一、前言
自16世紀(jì)氫氣首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，因其來(lái)源豐富、質(zhì)量輕、能量密度高、綠色低碳、儲(chǔ)存方式與利用形式多樣等諸多優(yōu)點(diǎn)被視為未來(lái)重要的清潔能源，但受安全、成本、技術(shù)等因素制約，以往氫能主要用于軍事、航天等尖端領(lǐng)域，在民用領(lǐng)域長(zhǎng)期發(fā)展緩慢，始終未踏入商業(yè)化應(yīng)用門檻。近年來(lái)，隨著《巴黎協(xié)定》的簽訂，應(yīng)對(duì)氣候變化成為今后很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)能源、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的頂層戰(zhàn)略，以綠色低碳為特征的清潔能源成為未來(lái)能源發(fā)展的重要方向。而氫能作為21世紀(jì)人類可持續(xù)發(fā)展最具潛力的二次清潔能源，受到全球范圍的高度重視，在我國(guó)也得到廣泛關(guān)注，未來(lái)有望在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”過(guò)程中發(fā)揮重要作用。國(guó)際上，美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)紛紛將氫能源納入國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略，持續(xù)推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
當(dāng)前，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新的歷史時(shí)期，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》將氫能正式納入我國(guó)能源戰(zhàn)略體系，提出要系統(tǒng)構(gòu)建支撐氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新體系，統(tǒng)籌推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，穩(wěn)步推進(jìn)氫能多元化示范應(yīng)用，不斷完善氫能發(fā)展政策和制度保障體系，圍繞規(guī)劃形成1+N政策體系。為此，亟需充分認(rèn)識(shí)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的重要意義，從思想、認(rèn)識(shí)和行動(dòng)統(tǒng)一到氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略部署上來(lái)，做好改革創(chuàng)新，破解發(fā)展難題，抓好自主核心技術(shù)裝備攻關(guān)，爭(zhēng)取在技術(shù)、市場(chǎng)、體制機(jī)制等領(lǐng)域不斷取得突破性進(jìn)展。
二、氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況
（一） 發(fā)展意義
在全球能源向清潔化、低碳化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)下，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)前世界能源技術(shù)變革的重要方向。氫能是保障能源結(jié)構(gòu)清潔化和多元化的重要支撐，對(duì)全球能源清潔、低碳、高效、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
氫能是交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等高碳排放領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模脫碳、降碳的重要抓手。交通運(yùn)輸領(lǐng)域是全球碳排放的第二大排放源，約占總量的25%。氫燃料電池運(yùn)載工具具有加氫時(shí)間短、續(xù)航里程長(zhǎng)、零排放的特點(diǎn)，在大載重、長(zhǎng)續(xù)駛、高強(qiáng)度的交通運(yùn)輸體系中具有先天優(yōu)勢(shì)。在工業(yè)領(lǐng)域，氫能利用自身還原劑和燃燒熱值高的特性，在鋼鐵、冶金、石化、水泥的生產(chǎn)過(guò)程被用作原料或提供高位熱能，是工業(yè)領(lǐng)域深度脫碳的重要手段；在建筑領(lǐng)域，利用氫替代天然氣供暖是實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域能源消費(fèi)低碳轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向。
氫能將在能源多元化和清潔化領(lǐng)域發(fā)揮重要作用?！暗陀? ℃”情境下的全球能源轉(zhuǎn)型，需要大幅提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例。氫能作為重要能源載體，能夠完成跨時(shí)間調(diào)節(jié)、跨區(qū)域配置和跨品種耦合的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)與其他能源品種之間的轉(zhuǎn)化，可提高可再生能源的消納、提供長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能、優(yōu)化區(qū)域物質(zhì)流和能量流，進(jìn)而建立多元化的能源體系。在跨領(lǐng)域耦合方面，通過(guò)利用可再生能源發(fā)電制氫，可靈活調(diào)配滿足終端領(lǐng)域能源消費(fèi)需求。在跨時(shí)空方面，電網(wǎng)融合高比例可再生能源會(huì)加劇供需不平衡，通過(guò)規(guī)?；瘍?chǔ)存氫能，可調(diào)節(jié)用電峰荷。
氫能應(yīng)用靈活、廣泛，可充分利用已有能源基礎(chǔ)設(shè)施。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，與純電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池汽車在續(xù)航里程、燃料補(bǔ)給速度、節(jié)能減排降噪等方面有綜合優(yōu)勢(shì)，體驗(yàn)方面接近傳統(tǒng)燃油車，更符合用戶偏好。在能源和建筑領(lǐng)域，可直接將氫氣按一定比例混合到天然氣管網(wǎng)中進(jìn)行摻燒，或利用氫氣合成氨、甲醇、甲烷，可大規(guī)模復(fù)用現(xiàn)有的終端設(shè)備，且不需要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模改造升級(jí)。
（二） 發(fā)展背景
2015年，196個(gè)國(guó)家或地區(qū)政府為應(yīng)對(duì)氣候變化簽訂了《巴黎協(xié)定》，確定了2050年全球氣溫升幅與工業(yè)革命前水平相比不超過(guò)2 ℃的總體目標(biāo)。氫能作為“零碳”能源具有不俗的減碳能力，據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)測(cè)，2050年氫能的規(guī)?；瘧?yīng)用可減排60億 t CO2，為目標(biāo)減排量的20%。為此，全球主要發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)出臺(tái)了一系列政策措施，通過(guò)加強(qiáng)頂層發(fā)展政策指引、加大研發(fā)投入力度、加快基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用示范建設(shè)等舉措，持續(xù)推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
美國(guó)以豐富而全面的政策為基礎(chǔ)，注重氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，積極促進(jìn)商業(yè)化應(yīng)用，目前擁有全球最大的氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，美國(guó)燃料電池與氫能協(xié)會(huì)（FCHEA）發(fā)布的《氫能經(jīng)濟(jì)路線圖》顯示，美國(guó)2030年氫需求量將突破1700萬(wàn)t，擬建設(shè)5600個(gè)加氫站，氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)1400億美元；歐盟將氫能作為新能源發(fā)展戰(zhàn)略和低碳經(jīng)濟(jì)模式的主要形式，積極在戰(zhàn)略層面布局規(guī)劃，憑借強(qiáng)大的政策支持，在市場(chǎng)化運(yùn)作下已逐步打造起趨于完善的氫能產(chǎn)業(yè)鏈，其中德國(guó)是歐盟發(fā)展氫能最具代表性的國(guó)家，氫能與可再生能源融合發(fā)展是德國(guó)可持續(xù)能源系統(tǒng)和低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，德國(guó)還專門成立了國(guó)家氫能技術(shù)組織推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域工作；日本從國(guó)家戰(zhàn)略層面致力于實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)，2014年頒布的“能源基本計(jì)劃”中將氫能定位為與電力和熱能并列的核心二次能源，提出建設(shè)“氫能社會(huì)”的愿景，通過(guò)氫能在交通、家庭、工業(yè)乃至全社會(huì)領(lǐng)域的普及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)真正的能源安全；韓國(guó)將氫能作為三大戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一，出臺(tái)了多項(xiàng)鼓勵(lì)政策，加速了燃料電池在交通和發(fā)電領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，據(jù)韓國(guó)《氫能經(jīng)濟(jì)路線圖》數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2040年其國(guó)內(nèi)氫氣年供應(yīng)量將達(dá)到526萬(wàn)t，加氫站擬增至1200個(gè)，氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量達(dá)620萬(wàn)輛。綜上所述，美國(guó)、歐盟、日本和韓國(guó)已將氫能發(fā)展提升至國(guó)家/地區(qū)戰(zhàn)略層面，并通過(guò)多年的政策引導(dǎo)，由大型企業(yè)引領(lǐng)建立了較成熟的氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，在制氫、儲(chǔ)運(yùn)加氫和用氫方面積累了先進(jìn)的核心技術(shù)。按照上述國(guó)家和地區(qū)在氫能產(chǎn)業(yè)上的投入和未來(lái)規(guī)劃，氫能將逐漸得到大規(guī)模應(yīng)用并在能源領(lǐng)域占據(jù)舉足輕重的地位。
三、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略需求
我國(guó)提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。作為全球能源消費(fèi)第一大國(guó)，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)呈“一煤獨(dú)大”特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，需要加快以煤為主的能源體系轉(zhuǎn)型，除了大力發(fā)展可再生能源以外，還需要其他零碳源作為重要補(bǔ)充。其中，氫能的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
（一） 氫能可促進(jìn)交通、鋼鐵、化工等領(lǐng)域大規(guī)模減碳
在交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車加注時(shí)間短、續(xù)航里程長(zhǎng)，在大載重、長(zhǎng)續(xù)駛、高強(qiáng)度的道路交通運(yùn)輸體系中具有先天優(yōu)勢(shì)，相比純電動(dòng)路線，氫燃料電池中重卡更加符合終端用戶的使用習(xí)慣。結(jié)合綠氫生產(chǎn)，氫燃料電池汽車是推動(dòng)我國(guó)道路交通領(lǐng)域碳減排的主要途徑之一。在工業(yè)領(lǐng)域，鋼鐵和化工等不以電力為主要能源供給的高能耗產(chǎn)業(yè)，工業(yè)流程仍高度依賴一次化石能源。降低鋼鐵工業(yè)煤炭消耗的核心是改變現(xiàn)有的以煤炭為主要還原劑和燃料的高爐煉鐵工藝。結(jié)合綠氫的氫冶金技術(shù)，是鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的終極方向。電能和氫能替代、及二氧化碳捕捉技術(shù)能夠顯著降低化工行業(yè)的碳排放。通過(guò)綠氫替代生產(chǎn)綠色合成氨和二氧化碳加氫制備甲醇、乙醇等燃料，利用乙烯、丙烯、芳烴等有機(jī)材料合成最重要和最基本的化工原料，解決二氧化碳碳捕捉后的規(guī)?；脝?wèn)題，是化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑。由此可見，氫能是優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，解決相關(guān)領(lǐng)域深度脫碳的重要方案。
（二） 以電能制氫促進(jìn)可再生能源多用途高效利用，支撐高比例可再生能源電力系統(tǒng)安全運(yùn)行
“十四五”期間，我國(guó)居民能源消費(fèi)水平增長(zhǎng)預(yù)期有望達(dá)到年均2%，2025年能源需求將達(dá)到55億tce，能源消費(fèi)總量增長(zhǎng)空間巨大。加大可再生能源開發(fā)是我國(guó)能源行業(yè)在資源約束和碳排放的約束下，提高能源保障能力的主要途徑。隨著可再生能源裝機(jī)的增大，高比例可再生能源電量場(chǎng)景需要數(shù)倍于負(fù)荷的裝機(jī)容量?？稍偕茉撮L(zhǎng)時(shí)間高出力給系統(tǒng)消納、安全和儲(chǔ)能技術(shù)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)；在低出力時(shí)段，電力系統(tǒng)需要常規(guī)能源等非可再生能源機(jī)組實(shí)現(xiàn)功率平衡。據(jù)測(cè)算，國(guó)家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營(yíng)區(qū)在“十四五”末靈活性資源需求將達(dá)到7億kW，其中負(fù)荷峰谷差調(diào)峰需求占三分之二以上，可再生能源調(diào)峰需求占比為15.7%。未來(lái)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力至關(guān)重要，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)平衡安全全局，決定可再生能源的消納利用水平。發(fā)揮氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，大規(guī)模部署電解水制氫儲(chǔ)能作為靈活性資源，在電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)跟蹤可再生能源波動(dòng)性，靈活響應(yīng)削減系統(tǒng)中多余的功率，實(shí)現(xiàn)可再生能源電力時(shí)間、空間轉(zhuǎn)移，有效提升能源供給質(zhì)量、提高可再生能源消納利用水平。
（三） 氫能有助于豐富我國(guó)的多元化能源供應(yīng)，保障能源供需安全
受“富煤、貧油、少氣”資源稟賦影響，我國(guó)能源消費(fèi)長(zhǎng)期依賴煤炭，油氣資源對(duì)外依存度居高不下。2021年我國(guó)能源消費(fèi)總量約為52.3億tce，清潔能源消費(fèi)占比為25.3%，煤炭消費(fèi)占比為56%。能源供應(yīng)和消費(fèi)品種較為單一，以煤炭為主，石油次之，能源供需平衡和能源價(jià)格穩(wěn)定性容易受到國(guó)際能源市場(chǎng)變化及重大危機(jī)事件沖擊。以電能制氫促進(jìn)可再生能源開發(fā)及多用途高效利用，在“可再生能源和綠能”的新資源稟賦觀下，氫電協(xié)同構(gòu)建多元清潔的能源供應(yīng)體系，推進(jìn)天然氣摻氫管網(wǎng)規(guī)劃，提升天然氣調(diào)峰能力，強(qiáng)化能源供應(yīng)安全保障。此外，氫燃料電池還可被用作備用應(yīng)急電源，在維護(hù)公共安全領(lǐng)域發(fā)揮影響力，未來(lái)隨著5G基站和大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，氫能備用應(yīng)急電源的應(yīng)用場(chǎng)景將進(jìn)一步擴(kuò)展。結(jié)合氫能在燃料電池、綠色化工和綠色鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用，以氫代油、以氫代煤推動(dòng)終端用能多元化、清潔化，結(jié)合綠氫供應(yīng)，促進(jìn)能源供給側(cè)和需求側(cè)雙向協(xié)同，保障能源供需安全。
（四） 加快“三北”地區(qū)可再生能源及綠氫開發(fā)布局，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展
隨著可再生能源制氫技術(shù)完善和成本不斷降低，我國(guó)風(fēng)能、光伏資源富集的“三北”地區(qū)，將成為新型資源“富礦”區(qū)域。受輸送和消納限制，導(dǎo)致風(fēng)電和光伏資源不能得到全面開發(fā)。以我國(guó)Ⅱ?類地區(qū)為例，綜合考慮制氫設(shè)備固定投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用后，風(fēng)電光伏發(fā)電孤網(wǎng)制氫可以實(shí)現(xiàn)每千克成本小于20元，進(jìn)一步規(guī)?；笥型M(jìn)一步降至不超過(guò)15元。電解水制氫工藝每制備1 t氫氣只需要消耗不足10 t水，綠氫開發(fā)并不會(huì)使我國(guó)西北地區(qū)因綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展而導(dǎo)致水資源短缺。可再生能源電解水制氫所獲得的氫氣純度和品質(zhì)相對(duì)較高，統(tǒng)籌考慮提純、脫碳后的綜合成本，目前可再生能源制氫已在我國(guó)風(fēng)光富集地區(qū)初步具有經(jīng)濟(jì)性。在綠氫保障和綠色工業(yè)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，“三北”地區(qū)將在不增加當(dāng)?shù)匚廴九欧藕吞寂欧潘降幕A(chǔ)上成為我國(guó)新型高載能產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，并依托可再生能源開發(fā)，聚集形成可再生發(fā)電裝備制造、電解水制氫裝備制造、綠色化工、綠色冶金等新興產(chǎn)業(yè)集群，從根本上建立我國(guó)西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)循環(huán)模式。
四、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
（一） 產(chǎn)業(yè)規(guī)模
近年來(lái)，我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增大。根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》的數(shù)據(jù)，我國(guó)氫氣產(chǎn)能約為每年4100萬(wàn)t，產(chǎn)量每年約為3342萬(wàn)t。截至2021年年底，我國(guó)已建成加氫站255座，氫燃料電池汽車保有量約9315輛，已成為全球最大的產(chǎn)氫國(guó)和燃料電池商用車市場(chǎng)。從產(chǎn)業(yè)未來(lái)規(guī)劃來(lái)看，目前已有北京市、河北省、上海市、河南省、浙江省、山東省、四川省、重慶市、山西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、廣州市、武漢市、蘇州市、佛山市、蘭州市等數(shù)十個(gè)?。ㄊ校┖偷貐^(qū)發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃/實(shí)施方案/行動(dòng)計(jì)劃；在已經(jīng)發(fā)布的地方規(guī)劃中，預(yù)計(jì)到2025年燃料電池汽車?yán)塾?jì)推廣量將超過(guò)15萬(wàn)輛，加氫站將超過(guò)1000座，氫能產(chǎn)業(yè)累計(jì)產(chǎn)值將超過(guò)9600億元。另外，從研發(fā)投入來(lái)看，盡管我國(guó)的氫能源布局較晚，但正逐漸成為研發(fā)預(yù)算投入增幅最大的國(guó)家。
（二） 產(chǎn)業(yè)布局
經(jīng)過(guò)多年科技攻關(guān)，中國(guó)已掌握了部分氫能基礎(chǔ)設(shè)施與燃料電池相關(guān)的核心技術(shù)，制定出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)112項(xiàng)次，具備一定的產(chǎn)業(yè)裝備及燃料電池整車的生產(chǎn)能力。當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)整體特點(diǎn)如下：一是行業(yè)快速發(fā)展，許多省份紛紛出臺(tái)文件，加快培育一批擁有氫能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備和創(chuàng)新能力的企業(yè)，并且開始布局關(guān)鍵材料和核心部件以及制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站、燃料電池汽車、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)氫能源產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。二是大型能源企業(yè)開始入局，隨著“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”列入2019年國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告，以及中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司、國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司、國(guó)家電力投資集團(tuán)公司等大型能源企業(yè)加大氫能產(chǎn)業(yè)布局，氫能基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域投資逐步開展。三是區(qū)域性特征明顯，在區(qū)域產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)也初步顯現(xiàn)，例如：北部的北京、張家口、天津；中部的武漢、鄭州；東部的濟(jì)南、青島、濰坊；長(zhǎng)江三角洲的上海、蘇州、寧波；西南地區(qū)的成都；珠江三角洲的佛山、廣州等根據(jù)自身資源稟賦研究編制地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并先行先試推動(dòng)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
（三） 產(chǎn)業(yè)政策
近幾年，我國(guó)出臺(tái)了系列政策和文件鼓勵(lì)及支持氫能發(fā)展。2019年3月，中國(guó)第一次將氫能發(fā)展納入政府工作報(bào)告。國(guó)家能源委員會(huì)會(huì)議提出：要加快能源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備攻關(guān)，探索先進(jìn)儲(chǔ)能、氫能等商業(yè)化路徑，依托互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展能源新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式。同時(shí)，我國(guó)發(fā)布的《中國(guó)制造2025》《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《“十三五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等系列政策，都在積極鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2022年3月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》，對(duì)氫能在未來(lái)國(guó)家能源體系的重要地位給予肯定，并從產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、裝備建設(shè)和應(yīng)用示范幾個(gè)方面入手，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。
五、我國(guó)氫能發(fā)展存在的主要問(wèn)題與挑戰(zhàn)
（一） 氫能的定位與頂層設(shè)計(jì)滯后
與發(fā)達(dá)國(guó)家將氫能納入國(guó)家能源體系不同，我國(guó)氫能定位與頂層設(shè)計(jì)布局較晚，直到近期才頒布了我國(guó)氫能源中長(zhǎng)期規(guī)劃，正式明確了氫能的能源體系定位，但尚未全面建立產(chǎn)業(yè)垂直管理與監(jiān)管體系。與此同時(shí)，針對(duì)國(guó)家層面的戰(zhàn)略目標(biāo)、科技創(chuàng)新、重大裝備研制、示范工程、產(chǎn)業(yè)化方向等方面提出的要求還需進(jìn)一步深入研究，氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策保障體系與實(shí)施路線圖仍需進(jìn)一步探索，立足長(zhǎng)遠(yuǎn)的國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。
（二） 氫能管理部門待明確且標(biāo)準(zhǔn)體系不健全
氫能產(chǎn)業(yè)鏈“制 ? 儲(chǔ) ? 輸 ? 用”等環(huán)節(jié)系統(tǒng)全面的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全。燃料電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系逐步完善，但在氫氣制取碳排放標(biāo)準(zhǔn)、車載儲(chǔ)氫瓶組標(biāo)準(zhǔn)、液氫民用標(biāo)準(zhǔn)、氫安全體系標(biāo)準(zhǔn)等方面仍然薄弱。各地在氫能發(fā)展過(guò)程中的先行先試極大地提升了氫能的發(fā)展速度，產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)參與方眾多，由于標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一給地方帶來(lái)了管理歸屬不統(tǒng)一的問(wèn)題。目前，涉及氫能相關(guān)環(huán)節(jié)的規(guī)劃、安全、標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目核準(zhǔn)等沒(méi)有明確主管部門，相比于電動(dòng)汽車由國(guó)家主導(dǎo)、地方落實(shí)、企業(yè)推動(dòng)的模式，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出自下而上的發(fā)展態(tài)勢(shì)，更多的是由地方和企業(yè)來(lái)主導(dǎo)。
（三） 地區(qū)層面存在產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化苗頭
氫能產(chǎn)業(yè)橫跨能源、材料、裝備制造等多個(gè)領(lǐng)域，既能有效帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，又能催生新產(chǎn)業(yè)鏈。因此，地方政府發(fā)展氫能的積極性高，多地發(fā)起氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)，各企業(yè)也在尋求項(xiàng)目落地。但由于缺少氫能產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游的統(tǒng)籌，地方和企業(yè)規(guī)劃雷同性較高，甚至出現(xiàn)低水平的重復(fù)建設(shè)，短時(shí)間內(nèi)面臨產(chǎn)能過(guò)剩風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，各地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)普遍存在重應(yīng)用、輕研發(fā)，重短期效果、輕長(zhǎng)期投入等問(wèn)題，各地競(jìng)相開發(fā)氫能，抓技術(shù)、挖人才、找項(xiàng)目，目前氫能發(fā)展處于無(wú)序狀態(tài)。
（四） 產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善且應(yīng)用場(chǎng)景有待擴(kuò)展
經(jīng)過(guò)近年來(lái)的快速發(fā)展，我國(guó)已在氫能產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成以及關(guān)鍵零部件的自主化，但在電解槽的膜催化劑、氫瓶密封管閥件材料、加氫槍套管材料等原材料和基礎(chǔ)制造工藝方面以及氫安全機(jī)理研究與檢測(cè)裝備技術(shù)方面仍存在明顯短板。同時(shí)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)目前仍處于起步階段，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈條有待進(jìn)一步完善。受技術(shù)、成本以及基礎(chǔ)設(shè)施等因素影響，目前我國(guó)氫能應(yīng)用場(chǎng)景集中在交通領(lǐng)域，氫能產(chǎn)業(yè)鏈落后于全球氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，且現(xiàn)有各地出臺(tái)的氫能源發(fā)展規(guī)劃也大多圍繞交通領(lǐng)域，商業(yè)模式和持續(xù)路徑不明確。
六、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)與實(shí)施路徑
綜合國(guó)際國(guó)內(nèi)形勢(shì)以及目前我國(guó)氫能源發(fā)展存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，充分立足于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)我國(guó)綠色低碳發(fā)展、推動(dòng)能源革命、建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的作用，從氫能產(chǎn)業(yè)的制備、存儲(chǔ)和應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，科學(xué)分析產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)和實(shí)施路徑，通過(guò)改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題，助力實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
（一） 發(fā)展目標(biāo)
1. 2021—2025年：政策引導(dǎo)局部示范導(dǎo)入期
到2025年，形成較好的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制度政策環(huán)境，初步具備較為完善的氫能供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)體系。氫能示范應(yīng)用取得顯著成效，制氫、儲(chǔ)氫和用氫相關(guān)技術(shù)取得較大進(jìn)展，具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，且初步建立氫能供應(yīng)體系。
2. 2026—2035年：市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)商業(yè)模式培育期
到2035年，形成較完備的氫能技術(shù)創(chuàng)新體系，整體產(chǎn)業(yè)鏈布局合理，可再生能源制氫得到廣泛應(yīng)用，消費(fèi)占比顯著增加，在交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮重要支撐作用。
3. 2036—2060年：產(chǎn)業(yè)生態(tài)綠色智慧成熟期
該階段屬于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟期，氫能源將同傳統(tǒng)能源一樣，充分進(jìn)入交通、電站和儲(chǔ)能等各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)，到2060年，氫能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右，在全國(guó)乃至全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)將綠色能源轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的系統(tǒng)解決方案。
（二）實(shí)施路徑
1. 制氫環(huán)節(jié)
（1）加強(qiáng)可再生能源電力輸入條件下電解水制氫重要性的認(rèn)識(shí)，加快可再生能源直接制氫技術(shù)研發(fā)，開展應(yīng)用示范。針對(duì)電解水設(shè)備跟隨可再生能源電力的響應(yīng)能力、可再生能源波動(dòng)性對(duì)電解效率和設(shè)備壽命的影響、電解設(shè)備接入可再生能源電力的模式以及風(fēng)場(chǎng)和光伏場(chǎng)等廠級(jí)電解水設(shè)備的配置與運(yùn)行模式等開展模擬仿真與示范運(yùn)行，強(qiáng)化數(shù)據(jù)支撐。此外，加大可再生能源電解制氫與綠氫消納結(jié)合的相關(guān)示范力度。
（2）持續(xù)提高堿性電解水技術(shù)水平，降低可再生能源電解制氫的成本。目前電解制氫的成本仍然高于化石能源制氫，降低可再生能源電解制氫的成本除了依賴于可再生能源度電成本的下降之外，還取決于電解水制氫技術(shù)的進(jìn)步。堿性電解水（ALK）技術(shù)是短期內(nèi)最有潛力實(shí)現(xiàn)低成本制取綠氫的技術(shù)。提高堿性電解水技術(shù)的電流密度是降低綠氫成本的重要途經(jīng)，當(dāng)電流密度從0.4 A/cm2提高到0.8 A/cm2時(shí)，在相當(dāng)?shù)碾娊獠鄢杀鞠庐a(chǎn)氫量提高一倍，可降低氫氣成本約2元/kg。國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)在2020年度報(bào)告中提出，將來(lái)堿性電解水的電流密度目標(biāo)為大于等于2 A/cm2，不僅可顯著降低氫氣成本，而且電解設(shè)備將實(shí)現(xiàn)緊湊小型化。
（3）持續(xù)攻關(guān)質(zhì)子交換膜（PEM）和固體氧化物電解電池（SOEC）電解水技術(shù)。PEM電解水技術(shù)采用質(zhì)子交換膜，使用貴金屬鉑和銥分別作為析氫和析氧催化劑，具有電流密度高（≥1 A/cm2）、氫氣純度高、耐高壓和體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。在場(chǎng)地有限制、壓力有要求的應(yīng)用場(chǎng)景具有明顯優(yōu)勢(shì)，如加氫站現(xiàn)場(chǎng)制氫、管網(wǎng)注氫和分布式加氫樁等。SOEC電解水技術(shù)不同于PEM技術(shù)，是一種高溫電解水技術(shù)。其運(yùn)行溫度在700~850 ℃，具有比PEM更高的電效率，適應(yīng)于高溫?zé)嵩磮?chǎng)景。對(duì)上述兩種制氫技術(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，有針對(duì)性地在成本、壽命方面加大研發(fā)力度，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。
（4）加快煤制氫耦合碳捕集、利用與封存（CCUS）的示范論證及技術(shù)研發(fā)。與CCUS結(jié)合，是化石原料制氫的必然選擇，而CCUS技術(shù)實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化取決于技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性、自然條件承載力及其與產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合的可行性。CCUS技術(shù)在各行業(yè)廣泛推廣應(yīng)用不僅可實(shí)現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用，而且可與可再生能源結(jié)合實(shí)現(xiàn)負(fù)排放，成為我國(guó)建設(shè)綠色低碳多元能源體系的關(guān)鍵技術(shù)。國(guó)內(nèi)外CCUS技術(shù)均處于研發(fā)示范階段，需要持續(xù)降低捕集能耗和成本，拓展轉(zhuǎn)化利用途徑并提升利用效率，突破陸上輸送管道安全運(yùn)行保障技術(shù)，開發(fā)經(jīng)濟(jì)安全的封存方式及監(jiān)測(cè)方法等 [11]。
2. 儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)
（1）加快高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)和裝備研發(fā)應(yīng)用。提高存儲(chǔ)壓力等級(jí)，增加氫氣存儲(chǔ)密度，提升儲(chǔ)運(yùn)效率是當(dāng)前有效降低儲(chǔ)運(yùn)成本的方式之一。在高壓氫氣路運(yùn)方面，逐步開發(fā)50 MPa、70 MPa大容量管束瓶，由現(xiàn)有的Ⅰ型瓶和Ⅱ型瓶逐步過(guò)渡至III型瓶和IV型瓶，儲(chǔ)氫密度提高到5 wt%以上。在車載高壓儲(chǔ)氫方面，突破70 MPa以上Ⅳ型瓶設(shè)計(jì)制造和瓶口組合閥關(guān)鍵技術(shù)，開展高性能碳纖維材料、碳纖維纏繞技術(shù)及成套設(shè)備攻關(guān)，優(yōu)化35 MPa瓶口組合閥工藝。在固定式儲(chǔ)氫裝備方面，持續(xù)優(yōu)化50 MPa以上超大容積固定式儲(chǔ)氫容器材料工藝，破解存儲(chǔ)空間和成本障礙。在安全性測(cè)試方面，提高70 MPa儲(chǔ)氫容器及配套裝備驗(yàn)證和性能綜合評(píng)價(jià)核心能力。
（2）加速大規(guī)模氫氣液化與液氫儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。在運(yùn)輸成本、儲(chǔ)存純度、計(jì)量便捷性等方面，液氫儲(chǔ)運(yùn)要顯著優(yōu)于高壓儲(chǔ)運(yùn)，在尚未具備大規(guī)模管道輸氫的階段，將氫液化以提高儲(chǔ)運(yùn)密度是解決氫大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)的最直接有效方法。在長(zhǎng)距離大規(guī)模氫儲(chǔ)運(yùn)需求方面，突破大規(guī)模氫氣液化技術(shù)與成套技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高效低成本儲(chǔ)運(yùn)。在液氫制備方面，重點(diǎn)開展大規(guī)模、低能耗氫液化系統(tǒng)研制，高效率、大流量氫透平膨脹機(jī)研制，高活性、高強(qiáng)度催化劑研制。在液氫運(yùn)輸方面，重點(diǎn)開展低漏熱、高儲(chǔ)重比移動(dòng)式液氫容器研制。在液氫儲(chǔ)運(yùn)方面，優(yōu)化大型固定式球形液氫儲(chǔ)罐和運(yùn)輸用深冷儲(chǔ)罐工藝，提高性能水平，降低日蒸發(fā)率，開展車載深冷+常壓儲(chǔ)氫技術(shù)研究，落實(shí)深冷+高壓超臨界儲(chǔ)氫技術(shù)布局，開展適用于固定式儲(chǔ)罐和車載儲(chǔ)氫瓶的常壓、大流量和高壓、低流量液氫加注泵方案設(shè)計(jì)和技術(shù)工藝。依托大規(guī)模氫氣液化與液氫儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)與示范項(xiàng)目，提高氫液化技術(shù)和裝備水平。
（3）布局管道規(guī)?；敋浼熬C合利用關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)長(zhǎng)距離、大規(guī)模氫氣輸運(yùn)與多元化氫氣終端脫碳應(yīng)用需求，開展天然氣管道摻氫輸送關(guān)鍵技術(shù)研究及氫綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目，推動(dòng)交通、建筑、工業(yè)與發(fā)電全域型應(yīng)用領(lǐng)域的脫碳以及傳統(tǒng)能源基礎(chǔ)設(shè)施的再利用。重點(diǎn)開展天然氣管道及裝備材料摻氫輸送適用性評(píng)價(jià)技術(shù)及安全邊界研究、天然氣和氫氣混合氣的氫氣分離技術(shù)開發(fā)研究、摻氫管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)研究、天然氣管道摻氫輸送示范項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)及建設(shè)研究、摻氫輸送終端設(shè)備（燃?xì)庠?、熱水器、鍋爐等）適應(yīng)性測(cè)試研究、氫氣分離與純化工藝及設(shè)備開發(fā)研究，推進(jìn)純氫管道輸送試驗(yàn)管線示范。
（4）建立大容量、低能耗、快速加氫站技術(shù)與裝備體系。在技術(shù)裝備方面，研究90 MPa壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，優(yōu)化45 MPa壓縮機(jī)工藝，突破大排量、大壓比、低功耗、高可靠金屬隔膜式和往復(fù)式壓縮機(jī)裝備；完成70 MPa加氫槍技術(shù)裝備試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)加氫軟管、拉斷閥、流量計(jì)等核心零部件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；突破液氫加氫站在材料、結(jié)構(gòu)、絕熱、密封等多方面技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)液氫加氫站的產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用。在基礎(chǔ)體系方面形成35/70 MPa加氫機(jī)、壓縮機(jī)性能評(píng)價(jià)與檢測(cè)認(rèn)證體系，包括可靠性、計(jì)量、能耗、加注速率、壽命等重要性能指標(biāo)。建立加氫站安全監(jiān)控與評(píng)價(jià)體系。針對(duì)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本較高問(wèn)題，開展制氫加氫一體站關(guān)鍵技術(shù)研究及示范項(xiàng)目，突破一體站內(nèi)高集約化制氫純化一體化技術(shù)，開發(fā)高性能國(guó)產(chǎn)化加氫機(jī)、壓縮機(jī)、工藝控制系統(tǒng)，為加氫站運(yùn)營(yíng)企業(yè)降低設(shè)備成本。
行業(yè)動(dòng)態(tài)