氫能利用前景看好助推產業發展質效并舉

本刊記者 王睿佳

當前，能源低碳轉型訴求愈加明顯，氫能作為一種可儲、可電、可燃燒的能源，以其清潔、靈活高效和應用場景豐富的優勢被看作世界能源轉型的重要方向。從資源、環保等角度來看，氫能是汽油等化石燃料的理想替代品；從能源戰略角度來看，氫能則是二十一世紀世界能源轉型的焦點之一。我國是制氫大國，制氫量排名世界首位。2018 年以來，隨著相關利好政策釋放、各地大力支持，我國氫能利用迎來較大幅度發展，有望邁入世界前列。

政策支持頻現 各地積極響應

位于吉林省西北部的白城市，與我國東北地區大部分城市命運相似，依托昔日老工業基地的輝煌走得有條不紊，卻也難以實現突破性跨越式發展。2018 年，白城開始謀劃利用可再生能源制氫，提出建設吉林西部重要能源基地的發展戰略。吉林省委省政府對此高度重視，將建設“白城國家級高載能高技術基地”、打造“中國北方氫谷”上升為省級戰略。至此，白城開啟了新能源產業發展的“氫能時代”。

白城市的氫能發展規劃是我國各地積極響應國家大力支持氫能利用的一個縮影。2019年，氫能被首次寫進了《政府工作報告》，《報告》要求“推動充電、加氫等設施建設”；2019年3月，《綠色產業指導目錄（2019版）》發布，明確燃料電池裝備制造、氫能利用設施建設和運營等兩項為清潔能源產業，為氫能今后作為清潔能源而應享受的政策支持和相關福利獲取創造了條件；2020 年4月10日，《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》發布，其中，氫能被列為能源范疇，是中國第一次從法律上確認了氫能屬于能源；2020年9月16日，《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》出臺，明確中央財政將采取“以獎代補”方式對示范城市給予獎勵，爭取通過4年左右時間，建立氫能和燃料電池汽車產業鏈。

全國多地不斷吹響發展氫能經濟的集結號。河北省印發《河北省氫能產業鏈集群化發展三年行動計劃（2020～2022 年）》，將推動河北建投風電制氫工程，預計2020 年底前投產，新增制氫能力5700 千克/天；北京市發布《北京市加快新型基礎設施建設行動方案（2020～2022 年）》指出，在氫能領域，要探索推進氫燃料電池綠色先進技術在特定邊緣數據中心試點應用，組建1～2 家國家級制造業創新中心；四川省發布《四川省支持新能源與智能汽車產業發展若干政策措施（征求意見稿）》，提出18 條政策支持，其中有6 條政策涉及氫能與燃料電池發展；山東省發布《山東省氫能產業中長期發展規劃（2020～2030 年）》，大力支持打造“魯氫經濟帶”；青島市發布《青島市氫能產業發展規劃（2020～2030 年）（征求意見稿）》，提出通過完成近、中、遠期目標，夯實氫能產業發展基礎，完成氫能產業生態鏈和應用體系建設，實現“東方氫島”的總體發展目標；廣州市發布《廣州市氫能產業發展規劃（2019～2030 年）》，明確將廣州建成我國南部地區氫能樞紐，力求實現到2030年，建成集制取、儲運、交易、應用一體化的氫能產業體系，實現產值2000 億元；成都市發布《關于促進氫能產業高質量發展的若干意見》，立足成都氫能產業薄弱環節和亟待扶持領域提出22 條扶持政策，增加對氫氣儲存、運輸企業補貼……

促產業鏈完善 增進良性循環

氫能產業鏈分為制氫、儲運、加氫站、氫燃料電池應用等多個環節，鏈條長，復雜度高。在政策持續釋放驅動力的有利環境下，做好產業鏈上下游合理布局、上下聯動、橫向協同，促進各環節核心技術突破，形成產業合理布局、市場良性循環，是我國當前做好氫能利用的關鍵。

在制氫產業端，制備大規模低成本氫氣是關鍵。中國已是世界上最大制氫國。據相關數據評估，我國現有工業制氫產能為2500 萬噸/年，可為氫能及燃料電池產業化發展初期提供低成本的氫源。制氫技術路線按原料來源主要分為化石原料制氫、化工原料制氫、工業尾氣制氫和電解水制氫幾種。常規的制氫技術路線中以傳統化石能源制氫為主，即“灰氫”。我國制氫路線正在由“灰氫”向“綠氫”轉變，也就是著力開展以可再生能源電解水制得氫氣。我國“風”“光”資源豐富，且存在“棄風棄光”的客觀情況，采用“棄風棄光”制氫，既解決了風光新能源消納送出難題，又可低成本獲得零碳排的“綠氫”，更可能為可再生能源發展受限地區帶來“氫能經濟”發展機遇，可謂一舉多得，多方受益。

在氫能儲運端，氫氣的儲存主要有氣態儲氫、液態儲氫和固體儲氫三種方式。高壓氣態儲氫在世界范圍內已得到廣泛應用，低溫液態儲氫在航天等領域得到應用，有機液態儲氫和固態儲氫尚處于示范階段。目前，我國氫能示范應用主要圍繞工業副產氫和可再生能源制氫地附近（小于200 千米）布局，氫能儲運以高壓氣態方式為主。以我國對未來氫能發展的規劃可以看出，中長期，儲氫將以氣態、低溫液態為主，多種儲氫技術相互協同，氫的輸運將以高壓、液態氫罐和管道輸運相結合，并鋪設氫氣管網聯結城市、鄉村。

加氫站是氫能產業上下游用戶的聯系樞紐，是產業鏈中承上啟下的關鍵環節。截至2019年底，全國累計已建成的加氫站共有61座，已經投入運營的有52座，在建/擬建加氫站數量為72座。按照《節能與新能源汽車技術路線圖》規劃，到2020年底，我國計劃燃料電池汽車規模達到5000輛，建成加氫站至少100座；到2025年，建成加氫站至少300 座。但是中國加氫站目前都尚未盈利，從加氫站的營運模式來看，能否盈利主要取決于運營成本（氫氣的價格）、投資額（設備）、加氫站運行負荷（燃料電池汽車保有量）。

從氫能實際應用來看，氫燃料電池是氫能高效利用的最有效途徑。我國氫能產業鏈已具雛形，且燃料電池系統性能已滿足商業化需求。當前，多地政府均積極支持燃料電池產業發展，出臺相關政策予以支持，“以獎代補”、建立示范城市群，氫燃料電池及燃料電池汽車的發展迎來機遇。今后，發展燃料電池新技術、新業態融合應用的商業化、可持續模式，將成為氫能利用落地、產業良性運轉的重要支撐。

資料圖

探索有效路徑 助力全面發展

“十四五”即將開局，低碳發展和能源轉型勢在必行，氫能利用是我國未來能源技術戰略性的選擇。我國氫能及相關產業發展，應繼續做好統籌整個產業結構的合理規劃布局，補齊短板，創新科技、探索更多有效商業運營模式，示范推進，引領國家氫能產業健康有序發展。

完善氫能產業標準，發展規劃放眼未來。“不斷完善氫能和燃料電池多元標準體系，加快標準供給。根據氫能產業重點發展方向和產業需求，積極采用國際標準，開展國家標準制修訂，鼓勵相關社會團體修訂標準，快速響應氫能和燃料電池領域技術發展和市場需求，實現標準多元供給體系，助力產業發展。”國家市場監督管理總局標準創新司姬二明表示。為保障相關標準的出臺，我國已經成立了全國氫能標準化技術委員會和全國燃料電池及液流電池標準化技術委員會，主要負責氫能的生產、儲運及應用標準化的制定。但隨著氫能在各個領域應用的逐步深入和技術進步，需要制定或者修訂越來越多的新標準。尤其對不同類型的安全問題需要予以足夠的重視，制定嚴格的標準和完善的管理程序，保證氫能產業鏈的整體安全。發展氫能產業是未來能源轉型的重要路線之一，具有良好的發展前景。我國應及時制定氫能全面發展的目標規劃及線路圖，在清晰目標的指導下，更快更好發展氫能產業。

加強基礎設施建設，穩步助推產業體系發展完善。早在2018年，時任全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼就提出：“要抓基礎，加快充電加氫等基礎設施建設。”目前我國輸氫管道只有約100 千米，終端加氫站不到百座，基礎設施薄弱，大大制約了氫能產業鏈的整體發展。從合理布局角度出發，應從國家層面重點扶持氫能基礎設施建設，動員各方力量，吸引社會資本參與建設，并在運營過程中給予充分的財稅惠補，同時支持相關國有能源企業加大對油氣管道的配套改造與完善，增補管道的氫能輸送功能。

促進技術研發突破，加快關鍵部件和設備國產化進程。氫能產業鏈條長，制取、儲運、加氫設施及下游應用，涉及不同環節不同技術路線。近年來，我國在科技專項、創新工程等方面重點布局，氫能及燃料電池重點領域技術取得較大進展。當前發展階段，應推動關鍵技術攻關。制氫環節，應繼續推動以煤制氫為主向可再生能源電解制氫轉變；儲運方面，需加快高壓、液態儲運技術研究，提高長距離儲運水平；氫能應用，要支持氫燃料電池多場景應用；同時還應加強氫燃料電池基礎材料、關鍵零部件和相關產品的研發突破并實現產業化應用。

加快構建氫能供應體系，降低氫能供給成本。我國北方地區市場終端的氫氣價格在70 元/千克，長三角和珠三角區域價格在80～120 元/千克，與汽柴油的價格相比競爭力嚴重不足。根據國際能源署、國際可再生能源署最新報告，到2030年可再生能源制氫成本將大幅下降（可能下降30%），氫能將在全球實現大規模利用，可再生能源制取的綠氫將成為最主要的氫源。因此，我國應因地制宜，加大力度探索發展光伏、風電、水電等可再生能源制氫，支持光解水、生物發酵等綠色制氫技術示范及產業化發展，形成氫能產業生態鏈和供應體系建設，真正成為“氫能大國”。

防范產業無序競爭，探索有效商業運營模式。氫能產業橫跨能源、材料、裝備制造等多個領域，既能有效帶動傳統產業轉型升級，又能催生新產業鏈，整合帶動效果突出。我國氫能產業化并未完全成熟，要通過出臺相應政策法規合理約束整個產業鏈的上下游利益相關方，避免無序競爭擾亂市場良性循環發展。同時，積極探索實踐基于氫能全產業鏈的成熟可行的商業模式，建立氫能產業市場化發展機制。例如支持以工業副產氫（僅限于既有產能）、可再生能源制氫替代煤炭或天然氣制氫，應用于傳統煉鋼、化工等行業，開展綠色化工（合成氨、甲醇等）試點示范。

培養產業鏈各環節優秀人才，擴大氫能領域專業人才隊伍。我國龐大的工業實力和消費基礎為氫能產業發展提供了規模優勢。但是，往往伴隨新產業發展而來的是人力資源供給的滯后。我國目前缺少氫燃料電池專家，也很少有大學提供相關課程；加氫站的維護、運營、氫燃料電池的安裝和運行均需要熟練的技術人員進行操作。因此，加強氫能領域專業人才培育，引進國外優秀的專家學者來華，勢必是我國氫能產業健康可持續發展的關鍵。

順應全球融合發展潮流，整合對接全球氫能和燃料電池資源，開展高層次的國際合作。在經濟全球化的大局中，與世界深度融合是國內氫能產業發展的必然選擇。面向未來，我們要繼續開放合作，充分利用國內外的優勢資源，重點在氫能基礎建設、燃料電池汽車示范推廣、商業化模式等領域，共同推動氫能產業可持續發展。國際氫能委員會預計，要建立氫能經濟，在2030 年之前，全球每年需要投資200～250億美元，同時需要各國在長期的政策框架支持下大規模部署氫能，通過規模效應降低氫能生產和應用成本，這樣才能全面實現大規模可再生能源的整合和發電、跨部門和跨地區的能源分配，提高能源系統的抗御能力，加速在氫能運輸、建筑熱能、電力及工業領域的脫碳過程以及為工業提供清潔的原料等氫能發展的總體目標。