綠色低碳循環城市建設視角下嘉興氫能產業發展研究★

秦國棟， 陳曙光， 戴志冰

（1.嘉興職業技術學院， 浙江 嘉興 314000； 2.同濟大學浙江學院， 浙江 嘉興 314000）

0 引言

嘉興市錨定“碳達峰、碳中和”目標，大力推動能源結構性優化調整，構建低碳產業體系，開展綠色低碳科技創新。2021 年，嘉興市馳而不息推進生態環境整治，積極構建綠色能源體系，全力打造綠色低碳循環城市金名片。發展氫能，是打造綠色低碳循環城市金名片的重要路徑。氫能作為來源廣泛、零排放的二次能源，被視為本世紀最具發展潛力的清潔能源，是未來能源技術革命和產業發展的重要方向[1]。

1 我國氫能發展現狀

1.1 政策環境發展現狀

自2019 年《政府工作報告》首次提出發展氫能以來，國家密集出臺了一系列相關扶持政策，氫能的地位不斷提升。2019 年制定的《新能源汽車標準化工作要點》《關于推動先進制造業和現代服務業深度融合發展的實施意見》等政策，旨在推動氫能源的發展、開展氫能的創新研究。2020 年4 月，氫能被寫入《中華人民共和國能源法》，將氫能納入到能源范疇，在法律層面為氫能發展鋪平了道路。同年9 月，五部委聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》，采取“以獎代補”方式，對入圍示范的城市群撥付獎勵資金，鼓勵發展氫能及燃料電池。2022 年3 月23 日，國家發改委、能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035 年）》。規劃指出，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分、氫能是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體、氫能產業是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向，該規劃將促進氫能產業規范有序高質量發展[2-4]。已經出臺的國家層面的關鍵政策如表1 所示。

自2019 年以來，多省市相繼發布氫能及燃料電池車產業規劃，加速氫能產業化進程。北京、山東、河北和浙江等省市相繼出臺氫能及燃料電池車發展規劃或扶持政策，并從產業規模、企業數量、燃料電池汽車和加氫站等方面明確階段目標。部分省市發布氫能產業規劃如表2 所示。

1.2 我國氫能資源情況

隨著我國氫能政策的逐漸明晰，且應用越來越廣泛，氫能產業發展步入快車道，氫氣產量持續增長。根據中國煤炭工業協會的統計數據，2021 年我國氫氣產量將近2 700 萬t，到2022 年將超2 800 萬t，如圖1 所示。

圖1 2016—2022 年中國氫氣產量

目前，國內已由單一的化石能源制氫發展為多種制氫模式，不同地區可以依據自身資源情況，結合不同技術路線確定制氫產能。根據中國氫能聯盟、中商產業研究院的預測，到2050 年，可再生能源制氫將占70%的制氫總量，如圖2 所示，可充分降低碳排放，助力我國實現“雙碳”目標。

圖2 2020—2050 年中國氫氣供給結構

1.3 我國加氫站發展情況

與高速發展的氫能制儲運以及氫能應用相對應，我國的加氫站需求量也在激增。隨著中石化、中石油等企業的加入，極大地加速了建站進度。截止2022 年6 月1 日，中國累計建成201 座加氫站，且198 座在運營，如圖3 所示。另外，在建85 座，規劃建設170座。根據預測，2035 年，我國加氫站數量將突破2 000座，屆時交通加氫設施將初現規模。

圖3 2022 年中國加氫站分布情況

1.4 我國氫能應用情況

我國氫能應用集中在工業、交通、電力和建筑等四大領域，其中，在交通領域的燃料電池車目前應用較多。與燃油汽車相比，燃料電池車具有無污染、零排放、無噪聲和無傳動部件等優勢。與電動車相比，又具有續航里程長、充電時間短和起動快等優勢。故業內預言，新能源汽車的終點是燃料汽車。我國目前已研發出燃料電池乘用車、客車和物流車等不同類型。據中國汽車工業協會統計，2021 年，燃料電池汽車產銷分別為1 777 輛和1 586 輛，同比分別增長48.2%和34.7%，如圖4 所示。2025 年，預計達到5 000 輛。

圖4 中國燃料電池汽車產銷情況

2 嘉興市氫能源發展現狀

2.1 政策情況

嘉興市為響應國家氫能戰略，全市重點打造氫能產業平臺，出臺多項氫能產業發展扶持政策，涉及到加快氫能產業培育、增強產業創新動力、加快示范應用推廣和強化要素資源支持等多個方面，如表3 所示。這些政策的出臺，有力地推動了嘉興市氫能產業高質量發展。

表3 嘉興氫能產業發展相關支持政策

2.2 產氫情況

從全國地域來看，嘉興市工業副產氫資源豐富，主要來自于嘉興港區和平湖市的化工新材料產業基地。2021 年，全市工業副產氫產能為5.3 萬t。2023 年預計生產15.9 萬t，2025 年預計可以達到25 萬t，2030 年預計可以達到30 萬t，如圖5 所示。嘉興市豐富的工業副產氫能，可以充分保障嘉興市及長三角周邊城市的燃料電池汽車使用。

圖5 嘉興市氫能產量圖

2.3 儲氫加注站發展情況

作為國家燃料電池汽車示范應用上海城市群的一員，嘉興市將成為浙江省氫燃料電池汽車產業發展的重點地區。嘉興市近年來出臺了多項政策，支持本地區氫能燃料汽車及加注站的發展。截止2022 年6月，全市氫燃料電池汽車183 輛（公交車146 輛、貨車37 輛）。其中，嘉善縣120 輛（公交車100 輛、物流運輸車20 輛）、市本級公交車15 輛、平湖市公交車16輛、港區32 輛（公交車15 輛、重卡及物流運輸車17輛）。加氫站5 座，其中，嘉善縣3 座、平湖市1 座、港區1座。具體見圖6。

圖6 嘉興氫燃料電池車輛分布圖

2.4 產業鏈培育及應用情況

嘉興市圍繞產業鏈開展強鏈招商，自2019 年以來，已經連續舉辦了三屆長三角氫能產業高峰論壇，通過各種途徑，先后引進了美國空氣產品公司和法液空等國際氣體產品巨頭的液氫項目，以及愛德曼氫能源裝備有限公司、浙江鋒源氫能科技有限公司、德燃（浙江）動力科技有限公司和浙江漢丞新能源有限公司等一大批行業頭部企業，基本實現了氫氣制備、儲運、加注及氫能裝備核心部件和燃料電池動力系統集成的全產業鏈布局。

同時，嘉興市注重氫能產業平臺培育，先后組建了浙江清華長三角研究院、長三角氫能產業技術聯盟和嘉興市長三角氫能產業促進會等高能級產業創新與合作交流平臺。長三角氫能產業技術聯盟是面向長三角層面的最具影響力的氫能產業技術創新聯盟，目前，匯聚了區域內外60 多家氫能龍頭企業，對推動氫燃料電池汽車等產品和技術的轉移轉化及規模化應用發揮了重要作用。嘉興市長三角氫能產業促進會是由浙華投資、嘉化能源、東恒石化、德燃動力、愛德曼和鋒源氫能等市場主體共同發起成立的行業性社會組織，對于促進氫能產業發展，擴大產業影響力發揮著重要作用。

嘉興市開展燃料電池重卡和輕型物流車示范項目的“揭榜掛帥”。在嘉興港內短駁應用場景推廣氫燃料物流車，在先期氫能重卡試運行的基礎上，繼續推進燃料電池重卡和輕型物流車的示范應用。依托嘉興港區、平湖獨山港及現代綜合物流園等物流場所，將氫能拓展應用到港口集卡車、物流車、環衛車和叉車等各類場景。加大氫能技術在生鮮冷鏈、快遞分撥和電商物流等場景的應用推廣。

3 嘉興氫能發展面臨的關鍵問題

3.1 技術水平存在差距，成果轉化有待加強

嘉興市目前匯聚了一批氫能產業研發領軍人才和專業化團隊，但是氫能核心技術與國外先進水平依然存在較大差距，主要體現在氫燃料電池和氫氣存儲兩個方面。燃料電池方面，氫燃料電池電堆核心技術及關鍵零部件與世界先進水平差距較大。在氫氣存儲方面，加氫站氫氣壓縮機、高壓儲氫系統關鍵部件以及氫氣加注機等與國際先進水平仍有較大差距，尤其是在儲氫材料及相關配套零部件領域，差距更加明顯。

3.2 產業鏈條尚未形成，龍頭企業亟待培育

目前，嘉興市氫能產業覆蓋了制氫、氫燃料電池與系統和氫燃料電池關鍵零部件等環節，氫能產業形成了一定的先發優勢和集聚態勢。但是，仍存在整體上產業鏈的完整性不足、關鍵龍頭企業不足等問題。從產業鏈看，在高性能氫氣儲運裝備和材料存在突出短板，氫燃料檢驗檢測等配套裝備產品還有待加強和提升。從企業主體看，一方面嘉興市現有的企業大多處于初創期，成立時間短，多數企業真實配套銷售數量較少，市場出貨量和占有率較低，產品運行穩定性有待驗證。另一方面，嘉興市本地缺乏有資質的燃料電池龍頭企業帶動，亟待引進和培育若干龍頭企業，增強產業的核心競爭力。

氫燃料電池代表著今后的氫能發展方向，嘉興市雖然有德燃動力、愛德曼等企業，但目前氫燃料電池整體應用占比較低。同時，在燃料電池環節，產業化尚處于早期，經濟性短板突出，主要是氫能及燃料電池部分關鍵零部件、核心原材料環節上國產化缺失，進口依賴度高，導致價格居高不下。在應用環節，氫燃料電池車輛主要還是依靠政府補貼，應用端購置成本、運營成本和處置成本也亟待降低。

3.3 供氫網絡尚未建立，示范規模亟待提升

嘉興市無論是加氫站等基礎設施配套，還是氫能燃料汽車示范應用推廣量，都無法達到孕育一個產業的市場規模和能級。

1）加氫站方面。嘉興市目前有5 座加氫站，且多處于示范模式。氫氣到目前還屬于危險品范疇，加氫站主管部門不夠明確，審批難度較大。在建成的加氫站中，缺乏有效的商業模式，不能實現盈利。加氫站建設成本昂貴，日加注能力和日加注率均不高，導致盈利不足，加氫站投資者信心不足，積極性較低。加氫站建設成本較高，投入回報率低，推行難度較大。

2）氫氣儲運方面。嘉興市普遍采用20 MPa 氣態高壓儲氫和長管拖車運輸方式，儲氫技術方面處于全國先進水平。但是，這種方式下運輸費用占氫氣終端消費價格的一半，成本仍然較高，需要進一步提高高壓氣態儲氫的儲氫密度和單車運氫量。而在天然氣管道摻氫、純氫管道輸送技術和工程示范等方面，目前還沒有涉及。

3）示范推廣方面。截止目前，嘉興市共推廣燃料電池公交車183 臺，打造了氫能示范公交線3 條，較小的示范推廣規模又反過來限制了加氫站的規劃和拓展。

3.4 政策體系尚不健全，管理體制有待創新

從政策體系看，尚未形成從企業研發、車輛補貼、加氫站建設、示范運行及產業招商等完整的配套政策體系，對氫能產業缺乏持續性和精準性資金投入，導致產業核心技術和核心零部件方面缺乏核心競爭優勢，對加氫站建設缺乏引導性的政策補助，導致企業對加氫站的投資畏首畏尾。

從管理體制看，加氫站基礎設施建設缺乏主管部門統一規劃，導致建設周期長，是阻礙加氫站建設的主要因素。加氫站投入運營之后，如何保證安全高效地管理，目前也缺少相關的制度和管理規范。

4 嘉興氫能發展的建議

1）強化政策支持，優化氫能產業發展政策體系。建議繼續完善關于氫能的地方性法規和相關政策，按照國家發改委、能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035 年)》盡快出臺嘉興市的中長期規劃，明確監管主體部門。同時，建立健全行業監管體系和標準體系，進一步細化加氫站建設管理審批流程，盤活用地，進一步放寬用地性質限制。鼓勵研究機構及企業，積極探索制氫—加氫一體化模式，研究加氫站內制氫安全標準和操作規范。出臺進一步的扶持政策，加強對加氫站等基礎設施建設的財政資金扶持，鼓勵國有企業參與建設加氫站，政府搭建平臺鼓勵加氫站建立自己的商業模式，提升市場主體活力和全產業鏈發展潛力。

2）堅持創新驅動，加強氫能科技攻關和基礎研究。充分發揮嘉興市在長三角地區以及全國氫能源產業的優勢，進一步加強氫能產業基礎研究，建議設立氫能與燃料電池嘉興科研專項計劃，統籌布局和培育氫能重點實驗室、關鍵技術裝備研制以及組建成果轉化平臺，組織嘉興地區骨干企業、本地區及全國優勢高校和科研院所聯合攻關，在氫能制取、存儲、運輸、加注和場景應用等全產業鏈上，以及關鍵材料及核心技術設備瓶頸上重點突破，全方位提升氫能基礎研究、前沿技術等原始創新力。充分發揮嘉興市軍民融合深度發展的戰略優勢，推動氫能軍民用共性關鍵技術攻關，引導和鼓勵帶動更多民營企業參與進來，共同推動技術創新成果轉化應用，加快關鍵材料國產化進程，進一步補齊氫能全產業鏈供應鏈短板。嘉興地區應加快氫氣生產及提純裝備、氫氣儲運裝備、燃料電池及相關配套裝備重點布局及研究，爭取在電堆、雙極板、膜電極、空氣壓縮機、質子交換膜、催化劑、碳紙、氫氣循環系統和儲氫罐閥等“卡脖子”技術上實現突破，形成一批國內領先的新產品、新技術、新材料企業。

3）加強戰略布局，爭取氫能產業發展主動權。加快完善氫能政策頂層設計，在制度新能源政策時突出氫能及氫能產業在能源結構中的戰略地位，將氫能及氫能產業作為嘉興市未來能源發展的重要方向，加快推動氫能與風、光、電等可再生能源深度融合，在國家新一輪能源科技競爭中贏得主動。加快編制嘉興市氫能產業發展長期規劃，明確中長期目標、路線圖和可操作的實施細則，打造建設平臺，推動建立跨部門的氫能產業協同發展，科學制定氫能與氫燃料電池汽車產業發展行動方案，整體規劃嘉興市重點區域的中長期產業發展路徑，統籌布局全嘉興市氫能基礎設施，鼓勵開展多元化技術示范和應用，進一步拓展氫能在儲能、發電、工業等領域應用。支持長三院等社會組織和龍頭企業牽頭或參與制氫與提純、儲氫與加注、加氫站建設、氫能應用與檢測等標準制定，推動嘉興市優勢產品、技術成為國家或行業標準。對牽頭制定并完成國際標準、國家標準和行業標準的部門、企業給予獎勵。

4）注重人才建設，加強氫能國際交流與合作。積極推動嘉興市內高校、科研院所創新學科設置，加強氫能發展前沿方向和交叉融合領域學科建設，引進國內氫能研究領域知名高校到嘉興市建立研究所，推進氫能基礎學科人才培養，加快壯大氫能研究型和技能型人才隊伍。積極推動國際交流與合作，建設國際氫能人才交流與合作研發平臺，推動氫能企業深度融入全球氫能產業鏈，加強與發達國家在標準領域的合作，進一步縮小與國際先進水平的差距。嘉興市要不斷優化科技人才引育環境，加大對氫能產業人才的支持力度，以優惠的政策和良好的環境吸引更多氫能人才留在嘉興，為推動氫能產業高質量發展提供堅強有力的科技人才支撐。