广西发展氢能产业的思考

董大为

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。氢的储能属性使其具备跨时间和空间灵活应用的潜力，能与可再生能源有效衔接，助力可再生能源消纳与更大规模发展。正是基于氢的优点和储能属性，在应对气候变化、全球能源转型的大背景下，国际、国内均普遍认为氢能将成为未来能源系统的关键节点，在全球能源转型及提高能源系统灵活性方面发挥关键作用。近年来，全球掀起氢能热潮，氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。

一、氢能产业概述

氢能是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采。氢能可用于发电、发热、交通燃料，具有零污染、热值高、可存储、储量足、应用广等优点。氢能产业为综合性产业，其发展将涉及制氢—储运、加氢—氢能下游应用等众多环节。氢能产业链上游为制氢，目前制取氢气主要的方法有化石燃料制氢、工业尾气制氢、电解水制氢等多种途径；中游主要是储存及加氢环节，主要储运技术包括气态储运、液态储运、固态储运以及有机液态储运等，涵盖储氢装置、氢气运输、加氢站建设及设备等；下游为氢的综合应用，涉及到电力、交通供热等领域的应用。在双碳背景下，国家积极推进燃料电池汽车示范应用，氢燃料电池及汽车产业得到快速发展。

图1 氢能产业链图

二、广西发展氢能产业迫在眉睫

国家“十四五”规划纲要提出要谋划布局氢能产业，全国除西藏外的30 个省份都将发展氢能产业纳入“十四五”发展重点之一。自治区高度重视氢能产业发展，在“十四五”规划纲要中就明确提出“谋划布局生物工程、第三代半导体、人工智能、量子信息、氢能与储能等未来产业”，在新能源汽车产业规划中提出“积极探索氢能产业开发利用”，在战略性新兴产业规划中提出要“布局建设燃料电池汽车应用示范城市群”，未来五年广西氢能产业发展方向和重点初步明确。

在碳达峰、碳中和的背景下，在工业、交通、建筑以及发电等领域推广应用绿氢，是广西节能降碳的重要路径之一，是推动能源结构调整的重要举措；氢能汽车主要以长途、重载车型应用为重点发展方向，是广西健全新能源汽车产业链、推动汽车产业结构调整的重要补充。

三、广西发展氢能全产业链有基础有条件

（一）从产业链上游看，广西发展绿氢基础具备

2020 年底，广西可再生能源发电装机容量占装机总容量的50.3%；随着2021 年横州260 万千瓦风光储一体化大型基地示范等项目开工建设，广西海上风电规划获得国家能源局批复等利好，广西将迎来可再生能源高速发展期，可再生能源优势将不断扩大。

（二）从产业链中游看，储氢材料研发有所突破

桂林电子科技大学教授周怀营团队，被国家自然科学基金委员会工程与材料科学部吸收为“储氢材料”研究集团成员；团队联合研制的新型稀土—镁基储氢合金组装的5 号充电电池，获得2007 年度广西科技进步奖一等奖，为开发高性能电池原料提供了理论基础。广西大学新能源材料团队蓝志强等人开展了氮掺杂氧化Mxene 的制备及其对氢化镁储氢性能影响的研究并发表相关文章，该研究获得国家自然科学基金、广西自然科学基金等资助。

（三）从产业链下游看，发展氢燃料电池条件具备

核心技术取得重要突破。2019 年，玉柴动力发布寿命20000 小时燃料电池系统，标志着玉柴正式登上氢燃料电池行业舞台。2021 年，上汽通用五菱完成了新一代氢燃料电池汽车研发，实现了从膜电极、双极板到电堆系统集成的全部自主化，且电堆的功率密度也已经达到了国际领先水平。

氢燃料电池及汽车进入产业化。2019 年，浦北高迈新能源科技有限公司年产2 万套水氢燃料电池模块生产车间竣工投产，标志着广西氢燃料电池的生产开始进入产业化；国家工信部发布第325 批《道路机动车辆生产企业及产品公告》，广西申龙汽车制造有限公司有3 款氢燃料电池客车车型正式列入管理，标志着广西申龙成功获得氢燃料电池客车生产资质，并进入产业化运营。

加氢站布局已出现。作为氢能源汽车产业发展的重要基础设施，加氢站的布局直接关系氢燃料汽车的推广应用。2019 年以来，来宾广能投加氢站、中国石化柳州博园加油加氢站顺利竣工投运，标志着广西在氢能源领域迈出跨越性一步，对推动全区氢能全产业链布局、带动发展转型升级和示范引领具有重大里程碑意义。

氢能领域合作共建取得新进展。2021 年，玉柴芯蓝新能源与北京、天津、河北等地就开发燃料电池动力系统、推广氢能应用签订框架性协议。广西北投能源与江苏林洋能源就光伏电站、储能、氢能及相关新能源产业的合作达成框架性的合作意向，并合作探索新能源制氢以及加氢站的开发、建设、运营和维护等。

（四）从配套产业看，广西发展氢燃料汽车有优势

氢能产业的发展，离不开汽车、化工等产业链的互动。广西有发展新能源汽车的产业基础，既有上汽通用五菱、广西申龙等整车企业，也有玉柴等动力电池研发生产企业，已形成包含载货车、客车、乘用车车用内燃机、汽车零部件工业等较为完成的产业格局，2021 年新能源汽车产量达到48.5 万辆。同时，依托北部湾沿海石油化工基地，广西已形成包括原油加工、化肥、农药、无机化工、塑料、涂料及颜料、橡胶制品等门类的产业体系，初步形成了“油、煤、气、盐”四头并进、较为完整的石化产业链。新能源汽车和石化等产业链完整、产业发展成熟，配套产业基础优势凸显。可以说，广西发展绿氢的汽车、化工等配套产业基础已具备。

四、广西氢能产业发展尚有遗憾

（一）指导产业发展的文件还未出台

据中国氢能百人会不完全统计，2019 年1 月～2021 年7，全国31 个省份共计出台支持氢能发展的政策文件137 份。2021 年8 月，北京、上海、广东被列入氢燃料电池汽车示范城市群名单，多地掀起氢电产业发展热。而广西仅提出未来五年要谋划发展氢能产业，尚未出台支持产业发展的具体政策文件。

（二）氢能制取仍以灰氢为主

区内现有制氢技术大多依赖煤炭、天然气等化石能源，伴随着大量碳排放，不符合目前双碳的要求，经济、环保性问题依然突出。目前，广西还未见有绿氢产业化项目建成。

（三）核心技术研发尚存不足

目前，广西仅个别企业或研发机构在储氢材料、氢燃料电池及汽车方面有一些研究，且研发缓慢或停滞，氢能产业整体研发能力不强、投入不足；由于技术不成熟、成本等多方面原因，导致产业项目推进缓慢。此外，由于加氢站布局不足，导致氢燃料电池汽车推广应用规模不足。

五、对广西发展氢能产业的思考

（一）打造以应用为主的氢能全产业链

氢能产业发展涉及制、储、运、加、下游应用等众多环节。建议围绕绿氢的制备、氢能储运及加氢站建设、氢燃料电池的生产、氢燃料电池客车等车型的生产及推广应用，构建全产业链，打造全国绿氢第一品牌。

一是依托新能源积极布局以绿氢为主的上游产业。随着未来海上风电进入开发建设阶段，广西新能源发展将迎来跨越式发展阶段。但是，由于新能源发电具有随机性、波动性、间歇性特点，存在靠天吃饭的特性，亟需寻找一种具有灵活调节能力，能高效消纳新能源的用电形式。而制备绿氢正是可以随时、灵活的使用新能源发电电量，既解决新能源发电由于不稳定不能上网的缺憾，又可利用其低价格优势，在制氢工艺上具备成本优势。广西要结合新能源未来产业布局，抓紧在海上风电、陆上风电、光伏、农林生物质发电、垃圾发电等新能源发电项目周边布局一批绿氢制备项目，既实现新能源电力的高效利用，又降低绿氢制备成本，稳定绿氢来源。

二是分阶段健全氢能储运配套、超前布局更多加氢设施。由于氢气易燃、易爆，所以对氢气的储存、运输提出更高要求。目前，储氢方式主要有气态、液态、固体合金三种，气态储氢应用氢气压缩技术，成本较低；液态储氢采用冷却技术、绝热措施，成本较高；固体合金储氢可大量吸收、储存和释放氢气，成本较高。我国氢能运输主要通过气氢长管拖车、气氢管道和液氢罐车开展运输，其中：高压长管拖车技术较为成熟，是当前主流的运氢方式，但运输量小，适用于短距离运输；远距离管道输氢技术尚在实验阶段，一旦关键技术有所突破，其重要性将逐步提升；而液氢罐车运输由于液化能耗和成本高、设备要求高等原因，目前仅用于航天及军事领域。结合广西目前产业基础，下一步要稳定发展氢能储运，短期内建议采用气氢长管拖车将气态氢运输到加氢站的方式。同时，要有序布局加氢站基础设施。积极向先行城市学习借鉴在加氢站审批、建设、运营和安全管理等方面政策。加强与中石化、中石油等企业对接，加快在南宁、柳州、玉林等氢燃料电池应用的重点地区城市周边布局加氢站，为氢燃料电池汽车提供氢能保障，推进氢能与传统油气业务一体化融合发展。

三是以货物运输领域为重点，逐步推广氢燃料电池产业化及应用。氢能既可以为重工业提供能源，又能为交通领域提供燃料，主要应用在石化、交通、供热、电力等领域。其中，交通运输领域受到极大关注，国家大力支持氢燃料电池产业化项目及应用。据“第一氢能与燃料电池”相关数据显示，到2025 年，预计燃料电池汽车购置成本将与纯电动汽车相当，到2030 年，燃料电池商用车全生命周期成本将与传统燃油车相当，并具备经济性优势。在“双碳”目标推动下，示范应用政策强力驱动，产业链上下游企业积极布局，产业链供应链不断完善，关键零部件技术水平不断成熟，多元应用场景需求大幅释放，加氢基础设施建设进程加快，燃料电池汽车使用成本逐年下探等多重有利因素推动下，我国燃料电池汽车市场将快速增长，进入规模化示范应用增长期。建议结合广西的实际情况，以交通运输领域作为氢燃料电池产业化及应用为市场发展的突破口，先期在重点工业园区、大型物流、公交站场等场所建设加氢示范项目，配一定比例的氢燃料电池汽车，迈出氢能新兴领域应用的第一步；以广西申龙汽车、上汽通用五菱等企业为龙头，围绕氢燃料电池客车、工程车、乘用车等车型，加速氢燃料汽车的产业化进程，并逐渐向储能、工业、建筑领域拓展。

（二）坚持以氢能核心技术创新引领全产业链发展

要加强氢能产业科技创新。一是要解决好氢能产业重点领域核心技术攻关。以广西大学、桂林电子科技大学等院校为重点研发机构，围绕固体合金储氢关键材料，开展科研攻关，进一步提高质量储氢密度，降低分解氢的温度和压力，延长使用寿命，促进储氢合金的商业化。强化企业创新主体地位，建议以企业为盟主组建创新联盟，提升电堆集成、系统集成技术，着力发展低成本、大功率、长寿命商用电堆，攻关燃料电池整车集成及控制技术，争取在氢燃料电池系统技术上实现国内、国际领先。二是探索成立我区氢能关键材料重点研发中心。建议由广西大学牵头，成立我区氢能产业重点研发中心，集中开展储氢材料、氢燃料电池等关键技术的研发，自治区工信厅、科技厅在研发中心建设方面给予大力支持。三是组建科技创新、产业协同联盟。组建企业与企业间、企业与高校科研院所等研发机构之间的科技创新联盟，在氢能关键技术领域加强合作，加快突破氢燃料电池等关键技术。加强氢能产业上下游企业联动，在生产、应用等领域开展紧密合作，组建产业联盟，实现氢能产业协同发展。四是加大人才培养力度。利用广西大学、桂林理工大学等高校优势，加强电化学、新材料等相关学科建设，培养技术研究、产品开发等专业人才。积极创造条件引入氢燃料电池及氢燃料电池汽车产业领域的国内外优秀领军人才和技术团队。

（三）坚持以强有力的政策措施支撑氢能全产业链发展

任何产业的发展，都离不开政府政策的支持。作为新兴的氢能产业，更是需要政府的大力扶持。一是建议参照北京、上海、广东等地，出台适合广西氢能产业发展的顶层文件。明确广西发展氢能产业的指导思想、发展原则、目标及产业发展重点，引导广西未来氢能产业的发展。二是建议由南宁或柳州担当牵头城市，探索采取跨省域（如广东、云南、贵州）组建城市群的方式，提前谋划，时机成熟时积极申报国家示范项目。三是加大金融政策支持力度。发挥财政资金引导作用，对列入发展规划和实施方案的鼓励氢能产业发展方向的研发、产业化、应用项目以及储运、加氢站等基础设施给予重点支持和扶持。鼓励金融机构创新金融产品和服务，对符合条件的氢能源汽车研发和产业化、加氢站等项目提供信贷、担保等支持。鼓励金融机构加大对氢能源汽车市场消费信贷、保险的支持力度。四是加大电价支持力度。对利用新能源发电项目零散、不能上网的电力制备绿氢的项目，积极给予电价支持。五是发挥现有招商引资政策优势，大力开展招商引资。针对不同氢能产业优势企业，制定独特招商引资的办法，实施“一企一策”。积极引进国外、国内氢能产业强优企业落户我区。