氫能是一種二次能源，具備來源廣泛、清潔低碳、熱值高、安全性可控的特點。世界主要發達國家和地區正在將氫能列入未來終端能源體系。中國已明確“碳達峰”和“碳中和”的戰略目標，開發氫能先進技術和推動氫能產業化，正在成為深入推進能源供給和消費革命的重要方向。
中國工程院院刊《Engineering》2021年第6期刊發《我國氫能產業發展態勢及建議》，總結了我國氫能產業的發展態勢，分析了當前氫能產業發展面臨的問題，提出了推動我國氫能產業高質量發展的建議。文章指出，要從貫徹綠色發展新理念、提升科技發展新動能、構建產業發展新格局等方面入手，推動我國氫能產業的發展。
一、引言
在新一輪科技革命和產業變革推動下，當今世界能源格局正在深刻調整，為應對全球氣候變化，推動能源清潔低碳轉型成為各國共識。氫能作為清潔無碳的二次能源，是各國能源戰略的重要組成，燃料電池技術也是當前全球能源技術革命的重要方向。我國已經明確了“碳達峰”和“碳中和”目標，隨著技術和產業的深入發展，氫能將在實現“碳達峰”和“碳中和”目標過程中發揮重要作用。
二、我國氫能產業發展態勢
近年來，我國氫能產業快速發展。到2020年年底，我國燃料電池汽車保有量超過7000輛、建成加氫站超過100座，成為全球最大的燃料電池商用車生產國。各地產業布局加速，截至目前已有20多個省（市）、40多個地市發布氫能規劃和指導意見；已建成（或規劃）30余個氫能產業園區，其中，長江三角洲、珠江三角洲、環渤海區域產業初具規模，匯集多家氫能企業及研發機構，呈現集群化發展態勢。
國家層面對氫能產業發展也高度重視。2019年兩會期間，根據多方面意見最終將“推動加氫設施建設”增寫入2019年政府工作報告。在《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》中，首次提出將氫能納入能源體系管理，統籌推動氫能產業發展。在支持氫能技術發展上，《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》、《能源技術創新“十三五”規劃》等文件中，明確支持氫能及燃料電池關鍵技術裝備研發和示范應用。對燃料電池汽車的發展目標和支持政策較為明確。2020 年正式發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035 年）》強調氫燃料電池汽車應用支撐技術突破，從提高氫燃料制儲運經濟性和推進加氫基礎設施建設入手，推動實現商業化應用。財政部、工業和信息化部、科技部、國家發展和改革委員會、國家能源局等五部門《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》以燃料電池車為切入點，采用“以獎代補”的方式，帶動氫能產業健康有序發展。
三、當前我國氫能產業發展面臨問題
（一）煤制氫占主導地位，制約氫能高質量發展
我國是制氫大國，據行業統計，工業制氫產量每年大約為3000萬噸，其中大多作為工業原料利用，可用來滿足新增氫氣需求的工業副產氫大概為每年600萬噸。目前的制氫方式基本上是化石能源制氫，其中煤制氫占比最高（表1），技術也最為成熟。但據有關機構研究，要實現碳中和目標，到2050年我國一次能源消費中非化石能源消費占比要達到70%，而2020年年底僅為16.4%。這就意味著未來要大幅降低非化石能源消費。目前，由于碳捕捉封存技術尚不成熟且成本高，化石能源制氫方式難以為繼，氫能產業發展需堅持“綠氫”方向，因地制宜開展可再生能源制氫。
表1 中國的氫氣生產結構現狀
（二）自主創新能力薄弱，推高全產業鏈成本
氫能產業制、儲/運、加注和燃料電池制造等全產業鏈各環節關鍵核心技術與國際先進水平差距較大。例如，中國燃料電池電堆體積功率密度、每千瓦鉑催化劑用量、長管拖車壓縮氫氣壓強分別為1.8 kW·L−1、0.4 g·kW−1、20 MPa，而國際先進水平為3.1 kW·L−1、0.2 g·kW−1、45 MPa。進口依賴導致產業鏈成本高企，如3.5 t燃料電池物流車制造成本達80萬元、終端用氫成本達50元·kg−1（表2）。政府不會對某一行業進行長期補貼，產業界應將2019年國家能源委員會會議提出的探索氫能商業化路徑的要求作為產業發展的重要方向。
表2 終端用氫成本
The calorific value of 1 kg of hydrogen is equivalent to 3 kg (4 L) of 92# gasoline. Taking the Beijing 92# gasoline price of 6.1 CNY·L-1 (as of 24 January 2021) as an example, when the price of hydrogen is about 24 CNY·kg-1 , it will be similar to the gasoline price.
（三）各地搶先布局全產業鏈，發展過熱苗頭顯現
當前，氫能產業被地方政府作為重要的新動能來培育，紛紛開展全產業鏈布局，缺乏對本地發展氫能產業比較優勢的客觀分析，同質化發展、無序競爭現象較為嚴重。根據《2020年氫能應用發展白皮書》，我國氫能產業鏈相關企業數已達2196家，近5年氫能相關企業新增注冊量增長457%，其中有137家上市公司涉入氫能。據不完全統計，過去相關規劃曾提出的氫燃料電池汽車產量，匯總到2020年高達9萬輛，但2016—2020年，我國年平均產銷僅1500臺左右（圖1），受疫情拖累2020年產銷量同比下降一半以上，整個產業比較脆弱，走向大規模商用尚需時日，需警惕隱性產能過剩的風險。
圖1 2016—2020年我國氫燃料電池汽車產銷量
四、推動我國氫能產業高質量發展建議
我國氫能產業發展已經踏上新時代的新征程，需在深入研究分析的基礎上統籌協調、有序推進，推動產業高質量發展。
（一）貫徹綠色發展新理念
我國氫能產業發展必須在“碳達峰”“碳中和”目標以及我國能源中長期發展規劃目標大前提下，從國情和能源發展的實際需求出發，堅持綠色低碳方向。按規劃目標，在“十四五”期間煤炭消費量基本零增長并逐步下降，到2030年非化石能源消費量占比達到25%左右，到2035年提高至30%左右。今后，我國水電新增裝機容量將進入緩慢增長時期，應將風光可再生能源作為氫能長期可持續發展的基礎，充分發揮氫能在清潔低碳、安全高效能源體系建設中的作用。要因地制宜，堅持可再生能源制氫，鼓勵具備風光水等清潔能源制氫資源優勢及經濟性的地區優先發展制氫產業。
（二）提升科技發展新動能
發揮我國科研新型舉國體制的作用，全面提升基礎研究、前沿技術和原始創新能力，通過產業聯盟、創新平臺等形式，組織產業鏈龍頭企業進行聯合攻關，避免分散研發、重復建設，造成寶貴科技研發資源的浪費。圍繞氫能制取、存儲、運輸、加注、多元應用等全產業鏈，加速突破關鍵材料及核心技術設備瓶頸，逐步降低用氫成本，完善有關技術標準以及檢測、認證和監管體系。同時，也應抓住世界能源變革的新機遇，進一步加強國際交流與合作，積極利用國際國內兩個市場、兩種資源。
（三）構建產業發展新格局
應及時出臺頂層設計，按照全國統一大市場和全國一盤棋原則，推進協同發展，合理開展區域示范，集中優勢力量通過示范應用推動技術和產品迭代發展，驗證商業應用路徑，避免多點開花、無序競爭。氫能產業涉及建廠房、七通一平（指道路通、給水通、電通、排水通、熱力通、電信通、燃氣通及土地平整）、買設備儀器、開展技術研發、建加氫站等多方面投資，需要科學全面地分析全產業、全生命周期的效益，重視投入產出效益，而不能只是簡單地關注某年形成了多少億元新增產值。另外，在發展燃料電池汽車產業的同時，也要推動多元化技術示范和應用，比如分布式發電、氫儲能、應急電源及船舶等，更全面地挖掘氫能的價值和潛力。
注：本文內容呈現略有調整，若需可查看原文
北京柏艾斯科技是專業的電流電壓傳感器廠家，掌握霍爾磁通門等多種技術原理，為眾多國內外用戶提供OEM和ODM服務，更多產品應用請登錄公司網站了解更多，www.www33666.cn.
