京市186家。從全國氫能授權發明專利的數量來看，北京市氫能相關授權發明專利的數量為3327件，在全國占比達30.82%。

1.2政策引領：多舉措支持氫能產業快速發展

為培育和發展氫能產業，推動氫能產業技術裝備的發展，北京制定并出臺一系列氫能產業發展規劃，頂層設計和政策框架不斷完善，產業發展方向和目標日漸清晰。如北京市發布了《北京市氫燃料電池汽車產業發展規劃（2020-2025年）》《北京市氫能產業發展實施方案（2021-2025年）》《北京市關于支持氫能產業發展的若干政策措施》等加快培育和發展氫能全產業鏈發展，昌平區、房山區、經開區等也發布一系列政策措施促進氫能產業鏈高質量發展。

1.3產業布局：重點發展多個氫能產業園區

《北京市氫能產業發展實施方案（2021-2025年）》提出構建北京氫能全產業鏈生態系統：北部地區推進氫能技術創新和應用，南部地區推動氫能高端裝備制造與應用。如昌平區以“能源谷”為核心打造氫能產業關鍵技術研發和科技創新綜合示范區，建成國內領先氫能產業集群。大興區構建“制、儲、運、加、用”完整氫能產業鏈條，初步形成較為完備的產業體系。經開區聚焦創新生態營造、產業集群培育、示范應用推廣，支持重大項目落地、企業集聚發展、產業鏈協同發展。房山區是京津冀區域重要的氫源供給基地，目標是發展氫能與燃料電池汽車產業，搶占能源與汽車產業創新制高點。

2北京氫能產業集群化發展存在的問題和瓶頸

2.1產業園區建設處于起步階段

北京各區打造的氫能產業園區目前尚未形成完備的產業鏈條。無論是昌平區“科創氫城、未來氫城、世界氫城”到2025年實現產業鏈收入突破300億元的目標，還是大興區到2025年前實現氫燃料電池車產業鏈收入突破240億元的規劃，或是經開區大力支持重大項目落地和企業集聚發展的措施，以及房山區構建氫能特色產業生態系統的規劃，目前仍處于規劃布局階段。

2.2技術裝備水平有待進一步提高

雖然北京氫能技術領先全國，但距離國際一流氫能城市還有很大差距，氫能都產業鏈各個環節都需要進一步實現技術突破。如表1所示，綠色低成本制氫技術、氫燃料電池低成本產業化、氫氣運輸管材氫脆難題、高壓儲氫技術、氫液化系統和加氫站核心設備及關鍵零部件依賴進口等，都是阻礙氫能產業快速發展的瓶頸。

2.3制氫和儲氫成本較高

目前有電解水制氫、化石能源制氫、工業副產品制氫、甲醇制氫、生物質制氫、核能制氫、光分解水制氫、海水制氫等制氫技術。從幾種主流制氫方式看，化石能源制氫成本最低，電解水制氫成本最高（如表2所示）。未來制氫的最終目標是發展可再生清潔能源制取綠氫，利用可再生能源發電去電解水將成為未來主流的制氫技術。電解水制氫80%的成本來自電費，隨著可再生能源發電成本降低，電解水制氫的成本將與化石能源制氫+CCUS技術的成本相當。

價格低廉的儲氫技術是保證氫能成功推廣應用的關鍵因素之一。儲氫瓶是氫氣儲存的重要載體，目前儲氫瓶主要企業是國富氫能、科泰克、天海工業、中材科技、斯林達、南通中集、澳洋科技、未勢能源等，由于廠商較少目前儲氫瓶綜合成本較高。而位于北京的只有順義區的科泰克和通州區的天海工業兩家。

2.4加氫站等基礎建設尚需加強

加氫站是氫能產業下游應用的重要基礎設施，但因技術、運營、運輸等成本較高的問題，加氫站建設尚未大規模在全國覆蓋，呈現出“各地開花”的格局。截至2022年，國內共建成投運加氫站274座。自2023年開始，上海、湖南、內蒙、河南等相繼提出建設加氫站的規劃。據統計，目前北京僅有大興機場臨空區加氫站、大興國際氫能示范區海珀爾加氫站以及位于延慶的冬奧配套加氫站（慶園街、王泉營、金龍和燕化興隆）等14座。為保障氫燃料電池車的正常運行，《北京市氫燃料電池汽車車用加氫站發展規劃（2021-2025年）》提出，在2023年之前爭取建成并投運37座加氫站，2025年建成并投運74座加氫站。

2.5氫能應用場景較為單一

目前氫能主要應用于交通、工業、儲能、發電、建筑等以減碳為主要目標的領域。在北京氫燃料電池車是最主要的應用，模式較為單一，主要覆蓋公交、物流、環衛、貨運等各類車輛。如2008年北京奧運會示范帕薩特燃料電池車，2010年上海世博會期間的燃料電池車，2022年北京冬奧會氫燃料電池汽車成為奧運場館運輸工具，2023年北京城市副中心設計小鎮開通氫能大巴班車示范線，此外還有氫能公交車、貨運車、清掃車、叉車等。

3北京氫能產業集群化發展的提升路徑

3.1有效貫徹落實政府政策的良性引導機制

北京已出臺一系列政策措施，下一步需要加強政府引導，積極貫徹落實這些政策的有效實施。此外還應借鑒國外成功經驗，建立北京氫能產業發展政策路線圖、氫能技術成本路線圖；根據氫能產業發展相關規劃，引導氫能產業有序發展，避免同質化競爭和盲目競爭；建立健全北京氫能產業綠色環保體系、氫能生產供應體系、氫能安全保障體系等，確保氫能產業政策體系日漸完善。

3.2發揮北京技術資源優勢并且走氫能產業高質量發展道路

立足北京國際科技創新中心的定位，發揮科研院所的技術資源優勢，支持氫能產業科技研發創新。應該加強氫能技術研發投入，特別是支持基礎共性技術研究，聚焦制氫、儲氫、運氫、加氫、氫燃料電池等核心環節，兼顧氫能關聯技術，支持氫能創新企業及研發機構等開展基礎前瞻性、關鍵共性技術的自主研究，推動重大共性技術和關鍵核心技術的創新突破和成果轉化。同時，在經濟發展和環境保護的雙重壓力下，北京氫能產業的布局要始終堅守綠色低碳的發展理念，避免灰氫產業粗放式發展，加快帶動綠氫產業高質量發展，持續打造北京氫能產業的核心競爭力。

3.3積極拓展氫能多元化應用

借鑒歐美、日本等氫能技術較為領先的國家在氫能應用方面的豐富經驗，拓展氫能多元化應用。從國外成功應用案例來看，氫能在除交通領域外的電力、工業、航天、儲能、建筑等方面均有較好的應用前景。在電力領域，可用于火電廠的氫氣冷卻、氫電站的燃料電池發電和作為氫燃料備用電源等；在工業領域，可用于煉鐵冶金、可燃物混合、玻璃纖維生產、核反應、煉油、化肥生產、氨合成等；在航天領域，可作為火箭發動機的推進劑和飛機的燃料等（見圖2）。

3.4培育氫能產業鏈龍頭企業和跨產業聯盟

氫能產業鏈“制、儲、運、加、用”環環相扣，任何一個環節脫節都會造成其他環節停滯的連鎖反應。日本和歐洲采用跨產業聯盟的方式，在政府的引導和龍頭企業的帶動下取得了良好效果。如2017年日本Japan H2 Mobility聯盟由豐田、日產、本田、新日本石油、巖谷、東京燃氣、日本發展銀行等聯合成立，打通了氫能產業鏈各個環節。2020年，“歐洲清潔氫聯盟”由蒂森克虜伯、西門子、殼牌、空客等企業、機構、銀行等共同發起，成功帶動了氫能產業鏈的整合和強化。北京氫能產業應充分借鑒國外經驗，全力構建和壯大氫能產業聯盟，如通過“中關村氫能產業聯盟”等讓產業鏈各環節的龍頭企業形成合力，發揮“領頭羊”的作用，成功打開氫能產業市場化和產業化的大門。

3.5加強氫能相關標準的制定

截至2021年末，全球共發布200余項氫能相關標準，各國逐步建立起本土化的氫能技術、裝備及燃料電池等領域的標準體系，特別是歐盟、美國、日本等的氫能標準具有重要借鑒意義。截至2023年1月31日，中國氫能產業企業共參與起草相關標準5條，均為團體標準，國家標準、行業標準、地方標準或企業標準等仍處于空白（資料來源：上奇研究院《2023中國氫能產業報告》）。因此，為支撐氫能技術進步和氫能產業快速健康發展，應加強氫氣制備、儲運、加注等技術標準，特別是氫燃料電池技術標準的制定。

4結束語

當前北京氫能產業的發展潛力逐漸釋放，雖然產業園區的發展仍處于起步階段，但隨著關鍵卡脖子技術的突破、裝備水平的提升、制氫儲氫成本的降低、基礎設施的不斷完善，北京氫能產業集群化發展水平將日漸提升，距離“打造世界級一流氫能產業標桿城市”的目標也越來越近。總之，有效貫徹落實氫能相關政策的引導，積極發揮北京氫能技術資源優勢，不斷拓展氫能多場景應用，培育氫能龍頭企業和產業聯盟，加強氫能相關標準的制訂，是有效提升北京氫能產業集群化發展水平的重要路徑。