氢能利用前景看好助推产业发展质效并举

本刊记者 王睿佳

当前，能源低碳转型诉求愈加明显，氢能作为一种可储、可电、可燃烧的能源，以其清洁、灵活高效和应用场景丰富的优势被看作世界能源转型的重要方向。从资源、环保等角度来看，氢能是汽油等化石燃料的理想替代品；从能源战略角度来看，氢能则是二十一世纪世界能源转型的焦点之一。我国是制氢大国，制氢量排名世界首位。2018 年以来，随着相关利好政策释放、各地大力支持，我国氢能利用迎来较大幅度发展，有望迈入世界前列。

政策支持频现 各地积极响应

位于吉林省西北部的白城市，与我国东北地区大部分城市命运相似，依托昔日老工业基地的辉煌走得有条不紊，却也难以实现突破性跨越式发展。2018 年，白城开始谋划利用可再生能源制氢，提出建设吉林西部重要能源基地的发展战略。吉林省委省政府对此高度重视，将建设“白城国家级高载能高技术基地”、打造“中国北方氢谷”上升为省级战略。至此，白城开启了新能源产业发展的“氢能时代”。

白城市的氢能发展规划是我国各地积极响应国家大力支持氢能利用的一个缩影。2019年，氢能被首次写进了《政府工作报告》，《报告》要求“推动充电、加氢等设施建设”；2019年3月，《绿色产业指导目录（2019版）》发布，明确燃料电池装备制造、氢能利用设施建设和运营等两项为清洁能源产业，为氢能今后作为清洁能源而应享受的政策支持和相关福利获取创造了条件；2020 年4月10日，《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》发布，其中，氢能被列为能源范畴，是中国第一次从法律上确认了氢能属于能源；2020年9月16日，《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》出台，明确中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励，争取通过4年左右时间，建立氢能和燃料电池汽车产业链。

全国多地不断吹响发展氢能经济的集结号。河北省印发《河北省氢能产业链集群化发展三年行动计划（2020～2022 年）》，将推动河北建投风电制氢工程，预计2020 年底前投产，新增制氢能力5700 千克/天；北京市发布《北京市加快新型基础设施建设行动方案（2020～2022 年）》指出，在氢能领域，要探索推进氢燃料电池绿色先进技术在特定边缘数据中心试点应用，组建1～2 家国家级制造业创新中心；四川省发布《四川省支持新能源与智能汽车产业发展若干政策措施（征求意见稿）》，提出18 条政策支持，其中有6 条政策涉及氢能与燃料电池发展；山东省发布《山东省氢能产业中长期发展规划（2020～2030 年）》，大力支持打造“鲁氢经济带”；青岛市发布《青岛市氢能产业发展规划（2020～2030 年）（征求意见稿）》，提出通过完成近、中、远期目标，夯实氢能产业发展基础，完成氢能产业生态链和应用体系建设，实现“东方氢岛”的总体发展目标；广州市发布《广州市氢能产业发展规划（2019～2030 年）》，明确将广州建成我国南部地区氢能枢纽，力求实现到2030年，建成集制取、储运、交易、应用一体化的氢能产业体系，实现产值2000 亿元；成都市发布《关于促进氢能产业高质量发展的若干意见》，立足成都氢能产业薄弱环节和亟待扶持领域提出22 条扶持政策，增加对氢气储存、运输企业补贴……

促产业链完善 增进良性循环

氢能产业链分为制氢、储运、加氢站、氢燃料电池应用等多个环节，链条长，复杂度高。在政策持续释放驱动力的有利环境下，做好产业链上下游合理布局、上下联动、横向协同，促进各环节核心技术突破，形成产业合理布局、市场良性循环，是我国当前做好氢能利用的关键。

在制氢产业端，制备大规模低成本氢气是关键。中国已是世界上最大制氢国。据相关数据评估，我国现有工业制氢产能为2500 万吨/年，可为氢能及燃料电池产业化发展初期提供低成本的氢源。制氢技术路线按原料来源主要分为化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢和电解水制氢几种。常规的制氢技术路线中以传统化石能源制氢为主，即“灰氢”。我国制氢路线正在由“灰氢”向“绿氢”转变，也就是着力开展以可再生能源电解水制得氢气。我国“风”“光”资源丰富，且存在“弃风弃光”的客观情况，采用“弃风弃光”制氢，既解决了风光新能源消纳送出难题，又可低成本获得零碳排的“绿氢”，更可能为可再生能源发展受限地区带来“氢能经济”发展机遇，可谓一举多得，多方受益。

在氢能储运端，氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。高压气态储氢在世界范围内已得到广泛应用，低温液态储氢在航天等领域得到应用，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。目前，我国氢能示范应用主要围绕工业副产氢和可再生能源制氢地附近（小于200 千米）布局，氢能储运以高压气态方式为主。以我国对未来氢能发展的规划可以看出，中长期，储氢将以气态、低温液态为主，多种储氢技术相互协同，氢的输运将以高压、液态氢罐和管道输运相结合，并铺设氢气管网联结城市、乡村。

加氢站是氢能产业上下游用户的联系枢纽，是产业链中承上启下的关键环节。截至2019年底，全国累计已建成的加氢站共有61座，已经投入运营的有52座，在建/拟建加氢站数量为72座。按照《节能与新能源汽车技术路线图》规划，到2020年底，我国计划燃料电池汽车规模达到5000辆，建成加氢站至少100座；到2025年，建成加氢站至少300 座。但是中国加氢站目前都尚未盈利，从加氢站的营运模式来看，能否盈利主要取决于运营成本（氢气的价格）、投资额（设备）、加氢站运行负荷（燃料电池汽车保有量）。

从氢能实际应用来看，氢燃料电池是氢能高效利用的最有效途径。我国氢能产业链已具雏形，且燃料电池系统性能已满足商业化需求。当前，多地政府均积极支持燃料电池产业发展，出台相关政策予以支持，“以奖代补”、建立示范城市群，氢燃料电池及燃料电池汽车的发展迎来机遇。今后，发展燃料电池新技术、新业态融合应用的商业化、可持续模式，将成为氢能利用落地、产业良性运转的重要支撑。

资料图

探索有效路径 助力全面发展

“十四五”即将开局，低碳发展和能源转型势在必行，氢能利用是我国未来能源技术战略性的选择。我国氢能及相关产业发展，应继续做好统筹整个产业结构的合理规划布局，补齐短板，创新科技、探索更多有效商业运营模式，示范推进，引领国家氢能产业健康有序发展。

完善氢能产业标准，发展规划放眼未来。“不断完善氢能和燃料电池多元标准体系，加快标准供给。根据氢能产业重点发展方向和产业需求，积极采用国际标准，开展国家标准制修订，鼓励相关社会团体修订标准，快速响应氢能和燃料电池领域技术发展和市场需求，实现标准多元供给体系，助力产业发展。”国家市场监督管理总局标准创新司姬二明表示。为保障相关标准的出台，我国已经成立了全国氢能标准化技术委员会和全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会，主要负责氢能的生产、储运及应用标准化的制定。但随着氢能在各个领域应用的逐步深入和技术进步，需要制定或者修订越来越多的新标准。尤其对不同类型的安全问题需要予以足够的重视，制定严格的标准和完善的管理程序，保证氢能产业链的整体安全。发展氢能产业是未来能源转型的重要路线之一，具有良好的发展前景。我国应及时制定氢能全面发展的目标规划及线路图，在清晰目标的指导下，更快更好发展氢能产业。

加强基础设施建设，稳步助推产业体系发展完善。早在2018年，时任全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢就提出：“要抓基础，加快充电加氢等基础设施建设。”目前我国输氢管道只有约100 千米，终端加氢站不到百座，基础设施薄弱，大大制约了氢能产业链的整体发展。从合理布局角度出发，应从国家层面重点扶持氢能基础设施建设，动员各方力量，吸引社会资本参与建设，并在运营过程中给予充分的财税惠补，同时支持相关国有能源企业加大对油气管道的配套改造与完善，增补管道的氢能输送功能。

促进技术研发突破，加快关键部件和设备国产化进程。氢能产业链条长，制取、储运、加氢设施及下游应用，涉及不同环节不同技术路线。近年来，我国在科技专项、创新工程等方面重点布局，氢能及燃料电池重点领域技术取得较大进展。当前发展阶段，应推动关键技术攻关。制氢环节，应继续推动以煤制氢为主向可再生能源电解制氢转变；储运方面，需加快高压、液态储运技术研究，提高长距离储运水平；氢能应用，要支持氢燃料电池多场景应用；同时还应加强氢燃料电池基础材料、关键零部件和相关产品的研发突破并实现产业化应用。

加快构建氢能供应体系，降低氢能供给成本。我国北方地区市场终端的氢气价格在70 元/千克，长三角和珠三角区域价格在80～120 元/千克，与汽柴油的价格相比竞争力严重不足。根据国际能源署、国际可再生能源署最新报告，到2030年可再生能源制氢成本将大幅下降（可能下降30%），氢能将在全球实现大规模利用，可再生能源制取的绿氢将成为最主要的氢源。因此，我国应因地制宜，加大力度探索发展光伏、风电、水电等可再生能源制氢，支持光解水、生物发酵等绿色制氢技术示范及产业化发展，形成氢能产业生态链和供应体系建设，真正成为“氢能大国”。

防范产业无序竞争，探索有效商业运营模式。氢能产业横跨能源、材料、装备制造等多个领域，既能有效带动传统产业转型升级，又能催生新产业链，整合带动效果突出。我国氢能产业化并未完全成熟，要通过出台相应政策法规合理约束整个产业链的上下游利益相关方，避免无序竞争扰乱市场良性循环发展。同时，积极探索实践基于氢能全产业链的成熟可行的商业模式，建立氢能产业市场化发展机制。例如支持以工业副产氢（仅限于既有产能）、可再生能源制氢替代煤炭或天然气制氢，应用于传统炼钢、化工等行业，开展绿色化工（合成氨、甲醇等）试点示范。

培养产业链各环节优秀人才，扩大氢能领域专业人才队伍。我国庞大的工业实力和消费基础为氢能产业发展提供了规模优势。但是，往往伴随新产业发展而来的是人力资源供给的滞后。我国目前缺少氢燃料电池专家，也很少有大学提供相关课程；加氢站的维护、运营、氢燃料电池的安装和运行均需要熟练的技术人员进行操作。因此，加强氢能领域专业人才培育，引进国外优秀的专家学者来华，势必是我国氢能产业健康可持续发展的关键。

顺应全球融合发展潮流，整合对接全球氢能和燃料电池资源，开展高层次的国际合作。在经济全球化的大局中，与世界深度融合是国内氢能产业发展的必然选择。面向未来，我们要继续开放合作，充分利用国内外的优势资源，重点在氢能基础建设、燃料电池汽车示范推广、商业化模式等领域，共同推动氢能产业可持续发展。国际氢能委员会预计，要建立氢能经济，在2030 年之前，全球每年需要投资200～250亿美元，同时需要各国在长期的政策框架支持下大规模部署氢能，通过规模效应降低氢能生产和应用成本，这样才能全面实现大规模可再生能源的整合和发电、跨部门和跨地区的能源分配，提高能源系统的抗御能力，加速在氢能运输、建筑热能、电力及工业领域的脱碳过程以及为工业提供清洁的原料等氢能发展的总体目标。