河南省氢能产业:绿色能源革命下的产业跃迁与创新路径

2024-12-05 00:00乔金燕
北方经济 2024年10期

摘 要:本文从政策驱动、创新支撑、产业链延伸、产业集聚及应用推广等方面概述了河南省氢能产业的发展现状,深入分析了产业发展面临的问题,通过“原创+成果引进”加快实现关键核心技术与重要设备材料创新、“招商引资+本地培育”推动产业规模扩大、“交通+能源+工业”拓展规模化应用、“企业+研发机构”开展标准与规范研究制定等途径,不断提升氢能的经济性,促进河南省氢能产业持续健康发展。

关键词:河南省 氢能产业 技术创新 基础设施 应用推广

氢能被誉为“21世纪的终极能源”,其开发利用有助于减少对化石能源的依赖,缓解能源供应压力,实现绿色低碳发展。近年来,为抢占氢能产业制高点,全国已有多个省份和地级市发布氢能规划与支持政策,加快布局氢能产业。河南省以换道领跑战略为引领,将氢能作为战略性新兴产业和未来产业的重要发展方向,先后出台了一系列支持氢能和氢燃料电池汽车产业发展的政策措施,氢能产业发展初具规模。

一、氢能产业发展现状

(一)政策驱动效应凸显

河南省相继出台了多项战略规划与政策,包括《河南省氢能产业发展中长期规划(2022—2035年)》《郑汴洛濮氢走廊规划建设工作方案的通知》《河南省氢燃料电池汽车产业发展行动方案》《推动河南省示范城市群氢燃料电池汽车产业高质量发展若干政策》等,明确了氢能产业的发展目标、路径与保障举措。郑州、新乡、濮阳、洛阳等市也结合本地产业发展基础,不断细化支持氢能产业发展政策,有力引导支持产业发展。

(二)创新支撑成效明显

坚持围绕产业链布局创新链,以氢能装备、整车企业领域的龙头企业为主导,围绕氢能关键技术和设备制造、氢燃料电池关键材料、氢能装备供给等领域,建成了客车安全控制技术国家地方联合工程实验室、河南省氢能装备工程研究中心等一批国家级、省级氢能领域工程实验室。在质子交换膜电解制氢、高温固体氧化物电解制氢成套工艺,质子交换膜、膜电极、催化剂和扩散层等氢燃料电池关键材料等方面取得突破。

(三)全产业链基本完备

产业链上游环节,依托重工业大省基础,拥有丰富的各类工业副产氢气,在制氢环节有潜力形成中西部最大副产氢能综合供应基地。在氢气储存、运输和加注环节,河南省已经集聚了豫氢装备等企业,重点生产储氢瓶、加氢机、压缩机、加氢站等零部件。在产业链中游环节,河南省集聚了以豫氢动力、氢璞创能、骥翀氢能等为代表的氢燃料电池制造商,以及擎动新能源科技等为代表的催化剂、膜电极制造商。在产业链下游环节,分布着以宇通、安阳德力等为代表的燃料电池客车、物流车制造商,氢能乘用车、物流车等在深入研发中。

(四)产业集聚初步形成

河南省提出建设“郑汴洛濮氢走廊”,构建“一轴带、五节点、三基地”空间布局,打造世界一流的燃料电池汽车产业基地、国内领先的氢能产业集群。目前已基本形成以郑州开封整车带动、洛阳氢能装备、新乡核心部件、安阳焦作氢源保障以及濮阳抢占技术高地的区域布局。氢能及储能产业链重点园区包括新乡高新技术产业开发区、郑州高新技术产业开发区、洛阳石化产业集聚区、安阳高新技术产业开发区等园区。其中,新乡高新技术产业开发区是全省氢能及储能产业最主要集聚区,拥有豫氢动力、豫氢装备等一批龙头企业,并协同新飞汽车,形成了“制—储—加—氢燃料电池系统—氢燃料发动机—整车”氢能产业生态集群。

(五)氢燃料电池汽车应用取得突破

以郑州为中心的城市群申报国家氢燃料电池汽车推广应用示范城市获得国家批复,跻身全国5个燃料电池汽车示范应用城市群。至2023年底,郑州城市群已累计推广各类燃料电池汽车1740辆,建成加氢站40座,纯氢运营里程超过2575万公里①。

二、存在问题

(一)核心技术研发存在瓶颈

尽管河南省在氢能产业链的一些环节上有所突破,但在可再生能源制氢、氢气储运及加注、燃料电池等关键领域,自主研发能力不足,面临核心技术缺失、核心零部件及关键材料严重依赖进口的困境,亟需加强核心技术研发,以减少对外部供应链的依赖,提升河南省氢能产业的市场竞争力。

(二)基础设施不完善

氢气生产设施、储氢设施、加氢站等基础设施建设相对滞后。目前,全省范围内的加氢站数量相对较少,且分布不均,限制了氢燃料汽车的推广和应用。同时,氢气储存和运输设施的不完善也制约了氢能产业的发展。

(三)政策和标准缺失

氢能产业涉及多个领域和环节,需要建立完善的标准体系来规范产业的发展。我国氢能产业的政策和标准体系尚不完善,导致各环节、各区域之间难以实现互联互通和协同发展,氢能产业在技术研发、市场推广和国际合作等方面存在一定的困难。

(四)市场应用场景相对单一

由于技术、成本的限制,目前氢能示范应用主要集中在交通运输领域,而在工业和分布式能源、储能等领域的应用相对较少。从先进国家的经验、国家发布的相关政策以及节能降碳的实际需求来看,需要进一步探索氢能在更多领域的应用,以促进产业的多元化发展。

三、河南省氢能产业创新发展路径

氢能的经济性是当下产业发展核心。要以提高经济性为抓手,通过加大技术研发力度、降低成本、拓展应用场景等,推动产业的健康可持续发展。

(一)“原创+成果引进”推动关键核心技术创新

一是培育创新主体。加强对企业创新和技术突破支持力度,在支持企业申请重大专项、创新载体建设、新型研发机构建设、企业加大研发投入、开展行业交流活动、孵化器建设等方向提供具体扶持政策,推动液氢储运、固态储氢、新型储能、氢燃料发动机、燃料电池系统关键零部件等关键前沿技术创新研发,引导氢能与燃料电池全产业链技术进步与产业规模化发展。

二是强化氢能源战略性、先导性、前瞻性重大变革性技术及共性基础研究。对重大项目实行“揭榜挂帅”模式,重点支持在储能与氢能领域,开展变革性储能与氢能的共性科学问题及关键技术研究。

三是引进氢能新型研发机构。积极沟通中央、省、市科研院所资源,吸引知名科研院所在河南设立分支机构,促成项目落地或协作建成协同创新中心。鼓励科研院所、高等学校设立研发实验服务基地,向企业、科研机构和其他高等院校开放研发实验服务资源,为各类创新主体以及大型研究工程和项目提供联合研发、委托研发等技术攻关和技术服务。鼓励和企业联合共建实验室,加大对实验室开放课题的支持力度。

四是加强成果引进和核心技术攻关。对接产业需求,加快导入一批先进技术和优质项目,实现科技成果的集聚与转化。探索“本地注册+异地孵化”“异地孵化+本地加速”的新型创新创业模式,实现异地科技成果带土移植与转化。积极引入第三方专业运营团队,推动孵化载体专业化运作。加强重大科技成果来源单位与招商引资来的企业对接,协商处置知识产权、收益分配以及管理改革政策落实等问题。

五是完善创新生态。定期举办“氢能行业高峰论坛”活动,邀请国内外知名专家、机构,搭建氢能产业链科技创新交流服务平台,研判碳达峰目标碳中和愿景下氢能产业发展新机遇与新挑战,准确把握氢能产业创新发展方向,研判行业发展重大问题,共谋创新发展新路径。

(二)“招商引资+本地培育”推动产业规模扩大

一是绘制产业链图谱,加大招商引资力度。积极引进氢能产业链上的关键龙头企业,遵循“瞄准省外、境外两个方向,聚焦产业、企业两个主体,借助高校、科研院所两个技术供给,立足发展载体、创新平台两种资源”的总体思路,梳理国内外龙头企业及河南省龙头企业清单、国内外知名研发机构清单、产业技术及短板清单、紧缺人才清单、产业关键平台清单、关键产业项目清单、重点园区载体清单、融资需求清单、产业用地需求清单、相关产业政策清单等河南氢能发展急需的“十个清单”,绘制全球及中国产业链全景图、河南省产业链全景图、全球及中国产业区域布局分布图、河南省产业区域布局分布图、河南省产业链长短板图、河南省产业链招商重点企业图等氢能产业链“六张图”,聚焦氢能交通领域应用,关注氢燃料电池汽车需要取得突破的电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机以及氢气循环系统八大核心零部件,编制氢能产业链图谱和招商图谱,强化招商引资功能,采用“科创飞地”或离地离岸方式设置孵化器、创新中心等载体,利用当地科创资源筛选创新项目进行孵化,孵化之后导流回本地。在上海、深圳、常熟等大院大所、大型企业集聚的地区,布局创新中心,打破科创园区、科创平台跨区域限制,使科创要素和产业要素实现有效对接。

二是促进全省氢能产业有序发展。引导地方政府加强沟通,在结合各地氢能资源禀赋、产业基础、发展方向的基础上,合理划分氢能产业链上下游的分工和协作,确保区域间规划的协调性和一致性。建立氢能产业信息共享平台,加强各地区在氢能产业发展信息、技术、人才等方面的交流和合作,整合区域内外资金、技术、市场等资源,形成合力推动产业发展。建立氢能产业发展的监管体系,加强对氢能产业项目的监管和评估,及时发现和纠正重复投资和建设的情况,避免区域间出现技术重复研发、企业盲目分散投资、市场无序竞争现象发生。鼓励各地培育壮大本地氢能产业链的领军企业,发挥领军企业的研发、规模优势,引导产业发展路径不断优化。

(三)“交通+能源+工业”拓展规模化应用

一是打造规模化低成本供应体系。制氢方面,大力支持可再生能源制氢,同时因地制宜地用好工业副产氢,严格控制新增化石能源制氢。储运方面,坚持安全为先,开展高压气态、低温液氢、管道掺氢等储运方式的实践探索,构建高密度、轻量化、低成本的氢能储运体系。加氢方面,坚持需求导向,统筹布局加氢站,探索制氢、储氢、加氢一体化的加氢站新模式。

二是强化交通领域的规模化应用。加强燃料电池、电解槽等关键技术的研发和应用,提高氢能车辆的续航里程、性能和使用寿命。以宇通公司等整车生产公司为重点,持续优化燃料电池系统集成、动力系统控制与整车集成技术,开发重卡、乘用车等。以郑州城市群燃料电池汽车示范应用作为带动产业集聚的突破口,依托京港澳、连霍高速网络和国道107、310骨干公路,开展跨区域陆港联运物流集散货运氢能示范,探索郑州—河北、郑州—山东、郑州—上海的城际氢能货运物流廊道建设,构建智慧物流和氢能绿色运输体系,在运输环节与下游用户协同降碳。

三是促进能源领域的规模化应用。在分布式能源、应急电源、工业等领域探索氢燃料电池技术应用示范。支持有条件的居民小区布置固定式氢燃料电池装置,为用能用户提供电、热、冷及应急备用等综合能源服务,积极打造氢能园区、氢能社区等应用场景,探索形成有效的商业模式。探索氢储能分布式制氢+热电联产,与氢燃料电池交通示范融合推进,循序渐进面向全域推广,探索建立氢能与电力、热力等共同支撑全域终端能源供给的氢能综合应用体系。

四是探索工业领域的规模化应用。在工业领域,氢能作为一种还原剂和化工原料,可以在氢冶金、合成氨等电力难以应用的场景替代化石燃料。目前以化工为主要用氢场景的风光制氢用氢一体化项目进展迅速,有望成为绿氢需求最先放量的用氢场景。同时可以考虑改变纯氢的应用形式,在工业领域探索绿色甲醇和绿氨等氢基燃料的应用,推动氢能在冶金、合成氨、煤制油气行业替代化石能源,引导高碳工业逐步迈向低碳工业。

(四)“企业+研发机构”开展标准与规范研究制定

一是依托河南省龙子湖新能源实验室,成立氢能产业标准化协会,组织开展氢能制、储、运、加、用及安全等方面的标准体系研究制定,鼓励引进企业积极参与地方、行业、国家和国际标准制定。二是组织行业头部企业的有关专家组成相应的联盟及标委会,积极研究制定及发布行业标准,保障氢能行业市场的健康发展。

参考文献:

[1]河南省人民政府.关于印发河南省氢能产业发展中长期规划(2022—2035年)和郑汴洛濮氢走廊规划建设工作方案的通知[R].河南省人民政府公报,2022-10-25.

[2]陈辉.开启氢能星辰大海.河南日报[N],2024-03-01.

[3]夏治斌,石英婧. 全国人大代表张天任:扩大示范城市群 加快氢能规模化应用.中国经营报[N],2024-3-11.

[4]刘丽靓.氢能产业顶层设计出炉 支持企业注册上市融资.中国证券报[N],2022-3-24.

[5]新疆维吾尔自治区人民政府.关于印发乌昌石国家自主创新示范区发展规划纲要(2021—2025年)的通知[R].新疆维吾尔自治区人民政府公报,2021-08-15.

(作者单位:河南省发展战略和产业创新研究院)

责任编辑:张莉莉