論氫產業鏈供應鏈的新質生產力發展對策

關鍵詞：新質生產力；氫能；產業鏈供應鏈

中圖分類號：F274 文獻標識碼：A 文章編號：2096-7934（2025）07-0071-08

新質生產力是創新起主導作用，具有高科技、高效能、高質量特征，符合新發展理念的先進生產力質態［1］，而氫能被認為是最有前途的清潔能源之一，具有能量密度高、零排放、無污染等特點，是解決石油石化資源日益枯竭和化石燃料污染問題，推動綠色能源領域發展的重要研究對象，擁有廣闊的技術應用前景。伴隨全球“碳中和”協議的推進，能源綠色低碳轉型已成為應對氣候變化、環境污染等挑戰的全球共識，也是我國“雙碳”目標實現的根本途徑與必然選擇，因此促進我國氫產業鏈供應鏈的新質生產力發展具有重大戰略意義。安全有序推進綠色低碳轉型需發揮氫原料的重要作用，交通和工業等脫碳難度較高領域的碳中和行動亦依靠氫提供解決方案。目前，中國氫能源行業遭遇“外冷內熱”的狀況，盡管投資者情緒激昂，且氫能源作為新興產業市場潛力巨大，但亟須建立健全的支持體系，以助力產業鏈供應鏈上的企業克服發展難題［2］。

一、氫能研究現狀

（一）國外

氫能作為能源載體并非新興話題。20世紀70年代，國外提出了把氫氣作為運輸部門燃料的討論話題。然而，由于投資高昂、生產成本高及更便宜的燃料的可替代性，氫燃料的承諾并未實現，圍繞含氫安全性的其他擔憂也使其難以被采用［3］。盡管如此，隨著各國減少溫室氣體排放和尋求更清潔燃料的需求日益增長，使得氫重新成為一種潛在的能源載體，氫氣的應用重點也不再僅僅局限于運輸部門，還涉及供暖、化工和鋼鐵等多個行業，可以幫助各個行業深度脫碳。

一些發達國家如歐美日等爭相制定國家氫能戰略，并積極出臺有利于氫能市場發展的政策［4］。2019年，國際可再生能源機構（IRENA）發布了一份報告，以響應G20（二十國集團）能源創新行動計劃的呼吁，對創建清潔氫經濟所需的長期戰略和途徑進行了廣泛分析。IRENA表示，氫將滿足全球能源總需求的6%。相比之下，氫能委員會估計，氫能可以滿足全球近18%的能源需求。目前，許多發達國家正積極推動“氫能經濟”的發展，并將氫能及其燃料電池技術置于重要位置。2014年，美國奧巴馬政府出臺的《全面能源戰略》強調了氫能在交通領域轉型中的主導地位，視其為傳統能源的高效替代能源。2019年，日本更新了《氫能與燃料電池戰略發展路線圖》，著重指出了未來需深入探索的三大技術領域：燃料電池技術、氫供應鏈技術，以及電解水制氫產業鏈技術。到了2020年，歐盟出臺《歐盟氫能戰略》，明確將綠色氫能作為未來發展的核心焦點。截至2021年，包括日本、德國和韓國在內的17個國家已開始準備氫能戰略，以逐步推出新的應用、基礎設施、技術及貿易規則推動氫能產業［5］。

（二）國內

2021年，我國“十四五”規劃中明確指出，要積極促進氫能及儲能等前沿科技與產業變革領域的發展。根據中國氫能聯盟發布的《中國氫能及燃料電池產業白皮書》，到2050年氫能在中國終端能源結構中的比重將上升至10%，與電力互為補充，共同成為中國終端能源消費的關鍵支柱之一［6］。2022年3月25日，國家發展改革委發布《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》，這是中國首次針對氫能產業的中長期規劃，正式明確氫能是未來我國能源體系的重要組成部分，充分發揮氫能對“雙碳”目標的支撐作用，構建涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫能應用生態［7］。據國家能源局發布的數據，2023年中國氫能產量約為3550萬噸。統計數據顯示，2023年中國電解槽總出貨量在1200MW左右，同比增速約50%，市場規模達到了30億元左右。2024年11月8日，《中華人民共和國能源法》頒布，將氫能明確納入能源管理體系，把氫能與煤炭、石油、天然氣、核能等傳統能源，以及風能、太陽能等可再生能源并列，正式確認其作為能源的法律地位［8］。目前國內公開在建以及規劃建設中的電解水制氫示范項目，制氫裝機總規模超過41GW，其中98%為可再生能源制氫項目。這表明綠氫項目投建呈現爆發式增長態勢，未來市場規模有望繼續擴大，氫能作為戰略性能源將會重構國家能源結構。中國氫產業鏈經過近3年的示范，下游氫燃料車產業基本完成了由0到1的突破，關鍵技術完成攻關，降本速度遠超預期。

中游氫氣儲運裝備產業加速推進工藝革新與場景應用，有效提升了氫氣跨區域、大容量、高效能的儲運水平。上游氫氣制造裝備產業也呈現出蓬勃發展的態勢。從關鍵零部件研發制造，到核心裝備的集成組裝，各環節均在探索標準化、模塊化的生產模式。

整體看，氫能產業鏈逐步完善，供氫體系初步建成，管理體系已現雛形。現階段氫能產業的關鍵任務是從小規模示范走向規模化示范，探討商業化運行模式和構建基礎設施網絡體系是關鍵課題。氫能產業鏈供應鏈各環節相互協同又相互制約［9］，核心是可接受成本下的消納市場環節。本文主要聚焦于新質生產力下氫產業鏈供應鏈的制備、儲運和應用。

二、氫產業鏈供應鏈

（一）氫產業鏈供應鏈

氫產業鏈供應鏈由許多設施和活動組成，包括原材料供應商、生產工廠、儲存設施、加氫站等。在供應鏈網絡中，原材料從供應商運輸到生產工廠，在生產工廠生產所需的氫氣形式和數量并運輸到儲存中心，然后由儲存中心分配到加氫站，最后提供給最終客戶。如圖1所示。

制氫是氫能產業鏈的起始階段，制取方式依據原料及工藝的不同，可被劃分為灰氫、藍氫和綠氫三種類型。灰氫源自化石燃料，生產過程中伴隨大量二氧化碳排放；藍氫則源于化石資源的轉化，或在此過程中捕獲并封存產生的二氧化碳（CCS技術）；綠氫則是通過可再生能源驅動的水電解過程制取，全程無碳排放，被視為氫能應用的理想方案。2016年中國氫能年產量為2100萬噸，灰氫占比高達62%，藍氫占37%，而綠氫的比例僅為1%［10］。當前，雖然可再生能源即綠氫在制氫環節內的占比不高，但這種制氫方式是吸收過剩可再生能源、解決電力產業結構性產能過剩的最有效方法，結合國家“雙碳”戰略政策，未來綠氫代表著制氫領域的主要趨勢［11］。

當前電解水制氫主要包括堿性電解水、質子交換膜電解水、固體氧化物電解水三種，其中堿性電解池技術最為成熟［12］，水電解制氫的整體成本大約是煤制氫和天然氣制氫的3倍到4倍，高昂的成本是阻礙其大規模應用的關鍵因素。制氫環節作為氫能應用的基礎支撐，確保充足、穩定且價格合理的氫氣供應對于氫能的大規模應用至關重要［13］。隨著“雙碳”目標驅動眾多行業聚焦綠色低碳技術，電解水制氫技術備受矚目。傳統企業擴大產能，新興企業進入競爭，外資也加速布局中國市場，電解槽新品頻出，目前仍以堿性電解槽（AWE）為主。

儲運氫環節在氫氣制取源頭和應用終端之間起連接作用，安全有效地儲運氫是當前氫能源系統面臨的重要挑戰［14］。目前，氫氣的儲存方式主要有三種，氣態儲氫、液態儲氫及固態儲氫，其中固態儲氫因其高體積儲氫密度和較高的安全性，獲得了國內外學者的廣泛關注［15］。固態儲氫通過固態儲氫合金材料可以實現在低溫中壓下吸收氫氣，在加熱時放氫，通過化學反應，氫可以在高密度和低壓下儲存在金屬氫化物中，安全性更高，例如，甲苯加氫合成甲基環己烷，儲氫量可達6wt%以上，金屬氫化鎂儲氫理論上可獲得較高的儲氫量（gt;7wt%），合成氨可儲存17wt%以上，合成甲醇可儲氫18wt%以上（包含水汽重整過程中從水中獲得的氫）［16］。甲醇和氨也被視為具有廣闊前景的儲氫技術選項，例如，“液態陽光甲醇”是由太陽能制取氫能，再利用綠氫還原CO2制取的甲醇，它是一種高效的能源儲存手段。首先，甲醇便于儲存與運輸，并能通過水汽重整過程高效釋放氫氣，其儲氫容量遠超其他儲氫化合物。其次，甲醇能直接將二氧化碳資源化轉化，即生產一噸甲醇可以吸收1.375噸的二氧化碳。若生產規模達到10萬噸的“液態陽光甲醇”，則能相應地吸收約14萬噸的二氧化碳。

氫能發展的前景在于大規模應用。氫能的主要應用領域聚焦于交通行業（特別是氫燃料電池車輛），其中，燃料電池作為氫能技術的核心組件，扮演著不可或缺的角色。因此，燃料電池技術的持續創新成為氫能產業長期關注的重點研究方向。此外，綠氫在下游應用中，可以通過耦合傳統化工生產綠色化學品，以此推動煤油化工行業的減碳進程，助力地方實現碳達峰目標［17］。此外大部分可再生能源制氫項目選擇源網荷儲并與電網系統相連，綠氫用于發電，成為各種能源耦合互補運營的橋梁，被認為是最綠色的能源［18］。

（二）氫作為新質生產力的戰略意義

新質生產力要求先進地、創新地、引領地發展市場短缺產品，加強科技攻關，突破國外壟斷，研發生產出更多高端新材料。新質生產力從本質上也蘊含著對綠色的要求，強調人與自然和諧共生，就是不能走回原來依靠自然資源，走高耗能高污染的發展之路，必須找到一條新的發展之路，恰好氫能是清潔、高效、零污染、可再生的新型能源。2024年《政府工作報告》［19］將現代化產業體系建設和新質生產力列為工作任務之首，并提出：“加快前沿新興氫能、新材料、創新藥等產業發展，積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎。”這是黨中央在全國年度經濟發展規劃方面，首次指出要加快氫能產業的發展，將氫能產業作為發展新質生產力的主要產業陣地之一。

傳統能源作為一次能源，資源量及環境約束長期受限，而我國作為世界上最大的能源消費國，能源安全直接關系到國家的穩定和發展。目前俄烏戰爭、巴以沖突等國際經濟、政治動蕩局勢加劇，全球能源市場波動加劇，確保能源穩定性和安全性對我國而言是一個重大挑戰。應對氣候變化和能源轉型壓力，我國對新能源戰略性轉型的需求大大增加。我國風光自然資源稟賦豐富，新能源作為清潔能源，來源清潔、用途清潔且單位制電成本低，能夠大大增強能源自主供應能力，減少對進口能源的依賴，具有戰略意義。

但目前新能源面臨的主要問題是，隨著新能源大規模接入，風光等資源出力不確定性強，負荷特征也更具隨機性和波動性，電力供應與電力需求不匹配，使得發電側棄風棄光現象嚴重，用電側負荷峰谷差拉大，這對電網的供電穩定性提出了更高的要求，如何減少棄風棄光現象、滿足電力供需負荷均衡、提高電網系統的靈活性已經成為近幾年熱議的話題。

這時引進氫能對電網系統安全穩定運行，避免棄風棄光現象具有重要的意義。氫能能夠發揮儲能作用，在能源供應過剩時，剩余電能用于可再生能源電解水制氫，將電能轉化為化學能，儲存電能以備流動性需求。而當能源需求高峰或新能源發電低谷期，儲存的氫氣可以通過燃料電池等方式發電，快速響應并調節電力輸出，有效緩解能源供需的時間錯配，實現能源的時空轉移，為構建以可再生能源為主的新型電力系統提供解決方案，推動能源轉型。如圖2所示。

此外，氫作為新質生產力的戰略意義還體現在：第一，助力傳統產業升級。在傳統化工產業中，氫是合成氨、甲醇等重要化工產品的關鍵原料。利用可再生能源電解水制氫替代傳統的化石能源制氫方式，可降低碳排放，以氫為原料還能開發出更多高附加值的化工產品，拓展產品發展空間。同時，氫燃料電池汽車具有零排放、續航里程長、加氫時間短等優勢，可有效解決傳統燃油汽車以及鋰電池汽車的環境污染和續航難等問題，是交通運輸產業未來發展的重要方向；第二，促進產業協同經濟。氫的生產、儲存、運輸和加注等基礎設施建設，需要能源、化工、機械等多個產業共同參與，氫燃料電池及相關零部件制造需要多領域技術和產業支持，涉及材料、機械制造、電子信息等多個行業，這將帶動上下游產業鏈供應鏈協同發展，形成氫原料-氫產品為核心的產業集群，促進各產業間的技術交流與創新合作，提升區域經濟。

三、氫產業鏈供應鏈發展面臨的挑戰及對策分析

（一）氫產業鏈供應鏈發展面臨的挑戰

中國氫產業鏈供應鏈相關企業在技術研發、產品生產、市場拓展等方面均取得了顯著的成績，為中國氫能產業的發展做出了重要貢獻。但氫能企業在快速發展的過程中，也面臨著一些不足和劣勢。

1.成本競爭性不足，難以實現規模化應用

電解水制氫不產生碳排放，可結合風力、光伏發電等可再生能源，但目前成本較高，難以實現規模化應用。電解水制氫過程耗用大量電能，導致生產成本居高不下。同時，電解水制氫技術設備投資較大，運營維護成本高，使得整個行業的成本居高不下，這影響了企業的盈利能力，也制約了電解水制氫技術的推廣和應用。

2.技術發展不成熟，行業進出門檻較高

作為新興產業，我國氫能產業起步較晚，還處在初級階段，氫能的制取、儲運及應用各環節所屬核心技術相對落后。盡管我國在燃料電池、加氫槍，以及儲氫瓶等核心技術領域上實現了自主可控，但在某些具體環節上仍有待提升。例如，關鍵部件生產自主化水平較低，相關基礎設施建設有所欠缺，大規模集成應用技術研究還需進一步深化，綠氫產業的經濟效益和可持續性也急需提升［20］。

3.儲運用基礎設施建設不完善

氫能的發展需要面臨制、儲、運、用等多個環節的挑戰，除了制備外，儲運氫及氫能應用同樣至關重要。實施電解水制氫技術還需依賴完善的氫氣存儲與運輸設施作為支撐，然而，這些基礎設施的建設與日益增長的市場需求相比尚顯不足。加氫站在氫能產業鏈中扮演著至關重要的角色，是氫燃料電池車輛運營及長管拖車氫氣運輸不可或缺的核心支撐點，但其數量相對有限［21］。我國輸氫管道的建設目前仍處于初期階段，已建成的純氫輸送管道總長度尚不足200千米。氫能基礎設施建設的不完善使得氫氣的輸送和應用成本高昂，阻礙了綠氫的廣泛利用，進而限制了氫能產業向規模化、高質量發展邁進。

4.政策補貼執行模糊，氫產能擴張受限

目前，中國響應“雙碳”政策，從事氫能行業的企業數量眾多，但規模普遍較小，行業內存在信息不透明、惡性競爭、資源浪費等問題，雖然國家和地方政府已經出臺了一系列支持氫能產業市場發展的政策，但政策體系仍不完善，政策的執行力度和效果也不盡如人意，特別是在資金支持、稅收優惠、市場準入等方面還有待加強，這不利于氫能行業形成標準化、透明化的市場運行機制。另外，綠氫制取以可再生能源發電為基礎，在電解水制氫環節，以內蒙古、新疆等為代表的省市出臺了電價優惠政策，但是全國范圍的電氫耦合的激勵政策缺乏，地方補貼標準參差不齊且補貼難以落實，在成本較高、商業模式不明顯、補貼政策缺位的情境下，綠氫生產與傳統能源生產方式相比不具備競爭性［22］。

綜上所述，中國氫能企業在經濟成本、技術瓶頸、基礎設施建設、政策支持等方面都存在一些不足和劣勢。為了克服這些困難，企業需要加大研發投入、完善基礎設施建設、爭取政策支持并加強市場規范。同時，政府與社會各界需攜手并進，共同為我國氫能產業的蓬勃發展創造有利的環境與條件。

（二）氫產業鏈供應鏈發展的對策與建議

1.加快技術創新，推廣綠氫平價模式

氫能作為新質生產力，通過技術創新推廣綠氫平價模式是實現氫能大規模應用和可持續發展的關鍵。隨著未來綠氫逐漸成為主流，以電解水為代表的綠氫制取技術，運行維護支出中占比最大的為電費，探索靈活高效的電價策略，平抑供需，削尖填谷，降低整體電價水平，使綠氫的成本更具市場競爭力。因此，加快推進數字化和智能化設備的更新和升級，提高生產資料的效率和環保性，推動企業采用新型生產工具以提高可再生能源兼容性及環保可靠，全面提升氫作為新質生產力的促進作用，顯著提升電解水制氫的轉化效率和產能，這將使電解水制氫技術更具競爭力。

2.加大專項研發創新投入，強化氫能學科及人才培養

氫能產業涉及制、儲、運、用氫等多個環節，鏈條較長，需要大量具備高技能和專業知識的復合性新型人才。因此，我國要加快推進氫能學科建設，加速氫能領域學科專業人才的培養，精準培育氫能產業需求人才，打造氫能領域創新型人才，激勵人才開展突破性、前沿性及機動性創新活動，瞄準技術短板，集中力量解決一系列關鍵技術難題，同時鼓勵和引導企業強化自主研發創新，支持一批擁有核心技術和自主品牌的企業做強做優，促進技術研發與產業發展的協調，以促進氫能全產業鏈供應鏈的蓬勃發展［23］，為氫能行業新質生產力發展注入強勁動能。

3.理性布局氫能上下游產業，實現全產業鏈標準可控

氫能的發展首先要布局其上下游應用場景，沒有規模化消納氫能的工業應用出口，不可“一窩蜂”上馬制氫項目［24］。各地區需結合氫能的生產能力、產業基礎及市場需求，對氫能產業鏈上的制備、儲存、運輸、加注設施及終端應用等環節進行科學合理的規劃與布局，穩步推進氫能產業發展。支持龍頭企業、行業機構針對各環節的新技術、新工藝、新方法，著手研發一批核心技術標準，加速其產業化與市場化進程，同時，要積極鼓勵產學研用各界參與氫能全產業鏈條標準研制，加快鏈接產業鏈供應鏈上下游，并釋放產業活力，不斷為新質生產力的發展增添更多“氫”動力［25］。

4.強化示范推廣，有序推動氫能應用多元化產業化

推動氫燃料電池車在物流運輸、公交、環衛、重載等領域規模化示范應用，并探索氫能多樣化的利用方式。同時，加速加氫站的建設進程，并著手規劃和研究氫氣輸送主干網絡的構建。充分利用氫能源調節時間久、儲能能力大的特點，逐步推進可再生能源吸收、電網峰時調節等場景的技術示范項目，并探索建立風能、光能發電與氫儲能相結合的新型應用模式［26］。

5.制定政策扶持，積極落實覆蓋全產業鏈

國家和地方政府將持續出臺鼓勵氫產業企業發展的一系列政策，這些政策支持將為鏈上企業提供更多發展機遇和市場空間，推動市場規模的持續增長。比如，制定氫能產業專精特新“小巨人”企業發展引導政策，鼓勵金融組織放寬氫產業鏈供應鏈企業融資綠色通道，實施氫能產業技術許可證管理及傳統能源企業停供退出補償機制，提供氫能數智化算力中心建設的碳中和補償福利，建立氫能終端（消費端）市場空間發展布局激勵制度，制定全國統一的氫能在高速公路、鐵路、航空、水運等交通運輸業中的全免費政策等。

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DesputationonCountermeasuresfortheDevelopmentofNewQuality

ProductivityintheHydrogenIndustryChainandSupplyChain

WANGHai-ling，SUNYan-yan，FANXiao-fen

（SchoolofEconomicsandMamagement，XinjiangUniversity，Urumqi，Xinjiang830046）

Abstract：Hydrogenisamixtureofenergyandchemicalrawmaterials，whichhasthecharacteristicsofpollution-freeandlow-carbonenergy，andithastheessenceofdeconstructingnewchemicalmaterials.Itisconsideredtobeakeywayforenergytransitionanddeepindustrialdecarbonization，alarge-scaleenergystoragecarrierthatcanpromotethelarge-scaleconsumptionofrenewableenergyandbalancedtransmissionofpowergrid，andanimportantpathtorealizethenewenergyofthewholepowersystem，whichhasthesignificantcharacteristicsofnewqualityproductivity.Thispapertakesthehydrogenindustrychainandsupplychainsystemastheresearchobject，sortsoutitsdevelopmentstatus，analyzestheproblemsexistinginhydrogenproduction，hydrogenstorage，hydrogentransportation，hydrogenuseandotherlinks，andputsforwardcountermeasuresfromtheperspectivesoftechnology，policy，scaleandutility.

Keywords：newqualityproductivity;hydrogenenergy;industrialchainandsupplychain