中国氢能产业发展的机遇、挑战及对策建议

卢琛钰 孙浩天 田泽普

摘   要：氢能是实现多领域深度清洁脱碳的重要路径，正在成为全球能源技术革命和战略转型的重要方向。近年来，我国政府以燃料电池汽车示范应用为牵引，对氢能产业的支持力度持续加大，将其作为国 家能源发展战略的重要组成部分。“碳达峰、碳中和”宏伟目标的提出，为我国氢能产业的加速发展提 供了重大机遇，但作为绿色低碳的战略性新兴产业，还需要从政策突破、科技创新、安全监管、绿色转型、 社会认知等方面为其发展提供支持。

关键词：氢能;燃料电池;绿色低碳;能源政策

随着全球能源紧缺和环境污染问题日益凸显， 寻找清洁的、便捷的、来源丰富的可再生能源成 为人类共同努力的目标。氢能作为清洁、高效和 安全的二次能源，可实现电、气、热等不同能源 形式的相互转化，并在交通运输、工业用能、建 筑供热供电等领域发挥积极作用，是推动传统化 石能源清洁高效利用和支持可再生能源大规模可 持续发展的理想媒介。氢能产业正在成为全球能 源技术革命和能源转型发展的重大战略方向。

一、中国氢能产业迎来良好的发展机遇

发展氢能是我国实现“碳达峰、碳中和”目 标、加快绿色低碳发展、全面提高资源利用效率 的重要举措。氢能与燃料电池产业链涉及氢的制 储运加，燃料电池材料、部件和系统以及在交通、 能源、工业等多个领域的广泛应用，带动效应强， 全产业链产值增长潜力大。通过发展氢能，将有 利于推动建立一个包含技术研发、工业生产、市场应用和社会配套的氢经济系统和氢能社会，对 我国实现国内国际双循环、保障能源安全和经济 安全具有重要的战略意义。

（一）国家重视，各地方积极推进氢能产业布局

我国在 2006 年就将氢能与燃料电池写入《国 家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）》中，此后一系列的规划和政策，更加显示出 国家对氢能及燃料电池的重视。近年来，我国将 氢能作为国家能源发展战略的重要组成部分，对 氢能产业的支持力度持续加大。2019 年全国两会 首次将发展氢能写入《政府工作报告》，提出“推 动充电、加氢等设施建设”;2019 年 11 月，国家 统计局在《能源统计报表制度》中，首次将氢气 和煤炭、天然气、原油、电力、生物燃料等一起， 纳入能源统计范畴;2020 年 3 月，国家发展改革 委印发《关于加快建立绿色生产和消费法规政策 体系的意见》，明确提出由国家能源局、国家发展 改革委、科技部等部门负责在 2021 年完成制定氢能发展的标准规范和支持政策研究的重点任务; 2020 年 4 月，《中华人民共和国能源法（征求意见 稿）》首次在法律层面将氢能纳入能源范畴;2020 年 5 月，《关于 2020 年国民经济和社会发展计划 草案的报告》中明确提出“制定国家氢能产业发 展战略规划”;2021 年已公布的《“十四五”规划 和 2035 年远景目标纲要》强调，“在氢能与储能 等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业 孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。”

以燃料电池汽车示范应用为牵引，在交通运 输领域作为清洁能源替代传统化石能源，是目前 我国能源用氢的主要方向。2019 年以来，在前期 以中央财政对消费者给予购置补贴支持燃料电池 汽车发展的基础上，各部委陆续出台政策，围绕 燃料电池车用场景制定相关技术路线与产业规划。 2019 年 1 月，工信部、公安部、财政部等 11 个 部门联合印发的《柴油货车污染治理攻坚战行动 计划》提出，要积极推广应用新能源物流配送车， 鼓励各地组织开展燃料电池货车示范运营，建设 一批加氢示范站;2020 年 4 月，财政部联合工信 部、科技部、发展改革委发布了《关于完善新能 源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确提出 “调整补贴方式，开展燃料电池汽车示范应用”; 2020 年 9 月，财政部等五部委联合发布《关于开 展燃料电池汽车示范应用的通知》，将原有国家财 政的购置补贴调整为“以奖代补”方式，按照各地方自愿联合申报形成的城市群开展燃料电池汽 车关键核心技术产业化攻关和示范应用;2020 年 10 月，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展 规划（2021-2035 年）》，明确将燃料电池汽车与 纯电动汽车、插电式混合动力（含增程式）汽车 作为我国新能源汽车发展的三大技术路线，提出 “燃料电池汽车实现商业化应用，氢燃料供给体系 建设稳步推进”的发展远景与具体部署。

各地也积极响应国家号召，陆续出台相关文 件和规范，推进氢能产业布局，加大基础设施建 设，把发展氢能作为推动地方高质量发展与转型 升级的重要引擎。截至目前，全国已有 13 个省份 发布了氢能源相关专项规划和政策，明确氢能源 产业发展目标，其他省份通过氢燃料电池汽车等 相关政策规划明确氢能产业建设目标，并试点启 动产业化项目。

（二）科研支持，逐步突破产业链关键核心技术

从“九五”开始，我国就通过科研项目支持 氢燃料电池汽车示范应用。在制氢、储运和加注 技术以及燃料电池关鍵材料、零部件、动力系统 等氢能产业核心技术领域布局项目来支持技术研 发。截至 2020 年底，国家科技项目累计投入氢能与燃料电池研发经费超过 20 亿元，仅“十三五” 期间，科技部就通过“新能源汽车”和“可再生 能源与氢能”重点专项支持了 37 个氢能与燃料电 池技术研发项目。2021 年，科技部国家重点研发 计划启动实施“十四五”氢能技术重点专项，目 标是到 2025 年实现我国氢能技术研发水平进入国 际先进行列;2021 年度启动 18 个项目，安排国拨 经费 7.95 亿元，进一步加大在氢能与燃料电池领 域的研发支持力度。

经过近 20 年的发展，我国已基本构建较为完 整的氢能和燃料电池产业链，制氢、储氢、运氢、 加氢到燃料电池各个环节的关键核心技术都取得 了重大突破。制氢方面，质子膜电解槽制氢、高 纯氢纯化等技术不断取得突破，国内 70MPa 塑料 内胆碳纤维缠绕Ⅳ型瓶不断进行有效探索，加氢 机、空压机、氢气循环泵等零部件国产化探索不断取得进展，国产电堆和材料部件的部分关键指 标，如电堆寿命、成本、催化剂铂用量等技术参 数稳步提升，车用燃料电池系统、商用车整车平 台的稳定性和可靠性逐步提高，除了部分关键材 料，产业链多数环节已基本实现国产化。

（三）“双碳”目标，氢能产业发展迎来重大机遇

根据我国的承诺，到 2030 年和 2060 年，将 分别实现碳达峰和碳中和两个宏伟目标。根据联 合国公布的数据，2019 年中国碳排放约 140 亿吨， 从总量看，占全球总排放的 1/4 以上，仍是全球 排名第一的碳排放国。为履行《巴黎协议》中的 碳减排目标，据测算，我国既定能源政策仍需降 低化石能源使用占比来实现气候变化低于 2℃的 目标。就目前来看，我国的碳减排任务依然十分 艰巨，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系 迫在眉睫。

“双碳”目标使得我国能源发展需要从数量 扩张向提质增效转变。相比其他能源，氢能既可 作为能源使用，也可进行储能和能源转换，在实 现碳中和过程中将起到重要作用。以太阳能发电、 风电、水电等可再生能源发电制取的绿氢，从源 头上杜绝了碳排放，在终端能源应用中，又替代汽油、传统工业原料、传统供热等，从而实现零 碳排放，因此“双碳”目标为氢能与可再生能源 的耦合发展提供了重大机遇。

（四）示范应用，氢能与燃料电池市场稳步发展

我国兼具发展氢能的良好产业基础和广泛应 用市场，根据中国氢能联盟预测，到 2030 年我国 氢气需求量在终端能源体系中的占比将达到 5%， 2050 年将达到 10%，产业链年产值预计将达到 12 万亿元。交通领域是目前我国氢能应用的核心领 域，中国汽车工业协会数据显示，2020 年，受新 冠疫情影响燃料电池专用车销量大幅下降，客车 销量维持平稳上升，中国燃料电池汽车产销量分 别完成 1199 辆和 1177 辆， 同比分别下降 57.5% 和 56.8%。截至 2020 年底，我国燃料电池汽车销 量累计达到 7352 辆。随着燃料电池示范城市群和 补贴政策的落实，预计全国燃料电池汽车产销量 将会有大幅度提升，自 2021 年起或将迎来爆发式 增长（见图 1）。

除道路车辆外，氢能在其他交通领域的应用 也不断取得进展。2016 年底我国首架有人驾驶氢 燃料电池飞机试飞成功后，近几年国家电投、商 飞等多家单位在研发氢能飞机;轨道交通方面，唐山、佛山等地建成燃料电池有轨电车示范线路 并已正式投入运营;2021 年 2 月，我国首艘燃料 电池游艇已在大连顺利完成试航，同年 5 月，广 东省首艘氢能游船正式下水。

为满足氢燃料电池车辆应用示范，近几年各 地均加大了氢能基础设施建设。据不完全统计，截 至 2021 年上半年，我国累计建成加氢站 165 座（今年上半年建成 27 座），其中 116 座已投入运营，加 氢站数量位居全球第二位。已建成的加氢站中， 北京大兴国际氢能示范区加氢站日最大加注量达 4800kg，是目前全球规模最大的加氢站。随着各地 积极申请燃料电池汽车示范城市群以及众多能源巨 头进入氢能领域，预计 2021 年加氢站建设将会有新的突破，或将达到 200 座。此外，我国目前是可 再生能源发电装机量最大的国家，也是制氢量最大 的国家，具备规模化发展绿色氢能的潜力。

二、中国氢能产业发展面临的主要挑战

尽管我国氢能与燃料电池产业发展迎来良好 的机遇期，但作为新兴产业，其发展必非一蹴而 就，反而可能是道阻且长，因此目前氢能产业虽 蓄势待发，但仍面临诸多挑战。

（一）行业发展前期政策依赖性较强

我国氢能与燃料电池产业正处于导入期，这 一阶段，政策扶持显得非常重要，通过各种形式 的补贴以及政府特定的行政和监管手段，才能使 得产业进入“规模化—降成本—市场化”的量价 循环，形成商业化竞争发展的良好局面。但这两 年由于新冠疫情和经济形势的变化，以及政策制 定者在发展氢能方面的思路并未完全统一，尤其 是去年到今年关于燃料电池汽车示范城市群的政 策迟迟未能落地，“有效的市场”并未真正出现， 很多企业面临资金和市场的双重压力，甚至出现 债务链的情况，一些头部企业摊子大风险大，很 多尾随企业融资难生存难。这就需要引导企业顺 应形势而不能依赖甚至去赌产业政策，能抓住机 会的企业要用足产业政策但不能搞产业投机。

（二）供应链部分环节存在短缺隐患

氢能产业链长，大的方面来说包括氢的制储 运加、燃料电池、氢能燃料电池应用三个环节， 但供应链上又有很多细分领域，产业能否健康发 展，有没有安全稳定、质优价廉的供应链，就成 为了关键。我国氢能产业发展的现状是部分领域 因资源禀赋、基础研究或技术攻关的缺失，导致在不同地区、不同企业或产业链的不同环节，或 多或少存在阶段性或局部性供应短缺的风险。比 如佛山的氢源，储氢瓶的碳纤维，燃料电池的膜、 催化剂和炭纸等关键材料;还比如安全可靠的氢 气压缩机、高压关键阀门、加氢枪等。

（三）良性发展的市场环境尚未形成

氢能与燃料电池作为战略性新兴产业，首先 需要产业共性技术和产品研发方面的科技创新， 同时也需要商业模式和政策环境方面的创新。中 美贸易争端和新冠疫情带来的或主动或被动的产 业结构调整，“碳达峰、碳中和”目标的逐级分解 带来的巨大压力，让很多地方都选择氢能作为当 地重点培育和发展的产业方向。目前全国各地出 台了 40 多个氢能发展规划或扶持政策，短期内的 重点工作多是扶持本地已有企业，并面向外地优 质企业招商，因此也就出现了以资金投入、资源 出让为主的各具特色的倾斜性政策，这也带来了 有些政策短期奏效但长远未必有益，或者有些政 策局部有利但影响产业科学布局的问题。其实对 于真正想做实业的企业来说，更需要政府打造健 康可持续的发展空间和应用场景，创造公平竞争 的市场环境，真正发挥市场在科技和产业创新资 源配置中的决定性作用。

三、推动氢能产业高质量发展的对策建议

（一）统筹规划，提供多类政策支持

应明确国家级氢能战略规划或发展路线图， 引导和鼓励氢能源跨区域协作、多领域应用和可 持续发展。建立科学长效的产业发展扶持与激励 政策，给予氢能产业链财税奖励或补贴，通过降 低终端消费者使用成本，加快氢能产业发展和应 用推广，为构建氢能产业发展集群提供强有力的 支撑。

（二）科技引领，持续拓宽应用示范领域

坚持市场导向、企业主体、产学研紧密结合， 探索与智慧交通、信息通信等新技术、新业态深 度融合发展的新模式。依托重大专项布局，扎实 开展核心材料和过程机理等基础研究，核心装备及关键零部件研制，电池系统、储能及终端应用 系统等集成研发。通过设立各级氢能及燃料电池 投资引导基金，鼓励大型骨干企业、科研院所、 “高精专”中小企业开展科研成果轉化创业，以创 新链带动产业链。

（三）实施安全监管，强化标准规范建设

鼓励企业、高校院所、社会组织等参与氢能 行业标准体系建设，破除氢能行业在标准体系 方面的瓶颈，协同建立标准规范体系，营造有 利于产业发展的氛围。着力破除制约行业发展 的体制机制障碍，在危险化学品管理基础上确 定氢在能源体系中的战略定位，明确加氢基础 设施建设等环节的管理审批责任主体、审批及 验收流程等，建立体系化的氢气制备、储运安 全管理办法，构建燃料电池汽车示范推广及氢 能基础设施建设运营等安全监管机制，保障氢 气全环节的安全使用。

（四）推动绿色转型，探索低碳应用潜力

鼓励并大力推动风光储等可再生能源与氢 能实现耦合发展，强化资源的综合循环利用， 通过规模效益提升绿电制氢的比例，降低低碳 清洁氢源成本。积极探索化工、交通、钢铁、 电力等重点行业内的氢能脱碳机会，强化能源 和环境政策监管，推动传统用氢领域的低碳化 替代。

（五）广泛普及，提高大众的氢能认知水平

对氢能社会的构建，产业发展和公众的认知 同样重要。比如目前加氢站的建设，在安全距离 方面往往舆情大于科学和标准;再比如山东启动 “氢进万家”科技示范工程，首先就提出要打造 三个科普基地。氢能产业要发展，就要考虑如何 通过与氢能相关的教育和科普活动，让民众不至 于谈“氢”色变;通过科学研究和技术交流，实 现与其它产业路线的包容性发展甚至兼容性发展; 培育并提高社会公众对氢能的认知程度，助推更 多氢能应用场景的出现。

（作者单位：中关村氢能与燃料电池技术创新产业 联盟）