江苏氢能产业化发展现状及对策建议分析

＊张敏 林江刚 刘荣峰 赵孝保

（1.江苏省工程咨询中心有限公司能源发展业务部 江苏 210003 2.南京师范大学能源与机械工程学院 江苏 210042）

我国高度重视氢能产业发展，2019年国务院《政府工作报告》首次明确提出“推动充电、加氢等设施建设”，国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录（2019年本）》[1]，也将“氢能、风电与光伏发电互补系统技术与应用，高效制氢、运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造，加氢站及车用清洁替代燃料加注站，储氢材料，70MPa储氢瓶”等产业领域列入鼓励类。

2020年9月，在第七十五届联合国大会一般性辩论上作出“力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的重大承诺，明确了中国未来低碳发展的新目标，而氢能将成为低碳发展的重要方向之一。本文概述了我国氢能产业发展现状，详细分析了江苏发展氢能产业的潜力，剖析目前存在的关键问题，提出了“十四五”氢能产业发展几点对策和建议。

1.我国氢能产业发展概况

（1）氢能概述。氢（H），在元素周期表中排名第一位，主要以化合态的形式出现，通常的单质形态是氢气（H2），氢气可从水、化石燃料等含氢物质中制取，是重要的工业原料和能源载体[2]。氢能是一种具有多种优势的二次能源，来源多样、用途广泛；此外，氢的能量密度大，热值是汽油的3倍[3]。

（2）发展政策。“十三五”以来，我国陆续发布了《中国氢能产业基础设施路线图》《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《“十三五”国家科技创新规划》《中国制造2025》 《汽车产业中长期发展规划》《“十三五”交通领域科技创新专项规划》等国家顶层规划，明确了氢能产业的战略性地位，推动了氢能产业的快速发展。2019年3月，“推动充电、加氢等设施建设”首次被写进《政府工作报告》。2020年，国家统计局首次将氢气纳入能源统计；2019年4月，《中华人民共和国能源法》（征求意见稿）将氢能纳入能源；2019年12月，国务院新闻办公室发布了《新时代的中国能源发展》白皮书，指出“加速发展绿氢制取、储运和应用等氢能产业链技术装备，促进氢能燃料电池技术链、氢燃料电池汽车产业链发展”。2021年10月，国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，其中11处提及氢能，如：“集中力量开展复杂大电网安全稳定运行和控制、大容量风电、高效光伏、大功率液化天然气发动机、大容量储能、低成本可再生能源制氢，加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用”等[4]。

在各级政策的大力支持下，我国已形成氢能“制-储-运-加-用”完整产业链，初步具备规模化发展的基础，已逐步集聚形成长三角、珠三角、环渤海、川渝等四大产业集群区域[5]，辐射带动作用和对优势企业的吸引力逐步凸显，集聚效应初步显现。

（3）产业现状。目前，我国氢能源产业正处于将氢气从工业原料转向能源利用的初级，短期内，我国氢能的发展还将持续处于探索阶段[6]。宏观来看，氢能源产业不能被狭隘地定义为氢气本身，氢能产业是一个多领域互补的开放式能源经济体。从产业链的角度来看，氢能产业链包括上游氢气制备、中游氢气储运、下游氢能应用等多个环节。

①上游制氢方面。我国具有丰富的氢能供给经验和产业基础，从制氢规模来看，我国已是世界上最大的制氢国，初估现有工业制氢产能约2500万吨/年，可为氢能产业化发展初期阶段提供低成本的氢源。2020年我国氢气产量约2050万吨，由煤、天然气类化石燃料生产的氢气占约81%，工业副产氢气约占18%，电解水制氢仅占1%[7]（见图1）。根据国内弃风、弃光、弃水量情况，全国富余可再生能源的可制氢约200亿立方米（约180万吨）。

图1 2020年我国氢气主要来源占比情况

②中游储运氢方面。国内氢气储存技术主要有高压气态储氢、低温液态储氢和储氢材料三类，目前以高压气态储氢为主，加氢站主要执行35MPa高压储氢标准。从储运规模来看，截至2020年12月底，我国累计建成118座加氢站（不含3座已拆除加氢站），在建/拟建为167座[8]。其中，101座建成的加氢站已投入运营，待运营17座，投用比例超过85%，主要位于北京、上海、广东、山东、江苏、河南、四川、河北、湖北等地。

③下游氢应用。我国氢能在能源、交通、工业、建筑等领域具有广阔的应用前景，尤其以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场。2020年，国内氢气应用主要集中在合成氨、甲醇、炼油等工业消费上，占比达到81%，其余19%应用于其他行业中[7]，见图2。截至2020年底，全国氢能源汽车保有量7352辆，我国燃料电池汽车已进入商业化初期[9]。随着汽车示范应用规模不断扩大，技术成熟度和可靠性逐步得到验证，推广应用开始向重卡、特种车、叉车、船舶等其他交通领域以及备用电源、应急电源、储能、无人机等领域拓展。

图2 2020年我国氢气主要消费占比情况

2.江苏氢能产业发展特点

（1）氢气资源较为丰富。江苏制氢资源绝大多部分来自化工、钢铁等行业副产氢。在考虑提纯成本、纯度、质量、稳定性、环保等因素情况下，用于燃料电池领域的氢气主要来源于氯碱厂副产氢。从制氢潜力来看，依据《江苏统计年鉴2020》预测，当前江苏省理论上制氢能力可达221.35万吨/年，最多可供23.60万辆大巴车/物流车使用。此外，截至2020年底，江苏省新能源装机达到3496万千瓦，同比增长27.9%[10]，其中，风电、光伏、生物质等累计并网装机居全国前列，因此，江苏可再生能源制氢潜力较大。

（2）产业配套较为完备。近年来，江苏氢能产业发展迅速，已初步形成了氢气制备和储运、电堆及核心零部件、电池系统、整车制造和加氢站建设运营等相对完整的氢能产业链体系。目前已集聚了南通安思卓、苏州竞立、国富氢能、神华氢能科技、江苏重塑、苏州金龙、南京金龙等一批优势企业[11]。目前，江苏省域内氢能产业相关企业超过140家，其中燃料电池零部件及电堆系统企业最为集中，拥有重点企业约38家；整车制造重点企业约10家；氢气制备与储运环节重点企业约14家；加氢站相关设备制造与运营重点企业约7家；装备重点生产企业（包括燃料电池生产、组装、测试设备生产企业）约8家。从各城市企业分布来看，苏州市燃料电池汽车产业高度集聚，南京、无锡、南通、扬州等市产业链发展水平较高。

（3）示范应用全国领跑。①加氢基础设施。目前江苏省苏州市、南通市、盐城市等地率先开展氢能产业示范应用，加氢设施布局已初步形成。我省已建成5座加氢站，其中包括固定式加氢站4座，撬装式加氢站1座，另在建加氢站11座。已建成加氢站主要位于苏州、南通、盐城，其中苏州3座、南通1座、盐城1座。固定式加氢站（已建）日加氢能力均为1000kg，撬装式加氢站日加氢能力500kg。②氢能示范应用。交通应用方面，目前全省约有82辆氢燃料电池客车、公交车，257辆氢燃料电池物流车投入试运行，氢能示范应用取得初步成效。氢燃料电池物流车领域，苏州市200辆、南通市57辆，以城际和城市内物流配送专线为主要应用场景；汽车客运车领域，苏州市55辆、无锡市4辆、南通市13辆、盐城市10辆。多领域示范应用方面，目前已经进行的示范项目有公交车运营、物流车示范运营、氢能社会示范区、建筑照明供电、移动通信基站供电、医院备用电源、人才公寓热电联供等。其中，南通市如皋依托大唐如皋氢能小镇风电制氢一体化示范项目打造省级特色小镇—“氢能小镇”，我国首个氢能经济示范应用城、江苏省首个氢能特色镇。

（4）创新要素加速集聚。平台方面，目前，江苏省苏州市已集聚苏州市氢能产业创新中心、中科院大化所张家港产业技术研究院、张家港氢云新能源研究院、江苏华昌—电子科技大学氢能联合研究院、国家再制造汽车零部件产品质量监督检验中心等多门类的氢能产业创新服务平台。如皋经济技术开发区与上海机动车检测认证技术研究中心有限公司合作建设的国家氢能源汽车研究检测中心，为《长三角地区市场体系一体化建设认证认可检验检测领域专项工作方案》“两平台一基地”建设的一个重要项目，得到了上海、江苏两地政府及长三角办公室的高度重视和大力支持，项目建成运营后将成为长三角地区第一家第三方氢能与燃料电池综合检测平台和技术服务中心。

3.存在的问题

从制氢技术水平来看，企业在煤制氢、氢气提纯等产业环节方面技术较为成熟，但利用太阳能或风能等可再生能源制氢面临能量转换效率低、成本高等问题，与国际先进水平有一定的差距；从储运装备水平来看，低温液态储运设备与国际先进水平相比较为成熟，但高压气态储运设备还存在一定的差距，加氢机、压缩机、储氢瓶、高压阀门等核心设备尚未实现自主，存在技术“空心化”和产业缺乏核心竞争力的风险；从燃料电池关键材料来看，近几年燃料电池及零部件环节的技术有所突破，但催化剂、质子交换膜和膜电极等关键部件水平对比世界先进技术水平仍有较大差距，产品对外依赖度较大；从产业定位来看，目前国家层面尚未将氢能作为能源管理，仅仅纳入能源统计，但各地仍将其作为危化品管理，氢能定位在顶层设计上有待明确。

4.对策建议

从目前氢能产业发展现状来看，氢能产业实现商业化发展需要解决技术突破、政策协调、成本控制、产业配套、社会认知等多方面多领域问题。因此，在“碳达峰、碳中和”战略目标下，氢能产业虽迎来广阔的发展空间，但也对氢能产业高质量健康发展提出新要求。

（1）加强安全监管。氢气的爆炸极限较宽为4.1%～ 75%[2]。在现行的技术条件下，氢能产业的发展无法回避氢气的生产、储运和利用环节的安全问题。因此，氢能的高质量发展安全是首要控制因素。坚持安全发展理念，完善相关安全制度和规范，建立系统全面的地方法律法规、标准、计量、检测、认证以及服务保障标准体系，保障氢能产业安全健康发展。加强氢安全的理论和技术研究，加强氢泄露与扩散燃烧、材料与氢的相容性、不同形式的储氢系统、受限空间内氢监测等领域的研究，加快氢能产业自动化、数字化、智能化技术装备研发，提高安全保障能力。强化氢能行业安全监管，严防各类事故发生。企业落实安全生产主体责任，各级人民政府落实属地管理责任，各有关部门按照职责落实安全监管责任。

（2）突破关键技术。加强与国际国内行业优势科研机构的合作，协同开展氢能领域关键核心技术进行攻关并有效转化，走出一条具有江苏特色的氢能产业发展路径。在制氢环节，加大关键材料、高效制氢、氢气纯化等关键技术的研发和国产化，支持低成本制氢技术研发。在氢储运环节，按照“低压到高压”“气态到多相态”的方向开展技术攻关，开展安全储氢装置关键技术研究；加快加氢站核心设备氢气压缩机、高压储氢罐、氢气加注机的国产化。在氢应用环节，支持氢燃料电池多场景应用研究。在氢应用配套产业环节，支持氢燃料电池电堆、关键材料、核心零部件的关键技术及系统集成研究，研究低铂化、高活性的催化剂制备技术，研究稳定性高、氢气渗透率高、低成本的质子交换膜制备技术；加快气体扩散层国产化；研发更轻、性能更好的金属及复合双极板；突破电堆辅助系统关键零部件、电堆发电效率、整体发电系统集成技术。

（3）稳妥有序发展。以“合理集聚、产业协同，尊重现状、发挥优势”为原则，结合各地资源条件、能源现状、经济发展、技术创新等情况，分区域、有序错位开展氢能相关基础研究和产业化，用全局的视野谋划各个地市氢能产业的高质量发展，增强集约集聚发展，实现优势互补，推进氢能产业高质量发展。坚持协同发展，完善合作机制，出台扶持政策，形成发展合力，吸取汽车产业发展过程中的教训，避免各地一哄而上、急于求成、低水平重复建设、同质化布局和竞争等问题。基于江苏氢能产业发展实际初期阶段，应集中核心力量破解“卡脖子”难题，以尽可能少的代价探索出一条真正适合江苏省氢能产业发展之路。