加快布局氢能与燃料电池产业培育青岛经济发展新动能

张炳君 刘晨 聂晓莹

摘要：氢能是人类社会发展的终极能源，青岛作为国家低碳城市试点和新能源汽车推广应用示范城市，超前布局氢能与燃料电池产业，对于突破能源总量瓶颈束缚，加快产业转型升级，培育发展新动能具有战略意义。文章在综合分析国内外氢能与燃料电池发展趋势及青岛该产业发展情况的基础上，从加强政策支持、开展示范应用、加快产业培育、集聚人才队伍四方面提出对策建议。

关键词：氢能产业燃料电池能源革命

氢能是人类社会发展的终极能源，随着氢储运与燃料电池等关键技术的不断突破，高效、安全、便捷应用氢能的条件日益成熟。当前，我国面临新产业技术革命的重大机遇和挑战，以氢能应用为突破抢占能源革命制高点，是谋求全球工业革命引领地位的必由之路。青岛作为国家低碳城市试点和新能源汽车推广应用示范城市，加快布局氢能与燃料电池产业，对于突破能源总量瓶颈束缚，加快产业转型升级，助推军民融合发展，引领能源生产和消费革命，培育发展新动能具有战略意义。

一、世界氢能与燃料电池产业处于大爆发的前夜

氢燃料电池是一种能量转换效率极高的“氢气发电机”，以氢气为“燃料”利用电化学反应产生电能，在汽车、轨交、船舶、航空等交通领域和储能、备用电源等应用方面具有广泛的前景和巨大的市场空间。研究公司Research and Markets在《2017氢燃料电池汽车全球市场》报告中预测，到2032年全世界累计销售或出租氢燃料电池汽车超过2220万辆，销售收入接近11万亿美元。

发达国家聚焦氢能与燃料电池产业。日本将发展氢燃料电池汽车作为制造业升级和能源体系革命的“引爆剂”，成为国家经济成长战略的重要组成；近年来先后制定《国家能源基本计划》、《日本氢能源普及路线图》等，提出建设“氢社会”目标，加大对研发的资金支持，通过政府公务用车采购、为普通购买者提供补助、推进加氢站布局建设、提供移动式加氢服务等推广氢燃料电池汽车应用；据德勤预测，至2030年氢燃料电池汽车有望为日本经济贡献44万亿日元的效益[1]。美国把氢能与燃料电池确定为维系经济繁荣和国家安全的关键技术，虽然其支持政策的连续性和稳定性受到国内政治斗争影响，但仍是发展氢燃料电池汽车最积极的国家之一；近十年来多次制定国家氢能计划，累计研发投入25亿美元，通过税费减免或直接补贴等形式不断推动加氢站建设、氢燃料电池汽车销售和示范项目运营。另外，欧盟各国、韩国等也都将氢能作为优先研发和重点突破的领域。

国际行业巨头角逐氢燃料电池汽车。氢燃料電池推动世界汽车产业革命悄然兴起，全球主要跨国汽车公司纷纷投巨资对氢燃料电池汽车进行研发和生产，形成丰田与宝马、戴姆勒与福特、日产以及本田与通用三大燃料电池汽车战略联盟。丰田汽车公司超前布局氢燃料电池汽车开发，20余年间共投入研发资金约合人民币503亿元，拥有专利约8000件，完全掌握了燃料电池系统和车载储氢两个核心部件的制造能力[1]；目前已正式销售量产的Mirai氢燃料电池汽车，启动商业化进程，该车加满一箱氢气仅需3分钟，可连续行驶650公里以上[2]。通用汽车公司自20世界90年代以来，一直坚持发展氢燃料电池汽车，先后推出多款概念车，采用新结构设计、轻量化材料和新工艺，实现技术上的重大突破；通用十分重视与军方合作，与美国陆军坦克和自动车辆及工程中心合作，实施“军民两用”市场发展策略，持续开展实际道路试验与示范运用，商业化步伐不断加快。

从各国的经验来看，氢能与燃料电池产业的发展离不开政府的规划和引导，政策的支持、资金的保障、企业的创新和基础设施的完善等是实现技术突破、市场培育和产业壮大的必须条件。随着国际汽车产业巨头的持续投入，燃料电池产业链各环节均已实现产业化，技术性能和质量都达到实用化、商业化要求，氢能与燃料电池产业即将迎来属于自己的“黎明”[3]。

二、我国氢能与燃料电池产业发展热度持续上升

近年来，我国先后发布《能源技术革命创新行动计划（2016—2030）》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》等文件，明确了氢能与燃料电池产业发展的目标、任务和技术创新路线，提出到2030年实现大规模氢的制取、存储、运输、应用一体化，完全掌握燃料电池核心关键技术[4]；到2050年实现氢能与燃料电池的普及应用。

（一）氢气储运多条技术路线竞相发展

高压气态储氢技术日趋成熟。张家港富瑞特种装备股份有限公司是专业从事液化天然气的液化、储存、运输及终端应用全产业链一站式整体解决方案的高新技术企业，2014年起公司将氢能产业列为重要发展战略和转型方向，先后发起设立2亿元规模同创富瑞新能源产业基金，成立氢能研究院、氢能装备公司，与上海汽车、华谊集团、东风特汽、同济大学等发起成立上海燃料电池汽车商业化促进中心，逐步在氢能基础设施、装备制造、燃料电池生产以及新能源汽车运营等各环节进行全面布局。目前，公司35Mpa的140L容量储氢瓶已实现批量化生产，开发出集成2—8只储氢瓶组的框架式车载供氢系统，主要应用于燃料电池物流车、客车等。企业还研发了集装箱式加氢站，应用于批量车辆试验、公交示范线等领域，并已为东风特汽十堰厂区、大洋电机中山市广丰工业园厂区各建设完成加氢站一座。

液态有机储氢技术取得关键性突破。武汉氢阳能源有限公司创建于2014年，由中国地质大学程寒松博士带领的团队运营，得到武汉市政府的大力支持。公司专注于“常温常压储氢技术”的研发和商业化推广，产品应用于分布储能，车载动力，智能电网，局域电源等领域，为氢燃料电池、氢内燃机以及化工过程加氢等用氢企业提供安全、稳定和高质量的氢源供应，打造国内一流、国际知名的氢能源产业基地。公司已成功完成液态有机储氢技术产业化中试实验，具备实现“氢油”规模化生产的能力。

（二）主要城市打造氢能产业发展高地

上海市率先发布产业发展规划。2017年9月，上海市科委会同经信委、发改委研究出台了《上海市燃料电池汽车发展规划》，提出把发展燃料电池汽车作为巩固提升实体经济能级、驱动汽车产业转型及占领未来制高点的重要突破口。到2020年，上海市将聚集超过100家燃料电池汽车相关企业，全产业链年产值突破150亿元，建设加氢站5—10座、乘用车示范区2个，运行规模达到3000辆。

广东省对口帮扶集聚氢能产业。近年来，广东省推动佛山对口帮扶云浮，建设佛山（云浮）产业转移工业园，推进以氢能产业为代表的战略性新兴产业集群发展，国鸿氢能、飞驰新能源、佛云新能源等15个重点项目共计投资4281亿元。同时，广东省拟出台《关于加快新能源客车产业发展及推广应用的实施意见》，将推进氢燃料电池客车在公共交通领域的推广应用作为主要方向，到2020年新能源公交车保有量占全部公交车比例超75%，加大对购置燃料电池客车的补助，在佛山、云浮等市建设一批示范加氢站[5]。

武汉市氢能产业链条已现雏形。武汉市将氢能产业列入“十三五”规划，成立由市长担任组长的氢能产业发展领导小组，全力推进氢能研发与中试基地建设、示范线运行等，努力打造氢能汽车研发、氢能商业模式创新和氢能产业化高地。到2020年，武汉市将按照“十、百、千”辆的节奏，以燃料电池公交、通勤车为突破口，累计实现燃料电池汽车示范运营超500辆的规模，并力争建成3座以上的加氢站。

台州市氢能小镇建设初见成效。浙江省台州氢能小镇由台州市政府与淳华氢能科技股份有限公司合作建设，采用“平台+产业”的运作模式，构筑集氢能源科研、孵化、金融、产业、物流、商业、会展、示范、应用、推广为一体的产业生态体系。日前，台州市举行氢能产业发展高峰论坛暨氢能小镇首批入园项目签约仪式，引进氢能产业投资基金等5个产业合作项目和华北电力大学能源动力与机械工程学院等5个产学研合作项目[6]。

三、青岛具备发展氢能与燃料电池产业良好基础

青岛市已有科研院所和企业在氢能与燃料电池的开发、应用等多个领域展开有益探索，从氢能与燃料电池产业链上游的氢源，到中游的燃料电池研发生产，再到下游的新能源汽车、轨道交通等应用领域，都有较好的产业基础。

（一）产业链上游氢气来源有保障

化工副产氢气可作为基本氢源。调研青岛海晶化工集团有限公司时了解到，目前企业在生产过程中每小时产生副产品氢气11700立方米，其中7000立方米作为原料用于产品生产，其余用作燃料替代天然气。企业表示，如果氢气有更好的利用前景，燃烧用的部分可以转做它用。若不计算氢气进一步提纯的成本，氢气的价格达到每立方米09元（约合每公斤10元左右），企业就可将燃烧用的氢气转做其它用途。这部分氢气的供应量约为每天10000公斤，海晶化工二期扩能后供氢量可翻倍，基本可以保障700辆左右燃料电池汽车使用。

（二）产业链中游设备研发有实力

研发平台具备较强科研实力。中国科学院青岛生物能源与过程研究所是一家主要从事先进生物能源、先进生物基材料以及先进能源应用技术创新研发的新型研发机构。自2006年成立以来，致力于氢能与燃料电池的技术开发与应用推广，先后在车用燃料电池发动机系统、水电解制氢及再生燃料电池储能系统、水下氢氧燃料电池动力系统等领域取得突出成果。2015年1月组建储能系统控制与装备团队，并得到中船重工、青岛市政府以及科技部专项的大力支持，相继开展了40kW燃料电池模块、中温质子交换膜燃料电池电堆、燃料电池关键部件产业化技术的开发和研究。

氢燃料电池开发先行一步。2015年，青岛汉河集团股份有限公司与上海恒劲动力科技有限公司合作，投资1576亿元开展氢能备用电源、储能、车用动力三大产品系列的技术开发。2016年9月，为实现氢能电源产品的商业化和产业化规模发展，汉河集团与恒劲动力在青岛成立汉河氢能电源有限公司，由汉河集团控股，作为其开发的氢能备用电源产品的唯一生产和销售基地。目前，企业产品以氢燃料电池备用电源系统、便携式发电系统和小型场地车用等为主，未来将开展车用氢燃料电池、家用热电联产系统等的研发和技术攻关。

氢燃料电池客车研发成功。2017年10月，由青岛大学华青松教授团队与同济大学、华沃汽车等国内多家燃料电池汽车研发单位合作开发的126米燃料电池公交客车调试成功，该客车是青岛地区第一辆燃料电池客车，安装有60千瓦燃料电池发动机，现已平稳运行近1000公里，各项性能指标均达到设计要求，整体技术水平与性能处国内领先地位，目前正按计划完成各项测试与验证工作。

（三）产业链下游应用推广有基础

氢能源有轨电车成功研制。2015年，中车四方股份公司成功研制出全球首列氢能源有轨电车，使我国成为世界上首个掌握该技术的国家。2016年，中车四方与佛山市签订氢能源现代有轨电车示范线项目合同，首期工程共8列，均为采用以氢能源为动力的100%低地板、铰接式现代有轨电车，每列车模块数量为3个，定员载客量285人，最高运行速度70公里/小时。

新能源汽车产业初具规模。2016年，青岛市新能源汽车产业呈现爆发性增长，完成产值211亿元，较2015年翻两番。其中，比亚迪纯电动客车项目一期实現整车下线，已具备批量投产条件；上汽青岛清洁能源客车项目一期主体基本完工，进入设备安装阶段；北汽新能源青岛分公司获国家首家新建纯电动乘用车生产资质，产销已破万辆，并吸引国轩、海纳川等一批零部件企业入驻产业园；特锐德建成国内规模最大、功能最全的汽车充电云平台，充电桩运营数量位居全国第一[7]。

军民融合拓展氢能应用领域。作为国家海防重地，北海舰队、核潜艇基地、导弹驱逐舰基地和航母战略母港相继布局青岛，同时青岛市拥有全产业链条的海西湾修造船基地和中船重工、武船重工等具备军工科研生产资质的单位近百家。氢燃料电池具有隐藏性好、运行时间长、可靠性高、机动性强等明显优势，符合现代战争及深远海开发对能源装备的要求，液态有机储氢技术已经军方检测，可广泛应用于军事备用电源、潜艇动力源等军事领域。

四、培育氢能与燃料电池产业的思路

总体来看，虽然氢能与燃料电池产业发展仍存在产学研配合不畅、基础设施不足、人才储备不够、行业标准缺乏、示范推广不到位等问题，但随着核心技术不断突破和日益成熟，产业已处于大爆发的前夜，迎来引进和培育的绝佳时间窗口。因此，青岛应以氢燃料电池商用车、物流车大规模示范应用为突破口，加快引进氢能与燃料电池领域的顶尖研发团队，推动“氢油”等一批具有自主知识产权的核心技术项目落地，带动燃料电池、新能源汽车、储能及备用电源等产业链在青岛集聚，打破原有能源结构对发展的束缚，抓住能源革命机遇，打造氢能应用的国家级示范区，培育新动能，塑造新优势。

（一）加大支持力度

一是由分管副市长牵头，发改、经信、科技、安全生产等部门参与，成立氢能产业发展领导小组，统筹推进氢能与燃料电池产业发展中涉及到的氢气制备、储运、加注及基础设施建设，燃料电池研发、生产，氢燃料电池汽车研发、生产和大规模示范应用全链条，实现研发链、生产链、应用链联动，保障产业发展不脱节、不掉链。二是加大资金扶持力度，研究制订针对氢燃料电池车、加氢站等的補贴政策，加大预算额度，支持和保障氢燃料电池车大规模示范应用。三是结合全市“双百千”工程实施，进一步细化氢能与燃料电池产业支持政策，编制和发布行业行动计划，力争打造新兴的百亿级行业。

（二）开展示范应用

一是开展氢燃料电池商用车应用示范，支持青岛市交运集团选取1—2条公交车、长途车线路或旅游车等开展氢能源燃料电池示范线建设。二是开展氢能源有轨电车应用示范，争取与中车四方股份公司合作，在西海岸新区沿海一线和崂山风景区开展选线规划，将示范线建设运营和旅游观光相结合，打造青岛旅游新名片。三是开展氢能源物流车应用示范，结合胶东国际机场建设，在周边物流园区推广氢燃料电池叉车和转运车应用，打造零碳清洁无污染物流园区。四是开展加氢站建设运营示范，采用PPP模式建设一批示范应用加氢站，推动基础设施完善和储氢、加氢技术完善。五是发挥黄岛区泊里镇临近董家口港区和重化产业区的优势，规划建设“氢能小镇”和氢能产业园区，示范开展氢能的综合应用，推动产业发展。

（三）加快产业培育

一是以燃料电池大巴车、物流车开发为重点，整合产学研力量，布局全过程产业链，成立青岛市氢能与燃料电池产业技术创新战略联盟，统筹推进燃料电池产业化开发。二是制定积极的产业引导政策，设立氢能与燃料电池产业发展基金，加大对国内外行业龙头企业、领军团队的招引力度，大力引进上下游产业项目，尽快形成氢能与燃料电池产业链。三是完善产业发展的基础设施条件，明确加氢站等基础设施建设的审批程序和管理办法，推动氢能行业标准建设。

（四）集聚人才团队

一是抓住中国科学院青岛生物能源与过程研究所和大连化学物理研究所融合发展机遇，积极引进氢能与燃料电池领域研究团队，争取清洁能源国家实验室在青岛落地。二是支持中车四方股份公司等企业建设与氢能与燃料电池相关的新能源研究机构，发挥好高速列车国家创新中心的平台作用，不断积聚研发力量打造研发创新中心，在产业的前端研究方面集中发力，力争突破一批核心技术。三是支持行业龙头企业牵头、联合产学研力量组建“新能源汽车科技创新中心”，支持科研院所牵头、联合行业龙头企业、大学共同组建“氢能与燃料电池未来科技创新中心”，联合培养人才、共享科研设施，开展关键部件和产业共性技术开发。

参考文献：

[1]程振彪我国应更加重视燃料电池汽车发展[J].汽车科技，2016（06）：2—27

[2]邓小芝，刘英燃料电池汽车典型企业发展分析[J].汽车工业研究，2016（9）：45—49

[3]杜飞轮，杜秦川未来30年我国资源环境趋势及促进绿色发展的建议[J].中国经贸导刊，2018（8）：13—22

[4]刘宏程产业化黎明到来，2015年成世界燃料电池汽车元年[R].华融证券，2015

[5]田永春2016前三季度商用车行业发展政策一览[EB/OL]. http：//blogsinacom

[6]宾水林佛山云浮携手打造氢能产业化全国样本[N].佛山日报，2016—10—31

[7]王荧瑶氢能小镇的底气从何而来[N].台州日报，2016—12—30

[8]林刚青岛汽车产业今年发力千亿级[N].青岛日报，2017—05—03

（张炳君、刘晨、聂晓莹，青岛市经济发展研究院。）