关于陕西氢能产业发展的几点思考

任 哲，李 萌，施纪卫，李平利，黄呈帅

（1.陕西燃气集团工程有限公司，陕西 西安 710000；2.陕西燃气集团有限公司，陕西 西安710000）

因氢能具有清洁高效、来源丰富、可储能、可运输、应用场景丰富等特点，被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源[1]。目前，世界各国都在积极布局氢能产业，我国也正在加快发展氢能产业。2019年，两会期间，氢能产业的发展问题已被作为重要议题提高到国家发展的战略层面，并被首次写入政府工作报告，氢能产业将迎来黄金发展时期。

1 氢能产业链概述

氢能产业链主要由上游制氢、中游储氢以及下游氢能应用三部分组成。

1.1 上游制氢

氢气的制备主要有电解水制氢、化石原料制氢、化工原料制氢等。目前化石原料制氢方法中的煤制氢技术已较为成熟，以山东兖矿集团为代表的企业具有一流的煤制氢技术，可实现低成本（15～20元/kg）、规模化制氢，具备商业推广的基础。电解水制氢成本较高，采用最便宜的谷电制氢 （如0.3元/kWh），制氢成本为20～22元/kg[2]。若采用弃电、弃风、弃水发电制氢，成本将大大降低，下降至10元/kg，具有商业价值[2]。随着新技术的发展，生物制氢、光化学制氢、热化学制氢等新型制氢技术也在开发中。

1.2 中游储氢

氢能发展的瓶颈主要受制于氢能储运技术的发展。氢能产业对氢气储存与运输环节的要求总的来说是储氢系统要安全、容量大、成本低、使用方便。目前氢气的运输方式有管道运输与车运。汽车拖运百公里储运成本高达20元/kg，仅可满足现阶段短距离运输要求。未来管道运输将是主流方向。目前，氢气输送管道主要分布于美国与欧洲，分别已建成2400km、1500km的输氢管道。我国氢气管网仅有300～400km，最长的输氢管线为“巴陵-长岭”氢气管道，全长约42km，压力为4MPa[3]。氢气的储存主要有高压气态储氢、液态储氢、吸附储氢无机物储氢、有机氢化物储氢等。目前以高压气态储氢为最主要储存方式[4]。

1.3 下游应用

氢能广泛应用于传统石化行业。在化工领域，通制各种制氢工艺制备氢气补足整个工艺流程中所需要的氢气。

近几年，随着氢燃料电池关键技术的突破，实现了氢燃料电池的小型化和低成本化，为氢燃料电池向民用领域发展起到了决定性作用，特别作为“终极”清洁能源，氢燃料电池已在汽车领域打开了广阔的前景。

2 陕西氢能产业发展情况

目前全国有山东、武汉、佛山等10余个省市相继发布了氢能产业规划，开展了示范项目建设，积极推动氢能产业发展。这些省市走在了氢能产业发展的前列。

2.1 政策层面

在《陕西省人民政府关于印发推动汽车产业加快发展支持措施的通知》中规定：扩大氢燃料汽车在全省推广应用。对于购买省内生产的氢燃料汽车，重卡按每辆1万元补助，乘用车按每辆5000元补助。神木市组织编制了神木市氢能源产业发展规划，目前已经完成规划初稿[4]。

2.2 产业布局

从网上公开信息了解，目前延长石油集团联合昆山市与南京大学共建了氢能与燃料电池产业创新中心，该中心将全力开展技术攻关，从全产业链角度加快氢能技术的产业化、商业化进程。同时延长石油集团在泾渭新城规划建设新材料科技产业园发展氢能产业。汉中市与启迪清洁能源集团共建启迪汉中氢能与燃料电池工程技术中心，主要开展氢能与燃料电池应用技术验证及示范工程建设，推进相关技术成果在汉中转化落地。陕汽集团持续进行了燃料电池汽车的研发投入，成功开发出了L3000型燃料电池洒水车，并已示范运行[5]。

2.3 科研领域

西安交通大学能源与动力学院的郭烈锦院士团队经过20年攻关，开发出了超临界水蒸煤制氢发电供热多联产技术，并在西安热电有限责任公司启动了首个50MW超临界水蒸煤热电联产示范项目。氢燃料电池电堆领域的研究处于全国领先地位，即将进入测试阶段。西北大学在储氢材料与技术方面的研究，开发出了基于金属氢化物车用燃料贮存系统，目前已经确定合作对象，进行产业化，走在全国前列[5]。

3 相关建议

3.1 政策层面

科学制定规划，坚持规划引领。建议政府层面组织相关单位，在借鉴兄弟省份相关发展经验的基础上，结合陕西省产业经济发展实际状况，科学、高起点制定陕西省氢能产业发展路线图，明确氢能发展战略定位、目标和任务。通过规划引领行业发展，抢占氢能产业发展高地。

3.2 产业布局

3.2.1 组建产业联盟，共同推动发展

目前，国家层面，由国家能源集团牵头联合国家电网、中国一汽、航天科技等50多家央企，组建了跨学科、跨专业、跨部门的国家级中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟，将从全产业链的角度，推动氢能产业规模化、商业化。山东省成立了氢能源与燃料电池产业联盟，主要为山东的氢能源产业发展最大限度集聚各类创新资源，努力破解管理、关键技术、市场三大瓶颈。借鉴相关经验，建议由陕西省政府相关部门牵头，联合省内高校、企业、相关地市成立陕西省氢能产业协同创新联盟，将陕西省的产业优势与科研资源优势进行整合，开展顶层设计，形成发展合力，通过政产学研用的模式，打通全产业链，共同推动陕西省氢能产业发展。

3.2.2 建设示范项目，探索产业路径

根据氢能产业链结构，结合我省能源分布情况，可在延安、榆林等煤炭、天然气资源丰富的地区开展煤制氢、天然气重整制氢、兰炭尾气制氢示范项目建设。借力第十四届全运会，建议在西安市率先开展氢燃料公交车线路示范运行，氢燃料电池洒水车示范运行，助力治污降霾，提升城市形象。在城市公交加注站、高速路沿线开展加氢站示范项目建设，保障氢燃料汽车的运行，同时为后期大规模建站积累经验。依托陕西省内已经建成投运的天然气分布式能源项目，开展氢分布能源示范项目，探索氢分布式能源系统产业化路径。加快建设氢气管网、液氢等基础设施重大示范工程。

3.3 科研领域

开展联合攻关，破解发展瓶颈。目前，氢能产业发展的瓶颈主要集中在中游储运和下游应用领域。要加快组织突破关键技术，完善有关技术标准以及检测、认证体系。中游氢气储运方面，未来管道运输将是主流。陕西省内的油气企业，拥有大量的天然气、原油长输管道，具有相关产业基础及经验。可联合西北大学、西安石油大学、中石油管研院等单位，共同开展氢气管道输送相关技术研究。同时，借助于已经建成的液化天然气工厂，可联合高校开展液氢制备技术攻关。

氢能应用方面，主要是氢燃料电池汽车，并且主要集中在城市物流车与公交车领域。陕西省作业汽车制造业大省，拥有相关产业基础。以陕汽为代表的汽车制造企业可联合省内高校共同开发更具有商业应用价值的氢燃料电池汽车，推动我省氢燃料电池汽车产业发展，实现汽车产业转型升级与高质量发展。

4 结论

通过对我国氢能产业相关政策及产业发展状况的分析，可以看到氢能已成为21世纪最具发展潜力的清洁能源，也是能源产业升级及优化的可行之路。陕西省作为我国的能源大省，自然生态保护大省，汽车制造大省，如何高效利用氢能，将是我省未来能源产业革命与流动经济发展的重要抓手。本文提出从科学制定规划，组建产业联盟，开展联合攻关，建设示范项目的路径加快陕西省氢能产业发展，以期为陕西省清洁能源产业发展提供参。