绿色低碳循环城市建设视角下嘉兴氢能产业发展研究★

秦国栋， 陈曙光， 戴志冰

（1.嘉兴职业技术学院， 浙江 嘉兴 314000； 2.同济大学浙江学院， 浙江 嘉兴 314000）

0 引言

嘉兴市锚定“碳达峰、碳中和”目标，大力推动能源结构性优化调整，构建低碳产业体系，开展绿色低碳科技创新。2021 年，嘉兴市驰而不息推进生态环境整治，积极构建绿色能源体系，全力打造绿色低碳循环城市金名片。发展氢能，是打造绿色低碳循环城市金名片的重要路径。氢能作为来源广泛、零排放的二次能源，被视为本世纪最具发展潜力的清洁能源，是未来能源技术革命和产业发展的重要方向[1]。

1 我国氢能发展现状

1.1 政策环境发展现状

自2019 年《政府工作报告》首次提出发展氢能以来，国家密集出台了一系列相关扶持政策，氢能的地位不断提升。2019 年制定的《新能源汽车标准化工作要点》《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》等政策，旨在推动氢能源的发展、开展氢能的创新研究。2020 年4 月，氢能被写入《中华人民共和国能源法》，将氢能纳入到能源范畴，在法律层面为氢能发展铺平了道路。同年9 月，五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群拨付奖励资金，鼓励发展氢能及燃料电池。2022 年3 月23 日，国家发改委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035 年）》。规划指出，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，该规划将促进氢能产业规范有序高质量发展[2-4]。已经出台的国家层面的关键政策如表1 所示。

自2019 年以来，多省市相继发布氢能及燃料电池车产业规划，加速氢能产业化进程。北京、山东、河北和浙江等省市相继出台氢能及燃料电池车发展规划或扶持政策，并从产业规模、企业数量、燃料电池汽车和加氢站等方面明确阶段目标。部分省市发布氢能产业规划如表2 所示。

1.2 我国氢能资源情况

随着我国氢能政策的逐渐明晰，且应用越来越广泛，氢能产业发展步入快车道，氢气产量持续增长。根据中国煤炭工业协会的统计数据，2021 年我国氢气产量将近2 700 万t，到2022 年将超2 800 万t，如图1 所示。

图1 2016—2022 年中国氢气产量

目前，国内已由单一的化石能源制氢发展为多种制氢模式，不同地区可以依据自身资源情况，结合不同技术路线确定制氢产能。根据中国氢能联盟、中商产业研究院的预测，到2050 年，可再生能源制氢将占70%的制氢总量，如图2 所示，可充分降低碳排放，助力我国实现“双碳”目标。

图2 2020—2050 年中国氢气供给结构

1.3 我国加氢站发展情况

与高速发展的氢能制储运以及氢能应用相对应，我国的加氢站需求量也在激增。随着中石化、中石油等企业的加入，极大地加速了建站进度。截止2022 年6 月1 日，中国累计建成201 座加氢站，且198 座在运营，如图3 所示。另外，在建85 座，规划建设170座。根据预测，2035 年，我国加氢站数量将突破2 000座，届时交通加氢设施将初现规模。

图3 2022 年中国加氢站分布情况

1.4 我国氢能应用情况

我国氢能应用集中在工业、交通、电力和建筑等四大领域，其中，在交通领域的燃料电池车目前应用较多。与燃油汽车相比，燃料电池车具有无污染、零排放、无噪声和无传动部件等优势。与电动车相比，又具有续航里程长、充电时间短和起动快等优势。故业内预言，新能源汽车的终点是燃料汽车。我国目前已研发出燃料电池乘用车、客车和物流车等不同类型。据中国汽车工业协会统计，2021 年，燃料电池汽车产销分别为1 777 辆和1 586 辆，同比分别增长48.2%和34.7%，如图4 所示。2025 年，预计达到5 000 辆。

图4 中国燃料电池汽车产销情况

2 嘉兴市氢能源发展现状

2.1 政策情况

嘉兴市为响应国家氢能战略，全市重点打造氢能产业平台，出台多项氢能产业发展扶持政策，涉及到加快氢能产业培育、增强产业创新动力、加快示范应用推广和强化要素资源支持等多个方面，如表3 所示。这些政策的出台，有力地推动了嘉兴市氢能产业高质量发展。

表3 嘉兴氢能产业发展相关支持政策

2.2 产氢情况

从全国地域来看，嘉兴市工业副产氢资源丰富，主要来自于嘉兴港区和平湖市的化工新材料产业基地。2021 年，全市工业副产氢产能为5.3 万t。2023 年预计生产15.9 万t，2025 年预计可以达到25 万t，2030 年预计可以达到30 万t，如图5 所示。嘉兴市丰富的工业副产氢能，可以充分保障嘉兴市及长三角周边城市的燃料电池汽车使用。

图5 嘉兴市氢能产量图

2.3 储氢加注站发展情况

作为国家燃料电池汽车示范应用上海城市群的一员，嘉兴市将成为浙江省氢燃料电池汽车产业发展的重点地区。嘉兴市近年来出台了多项政策，支持本地区氢能燃料汽车及加注站的发展。截止2022 年6月，全市氢燃料电池汽车183 辆（公交车146 辆、货车37 辆）。其中，嘉善县120 辆（公交车100 辆、物流运输车20 辆）、市本级公交车15 辆、平湖市公交车16辆、港区32 辆（公交车15 辆、重卡及物流运输车17辆）。加氢站5 座，其中，嘉善县3 座、平湖市1 座、港区1座。具体见图6。

图6 嘉兴氢燃料电池车辆分布图

2.4 产业链培育及应用情况

嘉兴市围绕产业链开展强链招商，自2019 年以来，已经连续举办了三届长三角氢能产业高峰论坛，通过各种途径，先后引进了美国空气产品公司和法液空等国际气体产品巨头的液氢项目，以及爱德曼氢能源装备有限公司、浙江锋源氢能科技有限公司、德燃（浙江）动力科技有限公司和浙江汉丞新能源有限公司等一大批行业头部企业，基本实现了氢气制备、储运、加注及氢能装备核心部件和燃料电池动力系统集成的全产业链布局。

同时，嘉兴市注重氢能产业平台培育，先后组建了浙江清华长三角研究院、长三角氢能产业技术联盟和嘉兴市长三角氢能产业促进会等高能级产业创新与合作交流平台。长三角氢能产业技术联盟是面向长三角层面的最具影响力的氢能产业技术创新联盟，目前，汇聚了区域内外60 多家氢能龙头企业，对推动氢燃料电池汽车等产品和技术的转移转化及规模化应用发挥了重要作用。嘉兴市长三角氢能产业促进会是由浙华投资、嘉化能源、东恒石化、德燃动力、爱德曼和锋源氢能等市场主体共同发起成立的行业性社会组织，对于促进氢能产业发展，扩大产业影响力发挥着重要作用。

嘉兴市开展燃料电池重卡和轻型物流车示范项目的“揭榜挂帅”。在嘉兴港内短驳应用场景推广氢燃料物流车，在先期氢能重卡试运行的基础上，继续推进燃料电池重卡和轻型物流车的示范应用。依托嘉兴港区、平湖独山港及现代综合物流园等物流场所，将氢能拓展应用到港口集卡车、物流车、环卫车和叉车等各类场景。加大氢能技术在生鲜冷链、快递分拨和电商物流等场景的应用推广。

3 嘉兴氢能发展面临的关键问题

3.1 技术水平存在差距，成果转化有待加强

嘉兴市目前汇聚了一批氢能产业研发领军人才和专业化团队，但是氢能核心技术与国外先进水平依然存在较大差距，主要体现在氢燃料电池和氢气存储两个方面。燃料电池方面，氢燃料电池电堆核心技术及关键零部件与世界先进水平差距较大。在氢气存储方面，加氢站氢气压缩机、高压储氢系统关键部件以及氢气加注机等与国际先进水平仍有较大差距，尤其是在储氢材料及相关配套零部件领域，差距更加明显。

3.2 产业链条尚未形成，龙头企业亟待培育

目前，嘉兴市氢能产业覆盖了制氢、氢燃料电池与系统和氢燃料电池关键零部件等环节，氢能产业形成了一定的先发优势和集聚态势。但是，仍存在整体上产业链的完整性不足、关键龙头企业不足等问题。从产业链看，在高性能氢气储运装备和材料存在突出短板，氢燃料检验检测等配套装备产品还有待加强和提升。从企业主体看，一方面嘉兴市现有的企业大多处于初创期，成立时间短，多数企业真实配套销售数量较少，市场出货量和占有率较低，产品运行稳定性有待验证。另一方面，嘉兴市本地缺乏有资质的燃料电池龙头企业带动，亟待引进和培育若干龙头企业，增强产业的核心竞争力。

氢燃料电池代表着今后的氢能发展方向，嘉兴市虽然有德燃动力、爱德曼等企业，但目前氢燃料电池整体应用占比较低。同时，在燃料电池环节，产业化尚处于早期，经济性短板突出，主要是氢能及燃料电池部分关键零部件、核心原材料环节上国产化缺失，进口依赖度高，导致价格居高不下。在应用环节，氢燃料电池车辆主要还是依靠政府补贴，应用端购置成本、运营成本和处置成本也亟待降低。

3.3 供氢网络尚未建立，示范规模亟待提升

嘉兴市无论是加氢站等基础设施配套，还是氢能燃料汽车示范应用推广量，都无法达到孕育一个产业的市场规模和能级。

1）加氢站方面。嘉兴市目前有5 座加氢站，且多处于示范模式。氢气到目前还属于危险品范畴，加氢站主管部门不够明确，审批难度较大。在建成的加氢站中，缺乏有效的商业模式，不能实现盈利。加氢站建设成本昂贵，日加注能力和日加注率均不高，导致盈利不足，加氢站投资者信心不足，积极性较低。加氢站建设成本较高，投入回报率低，推行难度较大。

2）氢气储运方面。嘉兴市普遍采用20 MPa 气态高压储氢和长管拖车运输方式，储氢技术方面处于全国先进水平。但是，这种方式下运输费用占氢气终端消费价格的一半，成本仍然较高，需要进一步提高高压气态储氢的储氢密度和单车运氢量。而在天然气管道掺氢、纯氢管道输送技术和工程示范等方面，目前还没有涉及。

3）示范推广方面。截止目前，嘉兴市共推广燃料电池公交车183 台，打造了氢能示范公交线3 条，较小的示范推广规模又反过来限制了加氢站的规划和拓展。

3.4 政策体系尚不健全，管理体制有待创新

从政策体系看，尚未形成从企业研发、车辆补贴、加氢站建设、示范运行及产业招商等完整的配套政策体系，对氢能产业缺乏持续性和精准性资金投入，导致产业核心技术和核心零部件方面缺乏核心竞争优势，对加氢站建设缺乏引导性的政策补助，导致企业对加氢站的投资畏首畏尾。

从管理体制看，加氢站基础设施建设缺乏主管部门统一规划，导致建设周期长，是阻碍加氢站建设的主要因素。加氢站投入运营之后，如何保证安全高效地管理，目前也缺少相关的制度和管理规范。

4 嘉兴氢能发展的建议

1）强化政策支持，优化氢能产业发展政策体系。建议继续完善关于氢能的地方性法规和相关政策，按照国家发改委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035 年)》尽快出台嘉兴市的中长期规划，明确监管主体部门。同时，建立健全行业监管体系和标准体系，进一步细化加氢站建设管理审批流程，盘活用地，进一步放宽用地性质限制。鼓励研究机构及企业，积极探索制氢—加氢一体化模式，研究加氢站内制氢安全标准和操作规范。出台进一步的扶持政策，加强对加氢站等基础设施建设的财政资金扶持，鼓励国有企业参与建设加氢站，政府搭建平台鼓励加氢站建立自己的商业模式，提升市场主体活力和全产业链发展潜力。

2）坚持创新驱动，加强氢能科技攻关和基础研究。充分发挥嘉兴市在长三角地区以及全国氢能源产业的优势，进一步加强氢能产业基础研究，建议设立氢能与燃料电池嘉兴科研专项计划，统筹布局和培育氢能重点实验室、关键技术装备研制以及组建成果转化平台，组织嘉兴地区骨干企业、本地区及全国优势高校和科研院所联合攻关，在氢能制取、存储、运输、加注和场景应用等全产业链上，以及关键材料及核心技术设备瓶颈上重点突破，全方位提升氢能基础研究、前沿技术等原始创新力。充分发挥嘉兴市军民融合深度发展的战略优势，推动氢能军民用共性关键技术攻关，引导和鼓励带动更多民营企业参与进来，共同推动技术创新成果转化应用，加快关键材料国产化进程，进一步补齐氢能全产业链供应链短板。嘉兴地区应加快氢气生产及提纯装备、氢气储运装备、燃料电池及相关配套装备重点布局及研究，争取在电堆、双极板、膜电极、空气压缩机、质子交换膜、催化剂、碳纸、氢气循环系统和储氢罐阀等“卡脖子”技术上实现突破，形成一批国内领先的新产品、新技术、新材料企业。

3）加强战略布局，争取氢能产业发展主动权。加快完善氢能政策顶层设计，在制度新能源政策时突出氢能及氢能产业在能源结构中的战略地位，将氢能及氢能产业作为嘉兴市未来能源发展的重要方向，加快推动氢能与风、光、电等可再生能源深度融合，在国家新一轮能源科技竞争中赢得主动。加快编制嘉兴市氢能产业发展长期规划，明确中长期目标、路线图和可操作的实施细则，打造建设平台，推动建立跨部门的氢能产业协同发展，科学制定氢能与氢燃料电池汽车产业发展行动方案，整体规划嘉兴市重点区域的中长期产业发展路径，统筹布局全嘉兴市氢能基础设施，鼓励开展多元化技术示范和应用，进一步拓展氢能在储能、发电、工业等领域应用。支持长三院等社会组织和龙头企业牵头或参与制氢与提纯、储氢与加注、加氢站建设、氢能应用与检测等标准制定，推动嘉兴市优势产品、技术成为国家或行业标准。对牵头制定并完成国际标准、国家标准和行业标准的部门、企业给予奖励。

4）注重人才建设，加强氢能国际交流与合作。积极推动嘉兴市内高校、科研院所创新学科设置，加强氢能发展前沿方向和交叉融合领域学科建设，引进国内氢能研究领域知名高校到嘉兴市建立研究所，推进氢能基础学科人才培养，加快壮大氢能研究型和技能型人才队伍。积极推动国际交流与合作，建设国际氢能人才交流与合作研发平台，推动氢能企业深度融入全球氢能产业链，加强与发达国家在标准领域的合作，进一步缩小与国际先进水平的差距。嘉兴市要不断优化科技人才引育环境，加大对氢能产业人才的支持力度，以优惠的政策和良好的环境吸引更多氢能人才留在嘉兴，为推动氢能产业高质量发展提供坚强有力的科技人才支撑。