氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，對減少二氧化碳等溫室氣體排放、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。目前，我國已初步掌握了氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術和生產工藝，積累了豐富的經驗和產業(yè)基礎。然而，也應看到，我國氫能產業(yè)仍處于發(fā)展初期，與國際領先水平相比，在一些領域仍存在產業(yè)創(chuàng)新能力不強、技術裝備水平不高等問題，產業(yè)發(fā)展路徑尚需進一步探索。在全球氫能產業(yè)競爭中，我們要抓住機遇，搶占國際前沿陣地，推進氫能與燃料電池技術全面成熟，促進氫能在交通、工業(yè)等重點應用領域大規(guī)模市場滲透。
一、我國氫能產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
（一）我國已基本構建較為完善的氫能產業(yè)鏈
目前我國已基本構建了較為完善的制氫、儲運、加注和應用的氫能產業(yè)鏈。在制氫環(huán)節(jié)，目前我國已成為世界上最大的制氫國。2022年，氫氣年產量超3500萬噸，已規(guī)劃建設超300個可再生能源制氫項目，72個在建、建成的項目總產能超20萬噸/年，在氫能供給上具有巨大潛力。此外，電解水制氫成本穩(wěn)中有降，在內蒙古鄂爾多斯等地，隨著光伏、風電度電成本的下降，電解水制氫的經濟性大幅提升。在儲運環(huán)節(jié)，目前我國氫氣的儲運主要以20兆帕高壓長管拖車高壓氣態(tài)運輸方式為主，同時開展純氫管道輸氫和天然氣管道摻氫的運輸方式。在加注環(huán)節(jié)，全國已建成加氫站數(shù)量超過350座，約占全球總數(shù)的40%，位居世界第一，35兆帕智能快速加氫機和70兆帕一體式移動加氫站技術獲得突破。在應用領域，我國氫能以交通領域為突破口快速發(fā)展，其他領域不斷取得突破，部分國產化裝備競爭力提升明顯。交通方面，氫燃料電池汽車保有量超萬輛，已成為全球最大的氫燃料電池商用車生產和應用市場。工業(yè)方面，氫基化工規(guī)?；圏c落地，氫冶金技術示范項目開啟。能源方面，發(fā)電與熱電聯(lián)產完成重點技術試點示范。建筑方面，全國首個氫能進萬家智慧能源示范社區(qū)項目在佛山落地，后期將試點光伏發(fā)電耦合電解水制氫裝備，并接入局域氫氣管網。
（二）三大氫能區(qū)域規(guī)模化產業(yè)集群逐步形成
氫能產業(yè)呈現(xiàn)集群化發(fā)展態(tài)勢，京津冀、長三角和粵港澳大灣區(qū)匯集全產業(yè)鏈規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)超過300家，蘇州、佛山、武漢、成都等地匯集多家氫能企業(yè)及研發(fā)機構，形成了領先的氫能產業(yè)集群。一是依托區(qū)域產業(yè)特色優(yōu)勢，聚焦制氫、儲運、加氫、氫燃料電池及配件、終端應用等諸多環(huán)節(jié)，形成了覆蓋技術研發(fā)、裝備制造等全產業(yè)鏈體系。二是推動氫燃料電池汽車示范應用，逐漸從以燃料電池為主的交通領域向能源、工業(yè)、建筑等多領域拓展。三是依托“氫進萬家”和“冬奧會”等重大工程項目，推動了氫能多場景應用和推廣。
（三）多主體協(xié)同創(chuàng)新
我國已逐漸形成多主體、集成創(chuàng)新發(fā)展的氫能產業(yè)生態(tài)。一是氫能市場投融資熱度不斷提高，氫能產業(yè)相關企業(yè)注冊的數(shù)量創(chuàng)近十年的新高。據統(tǒng)計，截至去年底，我國已經有氫能相關企業(yè)超過2000家，涉氫上市公司150多家。二是產業(yè)布局全面覆蓋氫能關鍵技術、核心部件、先進工藝、基礎材料，推動氫能市場化規(guī)?；l(fā)展。三是各地紛紛出臺文件，加快培育一批擁有氫能源產業(yè)關鍵技術、核心裝備和創(chuàng)新能力的企業(yè)，并且開始布局關鍵材料和核心部件以及制氫、儲運、加氫站、燃料電池汽車、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等重點項目。
（四）關鍵領域核心技術取得突破
電解水制氫和氫燃料電池兩大關鍵技術取得重要突破，部分性能參數(shù)達到國際先進水平，成本大幅降低，成功打破了國外企業(yè)壟斷格局。一方面，我國電解水制氫技術路線已經逐步成熟，其中，堿性電解水技術設備基本實現(xiàn)國產化，已能夠實現(xiàn)大規(guī)模制氫應用，國內已實現(xiàn)兆瓦級制氫應用。質子交換膜電解水制氫技術取得快速突破，催化劑和膜電極成本顯著降低。另一方面，目前我國已初步掌握催化劑、質子交換膜、碳紙、膜電極組件、雙極板等關鍵材料的制備技術和工藝，全面掌握氫燃料電池電堆設計與制造技術，基本建立了具有自主知識產權的燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術平臺。
二、面臨的挑戰(zhàn)
（一）氫能產業(yè)鏈整體成本偏高，尚未突破規(guī)?；当倦y點
首先，我國可再生能源制氫和大規(guī)模儲運技術還處于起步階段，氫氣主要以長管拖車等公路運輸方式為主，運輸成本高且效率低，多種零部件和材料尚未實現(xiàn)完全自主可控，致使氫氣制備和儲運成本較高。其次，氫氣產、用空間分布不匹配，我國光伏、光熱、風電等可再生能源集中在西北、東北等地區(qū)，而高耗能、高碳排放且難以脫碳的鋼鐵、煤化工、水泥等工業(yè)以及氫燃料電池汽車等交通工具，大多集中在東中部經濟發(fā)達地區(qū)，與可再生能源制氫空間分布上存在不均衡。長距離輸送能源效率低、能耗損失大，在清潔能源逐漸占主導地位的情況下，靠特高壓和輸氣管道來輸電輸氣，工程浩大，且時間緊張，容量不夠。第三，加氫站等基礎設施配套不足，建設資金投入大，建設成本偏高。
（二）綠氫大規(guī)模制備技術有待進一步突破
綠氫作為最理想能源，是未來氫能發(fā)展的主要方向。一直以來，技術和成本制約著我國氫能源產業(yè)發(fā)展，目前綠氫仍面臨生產成本高、缺少專用基礎設施、制取過程中能量損失嚴重等難題，尤其是未來大規(guī)模的氫氣用量使其對氫能價格更為敏感。目前，綠氫制備主要依靠堿性電解水和質子交換膜電解水技術，其中質子交換膜電解水技術因其具有更廣泛的負載范圍和更短的響應啟動時間，具有環(huán)境友好性且運維簡單，更有利于與風電、光伏等波動性間歇性發(fā)電相耦合，國外發(fā)展較為成熟，已開始商業(yè)應用，但我國尚處于研發(fā)走向工業(yè)化的前期階段。
（三）高壓氫氣儲運技術與國外存在較大差距
目前我國氫能儲運長管拖車仍以20兆帕的Ⅰ、Ⅱ型瓶為主，單車運輸氫氣量260～460千克，儲運成本高、效率較低。國外則采用45兆帕纖維全纏繞高壓氫瓶長管拖車運氫，單車運氫可提至700千克。從儲氫密度、輕量化等角度出發(fā)，輕質Ⅲ/Ⅳ型瓶高壓儲運的優(yōu)勢更為明顯，我國這一技術與國外相比，存在較大差距。日本、韓國、法國與挪威等國的Ⅳ型儲氫瓶均已量產。Ⅳ型瓶中碳纖維復合材料成本占比較高，當前罐體材料已基本實現(xiàn)國產化，但高性能碳纖維材料、碳纖維纏繞工藝設備和高壓瓶口閥仍依賴進口。國際上已經推出50兆帕的氫氣長管拖車，每次可運氫氣1000～1500千克。
（四）地方層面存在產業(yè)同質化苗頭
各地培育氫能產業(yè)鏈的積極性愈發(fā)高漲，但產業(yè)發(fā)展同質化苗頭有所顯現(xiàn)。燃料電池汽車示范應用政策發(fā)布以來，部分地方為搶占先機，紛紛啟動氫能規(guī)劃，設立氫能園區(qū)，各企業(yè)也在尋求項目落地。據統(tǒng)計，目前全國氫能產業(yè)投資超過千億元，各地已落地氫能產業(yè)園超過70個，短時間內面臨產能過剩風險。同時，各地氫能產業(yè)普遍存在重應用、輕研發(fā)，重短期效果、輕長期投入，急于求成等問題。加之對攻克關鍵材料和核心技術缺乏協(xié)同，國企民企未形成統(tǒng)一合力，一定程度上出現(xiàn)了“重復造輪子”，僅關注氫能在交通領域的應用，未有效發(fā)掘氫能清潔低碳屬性和多元應用的潛力。
三、政策建議
（一）加大關鍵核心技術攻關，助力氫能產業(yè)補鏈強鏈
持續(xù)推進綠色低碳氫能制取、儲存、運輸和應用等各環(huán)節(jié)關鍵核心技術研發(fā)。在氫能制取環(huán)節(jié)，重點突破質子交換膜電解水制氫技術。在氫能儲運環(huán)節(jié)，加快高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)核心技術攻關，推動純氫管道和天然氣管道摻氫輸送技術攻關和示范，將氫氣由中西部風光可再生資源豐富地區(qū)低成本輸送至東部發(fā)達地區(qū)，提高氫能供應能力，降低用氫成本。加快推進質子交換膜燃料電池技術創(chuàng)新，開發(fā)關鍵材料，推進核心零部件以及關鍵裝備研發(fā)制造，加快國產自主化裝備推廣應用。
（二）優(yōu)化氫能產業(yè)發(fā)展空間布局，鼓勵各地開展試點示范
在供應潛力大、產業(yè)基礎實、市場空間足、商業(yè)化實踐經驗多的地區(qū)穩(wěn)步開展試點示范。支持試點示范地區(qū)發(fā)揮自身優(yōu)勢，改革創(chuàng)新，探索氫能產業(yè)發(fā)展的多種路徑，在完善氫能政策體系、提升關鍵技術創(chuàng)新能力等方面先行先試，形成可復制可推廣的經驗。依托長三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀集群化優(yōu)勢，通過“點線面”結合方式，建立全產業(yè)鏈多主體發(fā)展模式。
（三）以市場應用為牽引，推動氫能多元化發(fā)展
堅持以市場應用為牽引，通過強化財政金融支持、推動各地創(chuàng)新發(fā)展模式，積極推進氫能產業(yè)發(fā)展。點線結合、以點帶面，引導各地有序推進氫能在交通領域的示范應用，因地制宜拓展氫能在儲能、分布式發(fā)電、工業(yè)等領域的應用場景，推動規(guī)?；l(fā)展，加快探索形成有效的氫能產業(yè)發(fā)展的商業(yè)化路徑。
作者：中能傳媒能源安全新戰(zhàn)略研究院 邱麗靜
