咸阳市氢能产业发展技术路径研究＊

胡 平，苑易伟，白 蕾，3，孟娇娇，3

（1.咸阳市新能源及微电网系统重点实验室，陕西 咸阳 712000；2.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048；3.陕西工业职业技术学院电气工程学院，陕西 咸阳 712000）

在全球应对气候变化和清洁能源转型的大背景下，氢能源以其绿色、高效、应用范围广等优势，成为全球最具发展潜力的清洁能源[1]。随着氢能技术的发展和进步，美国、日本、欧盟等发达国家和地区逐步将氢能上升到国家能源战略高度[2]，相继出台一系列政策、规划，明确氢能产业发展路线，不断推进氢能产业基础设施建设，大力开展氢能应用示范和推广。中国在氢能产业方面也取得了一定的发展[3]，从科技创新、财政支持等方面鼓励氢能技术的研究与示范。地方政府先行先试，大力支持培育了一批从事氢能产业关键技术研究和产品制造的企业，开展了氢燃料电池电堆、动力系统和汽车、氢燃料电池发电装置等实践探索，建设示范性加氢站等基础设施，营造了氢能产业发展的良好氛围。2019年的国务院《政府工作报告》中列出[4]：推动充电、加氢设施等建设，国家层面正在酝酿氢能产业发展战略、路线图，国内氢能产业布局已经初步形成。地方政府也积极制定氢能发展规划与指导意见[5]，加快核心技术突破及产业化应用，把氢能产业作为实现新旧动能转换、推动传统产业转型升级、加快能源结构调整和绿色低碳转型的重要抓手。当前已初步形成自主技术研发、氢能制—储—运—加—用等完整产业链，产业发展初具规模[6]，形成京津冀、长三角、珠三角、山东半岛及环武汉地区等氢能发展先行区，并辐射带动周边地区，构筑形成了良好的产业发展氛围。中国目前已经迎来氢能源产业发展新风口，机遇和挑战并存、奋进与发展同在。

1 咸阳市氢能产业发展现状与机遇

1.1 发展基础

通过对咸阳市资源禀赋、氢能产业以及相关的产业配套进行分析，咸阳市具备氢能产业高质量发展的坚实基础，具体优势体现在以下3个方面。

1.1.1 制氢资源禀赋优越

咸阳市有很多氯碱化工产业，工业副产氢资源富余，制氢成本低，具有煤制氢的先天优势。延长石油集团在延长兴化集团建成碳氢工程技术中心和年产8万m3纯氢项目，规划建设新材料科技产业园发展氢能产业。武功县境内的陕西博菲特阀体控制技术有限公司专门开发加氢枪、氢阀、氢储罐安全阀，并与航天六院开展技术合作，为火箭发动机提供液氢阀门。咸阳高新区的陕西六元碳晶股份有限公司，专门从事物理法提纯石墨装置与制备工艺研究，已形成99.999%的高纯石墨粉体；近期又攻克了氢燃料电堆石墨双极板成型技术。陕西中科起航科技公司已攻克了氢能汽车核心部件之一的储氢系统控制器技术难题，解决储氢瓶压力、温度、安全报警检测与整车氢气泄漏检测问题。咸阳市天然气公司与位于咸阳东郊的长庆石化具备每小时6万m3的制氢能力和纯化能力。

1.1.2 发展氢燃料电池汽车产业基础条件好

新能源汽车发展技术路线中，公交客车及重型卡车、物流车的技术路线基本以燃料电池汽车为主，轻型乘用车以电动汽车或者混合动力汽车为主。咸阳市汽车产业基础好，咸阳秦星雷丁汽车有限公司已研发出陕西省第一台氢燃料电池大巴车，目前正在积极筹备咸阳公交示范线运行；武功县的国营四达机械制造公司具备生产大中型客车、轻型客车以及军用特种车的能力；咸阳秦楚汽车产业园覆盖汽车销售及零部件生产企业近40家。这些都为咸阳市加速发展氢燃料电池汽车产业奠定了基础。

1.1.3 科教资源禀赋优越

陕西发展氢燃料电池具有得天独厚的科技与人才优势。陕西西氢航天动力科技有限公司联合国家技术转移中心建立氢能动力技术研究所，围绕“燃料电池动力系统、电控辅助系统、水热管理系统、燃料电池核心部件及共性技术”展开研究，专注于燃料电池汽车、燃料电池无人机、备用电源、动力电源、产品研发、产品检测、产品试验等领域的民用市场开发。陕西华秦科技公司电解氢制氢设备研制技术全国领先；陕西工业职业技术学院开展光伏纯水（PEM）制氢技术攻关，已形成相应的SPE制氢技术储备，正在进行产品样本中试，并争取产业化示范项目在咸阳落地。此外还有数家压力容器企业正在进行储氢、运氢技术研发，有望在不久的将来形成规模化生产能力。

1.2 存在问题

1.2.1 产业聚集效应较弱

咸阳市氢能产业还处于起步阶段，氢能产业链还在构建过程中，部分环节还需进一步完善，氢能产业上下游企业之间的联系较弱，制氢企业的氢气供给方向不明，氢气储运装备产品的生产、制造、研发、示范仍未广泛开展。

1.2.2 区域协作有待加强

现有氢能企业布局分散，缺少区域氢能产业协同总体规划，企业间无法有效协作联动，各环节的研发活动趋于封闭，资源不能共享。企业只依靠单打独斗难以突破规模化量产的技术屏障，急需支持和鼓励产业内相关企业之间的协作，不断提升产业集群发展水平，提高区域整体产业水平。

1.2.3 企业规模亟待培育

咸阳市成规模的氢能相关企业很少，特别是在储运环节，目前仍属于空白阶段。在氢燃料电池汽车产业中，咸阳秦星新能源汽车拥有国内先进的专用车研发能力，但是目前尚未真正涉及氢燃料电池汽车领域，应将相关氢能汽车发展意向尽快落实为具体项目。

1.2.4 研发创新竞争力不足

目前咸阳市氢能企业核心技术缺少变革性的自主创新，与国外先进技术存在代差。在氢气提纯、储氢材料与装备、加氢站装备制造等领域，与国际先进技术存在一定的差距；在氢燃料电池领域，核心技术和关键零部件仍受制于国外领军企业，规模生产和市场应用还有较大距离。因此，亟需引导和鼓励氢能企业开展自主创新，通过技术创新提升氢能产业竞争力。

1.3 发展机遇

1.3.1 国家实施“能源安全战略”带来重大战略机遇

“保能源安全”是中央提出的“六保”任务之一。2020-01-01实施的《产业结构调整指导目录》将高效制氢、运氢、高密度储氢技术开发应用及设备制造、加氢等内容列入第一类第五项（新能源）中。从2020年开始，国家统计局首次将氢气纳入能源统计。国家实施“能源安全战略”，有利于出台氢能利好政策，有利于吸引氢能产业投资，有利于加快培养氢能人才。

1.3.2 “新基建”等大政方针带来了新的市场机遇

2020年4 月，中央提出“保产业链供应链稳定”。2020年6月，中央提出形成“以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”。这些大政方针为咸阳市建设氢能城市和发展氢能产业带来了市场机遇。其中，“新基建”将提供内循环发展新动力，将创造多种多样的应用场景，将带来资金、人才等要素的“集聚效应”。

1.3.3 国内氢能发展势头迅猛预示了良好的发展前景

自2018年李克强总理参观了丰田汽车北海道厂区后，氢燃料电池汽车即成为市场关注焦点，氢燃料电池产业市场规模急剧扩大。随着氢燃料电池成本持续下降，预计到2030年燃料电池汽车市场规模将达到5 000亿，车用燃料电池市场规模将达到1 200亿。氢能发电供热、家庭氢能热电联供等技术已进入试验阶段，氢能电站项目已被国家电网列入2019年科技项目指南，石化企业用氢也将持续增加。

1.3.4 氢能技术突飞猛进带来了技术保障

2018年以来中国氢能产业开始加快发展，高性能产品的研发以及批量生产、催化剂等核心技术研发取得了重大进展，氢能制储运技术基本成熟，氢燃料电池关键部件已有了自主知识产权。车用耐高温低湿质子膜及成膜聚合物批量制备技术、车用燃料电池催化剂批量制备技术、质子交换膜燃料电池极板专用基材开发技术、公路运输用高压和大容量管束集装箱氢气储存技术、液氢制取储运与加注关键技术等关键共性技术得到发展。

1.3.5 咸阳市推进“大城市建设”带来了基础支撑

立足咸阳市氢资源、科技创新资源、产业链配套资源分布，统筹各地区产业基础及发展定位，按照布局合理、各有侧重、协同发展的原则，依托西咸新区打造咸阳市燃料电池产业链核心区。通过发挥秦创原创新驱动平台总窗口的科技资源集聚和引导作用，区域工业配套、招商政策等优势，加快引进未势能源、清能科技、延长桑莱特等燃料电池领域优势企业，发展配套产业链，打造燃料电池系统、电堆、关键材料及零部件的技术研发和装备制造高地。

2 氢能发展技术路径

在“碳达峰碳中和”背景下，咸阳市必须抓住能源转型升级的机遇，积极拓展产业空间，重点围绕燃料电池零部件、制氢、储运、加氢站等产业链各个环节积极布局，招引核心企业，引育高端人才，尽快形成集聚效应，让氢能产业成为咸阳市经济发展新的增长极。

2.1 统筹谋划，高点布局

摒弃以煤为主的能源发展思路，科学制定咸阳市煤-氢结合、风-氢结合、光-氢结合、电-氢结合的氢能产业发展路线图。建立以氢能源整车、零部件、系统、辅助系统、电堆为特色的产业基地；依托“彬长旬、榆林神木、延安能化基地”布局建立制氢、储氢基地，逐步把咸阳市打造成陕西最大的氢能产业化示范基地。在咸阳市率先开展氢燃料公交车线路示范运行、氢燃料电池洒水车示范运行，助力治污降霾，提升城市形象。加快建设氢气管网、液氢等基础设施重大示范工程。力争通过3～5年时间，在西咸新区、咸阳高新区等，建成满足各类型清洁能源汽车应用基本需求的充换兼容、快慢充互补、多场景结合、智能化的充电网络和加气网络。

2.2 政策引导，激励推进

研究制定《咸阳市促进加氢站建设运营补贴办法》，对加氢站的运营给予阶段性的扶持补贴；完善加氢站安全法规体系建设，加强安全管理及风险评估，科学布局加氢站网点；积极开展公共交通、租赁等领域的示范应用；创建产业集聚与应用示范园区，大力推进制氢、运氢、加氢等国内外优势资源整合与良性互动，建立氢能产业企业孵化载体和创业扶持体系；利用秦创原科技创新平台，吸引氢能产业技术公司落地秦创原核心区孵化转化科技成果，形成氢能产业技术研发、装备生产、系统应用聚集区。

2.3 产业联盟，共同发展

由政府相关部门牵头，联合省内高校、企业、相关地市成立咸阳市氢能产业协同创新联盟。通过政产学研用的模式，延链、补链、强链，推动氢能产业做大做强。以咸阳秦星新能源汽车为代表的汽车制造企业可联合省内高校建立和优化新能源整车开发流程，推进氢燃料汽车尤其是公交车、物流车等特种车辆的研发及产业化，完善有关技术标准以及检测、认证体系，实现汽车产业转型升级与高质量发展。支持省内的油气企业利用已有的天然气、原油长输管道，联合高校、中石油管研院等单位，共同开展氢气管道输送相关技术研究。

2.4 筑巢引凤，融合发展

通过举办招商推介活动等形式，不断拓宽招商引资平台，对符合产业政策拥有核心技术的项目与企业，实行绿色通道，积极引进氢能源产业龙头企业，取得与经济发达地区优质项目招商的比较优势。加强氢能创新工程中心、氢能企业技术中心、氢能重点实验室等创新平台建设，引导企业重点发展燃料电池系统及核心零部件、站用加氢及储氢设施、新型催化材料及助剂、电池生产装备、新能源汽车整车、专用生产装备和测试设备等相关产业，培育产业链，打造产业集群。

3 结束语

为深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神，牢固树立“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，按照高质量发展要求，发挥咸阳市氢能产业先发优势，推进氢能燃料电池关键技术突破和重大装备国产化进程。实施“标准引领、核心带动、品牌助力”发展战略，建立健全咸阳市氢能产业链，培育氢能产业体系，科学布局并加快完善氢能基础设施，加强创新平台建设和人才团队培育，加大力度支持氢能终端产品商业化推广应用，将咸阳市打造成陕西省氢能产业商业化创新发展引领区。