咸陽市氫能產業發展技術路徑研究＊

胡 平，苑易偉，白 蕾，3，孟嬌嬌，3

（1.咸陽市新能源及微電網系統重點實驗室，陜西 咸陽 712000；2.西安理工大學自動化與信息工程學院，陜西 西安 710048；3.陜西工業職業技術學院電氣工程學院，陜西 咸陽 712000）

在全球應對氣候變化和清潔能源轉型的大背景下，氫能源以其綠色、高效、應用范圍廣等優勢，成為全球最具發展潛力的清潔能源[1]。隨著氫能技術的發展和進步，美國、日本、歐盟等發達國家和地區逐步將氫能上升到國家能源戰略高度[2]，相繼出臺一系列政策、規劃，明確氫能產業發展路線，不斷推進氫能產業基礎設施建設，大力開展氫能應用示范和推廣。中國在氫能產業方面也取得了一定的發展[3]，從科技創新、財政支持等方面鼓勵氫能技術的研究與示范。地方政府先行先試，大力支持培育了一批從事氫能產業關鍵技術研究和產品制造的企業，開展了氫燃料電池電堆、動力系統和汽車、氫燃料電池發電裝置等實踐探索，建設示范性加氫站等基礎設施，營造了氫能產業發展的良好氛圍。2019年的國務院《政府工作報告》中列出[4]：推動充電、加氫設施等建設，國家層面正在醞釀氫能產業發展戰略、路線圖，國內氫能產業布局已經初步形成。地方政府也積極制定氫能發展規劃與指導意見[5]，加快核心技術突破及產業化應用，把氫能產業作為實現新舊動能轉換、推動傳統產業轉型升級、加快能源結構調整和綠色低碳轉型的重要抓手。當前已初步形成自主技術研發、氫能制—儲—運—加—用等完整產業鏈，產業發展初具規模[6]，形成京津冀、長三角、珠三角、山東半島及環武漢地區等氫能發展先行區，并輻射帶動周邊地區，構筑形成了良好的產業發展氛圍。中國目前已經迎來氫能源產業發展新風口，機遇和挑戰并存、奮進與發展同在。

1 咸陽市氫能產業發展現狀與機遇

1.1 發展基礎

通過對咸陽市資源稟賦、氫能產業以及相關的產業配套進行分析，咸陽市具備氫能產業高質量發展的堅實基礎，具體優勢體現在以下3個方面。

1.1.1 制氫資源稟賦優越

咸陽市有很多氯堿化工產業，工業副產氫資源富余，制氫成本低，具有煤制氫的先天優勢。延長石油集團在延長興化集團建成碳氫工程技術中心和年產8萬m3純氫項目，規劃建設新材料科技產業園發展氫能產業。武功縣境內的陜西博菲特閥體控制技術有限公司專門開發加氫槍、氫閥、氫儲罐安全閥，并與航天六院開展技術合作，為火箭發動機提供液氫閥門。咸陽高新區的陜西六元碳晶股份有限公司，專門從事物理法提純石墨裝置與制備工藝研究，已形成99.999%的高純石墨粉體；近期又攻克了氫燃料電堆石墨雙極板成型技術。陜西中科起航科技公司已攻克了氫能汽車核心部件之一的儲氫系統控制器技術難題，解決儲氫瓶壓力、溫度、安全報警檢測與整車氫氣泄漏檢測問題。咸陽市天然氣公司與位于咸陽東郊的長慶石化具備每小時6萬m3的制氫能力和純化能力。

1.1.2 發展氫燃料電池汽車產業基礎條件好

新能源汽車發展技術路線中，公交客車及重型卡車、物流車的技術路線基本以燃料電池汽車為主，輕型乘用車以電動汽車或者混合動力汽車為主。咸陽市汽車產業基礎好，咸陽秦星雷丁汽車有限公司已研發出陜西省第一臺氫燃料電池大巴車，目前正在積極籌備咸陽公交示范線運行；武功縣的國營四達機械制造公司具備生產大中型客車、輕型客車以及軍用特種車的能力；咸陽秦楚汽車產業園覆蓋汽車銷售及零部件生產企業近40家。這些都為咸陽市加速發展氫燃料電池汽車產業奠定了基礎。

1.1.3 科教資源稟賦優越

陜西發展氫燃料電池具有得天獨厚的科技與人才優勢。陜西西氫航天動力科技有限公司聯合國家技術轉移中心建立氫能動力技術研究所，圍繞“燃料電池動力系統、電控輔助系統、水熱管理系統、燃料電池核心部件及共性技術”展開研究，專注于燃料電池汽車、燃料電池無人機、備用電源、動力電源、產品研發、產品檢測、產品試驗等領域的民用市場開發。陜西華秦科技公司電解氫制氫設備研制技術全國領先；陜西工業職業技術學院開展光伏純水（PEM）制氫技術攻關，已形成相應的SPE制氫技術儲備，正在進行產品樣本中試，并爭取產業化示范項目在咸陽落地。此外還有數家壓力容器企業正在進行儲氫、運氫技術研發，有望在不久的將來形成規模化生產能力。

1.2 存在問題

1.2.1 產業聚集效應較弱

咸陽市氫能產業還處于起步階段，氫能產業鏈還在構建過程中，部分環節還需進一步完善，氫能產業上下游企業之間的聯系較弱，制氫企業的氫氣供給方向不明，氫氣儲運裝備產品的生產、制造、研發、示范仍未廣泛開展。

1.2.2 區域協作有待加強

現有氫能企業布局分散，缺少區域氫能產業協同總體規劃，企業間無法有效協作聯動，各環節的研發活動趨于封閉，資源不能共享。企業只依靠單打獨斗難以突破規模化量產的技術屏障，急需支持和鼓勵產業內相關企業之間的協作，不斷提升產業集群發展水平，提高區域整體產業水平。

1.2.3 企業規模亟待培育

咸陽市成規模的氫能相關企業很少，特別是在儲運環節，目前仍屬于空白階段。在氫燃料電池汽車產業中，咸陽秦星新能源汽車擁有國內先進的專用車研發能力，但是目前尚未真正涉及氫燃料電池汽車領域，應將相關氫能汽車發展意向盡快落實為具體項目。

1.2.4 研發創新競爭力不足

目前咸陽市氫能企業核心技術缺少變革性的自主創新，與國外先進技術存在代差。在氫氣提純、儲氫材料與裝備、加氫站裝備制造等領域，與國際先進技術存在一定的差距；在氫燃料電池領域，核心技術和關鍵零部件仍受制于國外領軍企業，規模生產和市場應用還有較大距離。因此，亟需引導和鼓勵氫能企業開展自主創新，通過技術創新提升氫能產業競爭力。

1.3 發展機遇

1.3.1 國家實施“能源安全戰略”帶來重大戰略機遇

“保能源安全”是中央提出的“六保”任務之一。2020-01-01實施的《產業結構調整指導目錄》將高效制氫、運氫、高密度儲氫技術開發應用及設備制造、加氫等內容列入第一類第五項（新能源）中。從2020年開始，國家統計局首次將氫氣納入能源統計。國家實施“能源安全戰略”，有利于出臺氫能利好政策，有利于吸引氫能產業投資，有利于加快培養氫能人才。

1.3.2 “新基建”等大政方針帶來了新的市場機遇

2020年4 月，中央提出“保產業鏈供應鏈穩定”。2020年6月，中央提出形成“以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局”。這些大政方針為咸陽市建設氫能城市和發展氫能產業帶來了市場機遇。其中，“新基建”將提供內循環發展新動力，將創造多種多樣的應用場景，將帶來資金、人才等要素的“集聚效應”。

1.3.3 國內氫能發展勢頭迅猛預示了良好的發展前景

自2018年李克強總理參觀了豐田汽車北海道廠區后，氫燃料電池汽車即成為市場關注焦點，氫燃料電池產業市場規模急劇擴大。隨著氫燃料電池成本持續下降，預計到2030年燃料電池汽車市場規模將達到5 000億，車用燃料電池市場規模將達到1 200億。氫能發電供熱、家庭氫能熱電聯供等技術已進入試驗階段，氫能電站項目已被國家電網列入2019年科技項目指南，石化企業用氫也將持續增加。

1.3.4 氫能技術突飛猛進帶來了技術保障

2018年以來中國氫能產業開始加快發展，高性能產品的研發以及批量生產、催化劑等核心技術研發取得了重大進展，氫能制儲運技術基本成熟，氫燃料電池關鍵部件已有了自主知識產權。車用耐高溫低濕質子膜及成膜聚合物批量制備技術、車用燃料電池催化劑批量制備技術、質子交換膜燃料電池極板專用基材開發技術、公路運輸用高壓和大容量管束集裝箱氫氣儲存技術、液氫制取儲運與加注關鍵技術等關鍵共性技術得到發展。

1.3.5 咸陽市推進“大城市建設”帶來了基礎支撐

立足咸陽市氫資源、科技創新資源、產業鏈配套資源分布，統籌各地區產業基礎及發展定位，按照布局合理、各有側重、協同發展的原則，依托西咸新區打造咸陽市燃料電池產業鏈核心區。通過發揮秦創原創新驅動平臺總窗口的科技資源集聚和引導作用，區域工業配套、招商政策等優勢，加快引進未勢能源、清能科技、延長桑萊特等燃料電池領域優勢企業，發展配套產業鏈，打造燃料電池系統、電堆、關鍵材料及零部件的技術研發和裝備制造高地。

2 氫能發展技術路徑

在“碳達峰碳中和”背景下，咸陽市必須抓住能源轉型升級的機遇，積極拓展產業空間，重點圍繞燃料電池零部件、制氫、儲運、加氫站等產業鏈各個環節積極布局，招引核心企業，引育高端人才，盡快形成集聚效應，讓氫能產業成為咸陽市經濟發展新的增長極。

2.1 統籌謀劃，高點布局

摒棄以煤為主的能源發展思路，科學制定咸陽市煤-氫結合、風-氫結合、光-氫結合、電-氫結合的氫能產業發展路線圖。建立以氫能源整車、零部件、系統、輔助系統、電堆為特色的產業基地；依托“彬長旬、榆林神木、延安能化基地”布局建立制氫、儲氫基地，逐步把咸陽市打造成陜西最大的氫能產業化示范基地。在咸陽市率先開展氫燃料公交車線路示范運行、氫燃料電池灑水車示范運行，助力治污降霾，提升城市形象。加快建設氫氣管網、液氫等基礎設施重大示范工程。力爭通過3～5年時間，在西咸新區、咸陽高新區等，建成滿足各類型清潔能源汽車應用基本需求的充換兼容、快慢充互補、多場景結合、智能化的充電網絡和加氣網絡。

2.2 政策引導，激勵推進

研究制定《咸陽市促進加氫站建設運營補貼辦法》，對加氫站的運營給予階段性的扶持補貼；完善加氫站安全法規體系建設，加強安全管理及風險評估，科學布局加氫站網點；積極開展公共交通、租賃等領域的示范應用；創建產業集聚與應用示范園區，大力推進制氫、運氫、加氫等國內外優勢資源整合與良性互動，建立氫能產業企業孵化載體和創業扶持體系；利用秦創原科技創新平臺，吸引氫能產業技術公司落地秦創原核心區孵化轉化科技成果，形成氫能產業技術研發、裝備生產、系統應用聚集區。

2.3 產業聯盟，共同發展

由政府相關部門牽頭，聯合省內高校、企業、相關地市成立咸陽市氫能產業協同創新聯盟。通過政產學研用的模式，延鏈、補鏈、強鏈，推動氫能產業做大做強。以咸陽秦星新能源汽車為代表的汽車制造企業可聯合省內高校建立和優化新能源整車開發流程，推進氫燃料汽車尤其是公交車、物流車等特種車輛的研發及產業化，完善有關技術標準以及檢測、認證體系，實現汽車產業轉型升級與高質量發展。支持省內的油氣企業利用已有的天然氣、原油長輸管道，聯合高校、中石油管研院等單位，共同開展氫氣管道輸送相關技術研究。

2.4 筑巢引鳳，融合發展

通過舉辦招商推介活動等形式，不斷拓寬招商引資平臺，對符合產業政策擁有核心技術的項目與企業，實行綠色通道，積極引進氫能源產業龍頭企業，取得與經濟發達地區優質項目招商的比較優勢。加強氫能創新工程中心、氫能企業技術中心、氫能重點實驗室等創新平臺建設，引導企業重點發展燃料電池系統及核心零部件、站用加氫及儲氫設施、新型催化材料及助劑、電池生產裝備、新能源汽車整車、專用生產裝備和測試設備等相關產業，培育產業鏈，打造產業集群。

3 結束語

為深入貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神，牢固樹立“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，按照高質量發展要求，發揮咸陽市氫能產業先發優勢，推進氫能燃料電池關鍵技術突破和重大裝備國產化進程。實施“標準引領、核心帶動、品牌助力”發展戰略，建立健全咸陽市氫能產業鏈，培育氫能產業體系，科學布局并加快完善氫能基礎設施，加強創新平臺建設和人才團隊培育，加大力度支持氫能終端產品商業化推廣應用，將咸陽市打造成陜西省氫能產業商業化創新發展引領區。