我国氢能产业发展形势、存在问题与政策建议

张晓兰 黄伟熔

氢能自16世纪首次发现以来，因具备来源广泛、燃烧效率高、绿色清洁、存储便利、应用多样等优点，被视为传统化石能源的有力替代者之一，受到广泛关注与重视，产业迎来发展“窗口期”。当前，全球低碳、环保的“能源革命”加速演进，美国、欧盟、日本、韩国等发达国家和地区聚焦应对气候变化，加码氢能产业，统筹制定本国能源发展规划，赋能推动经济和社会发展。在此背景下，我国积极推动氢能产业发展，颁布实施《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，瞄准发力构建氢能创新体系、统筹基础设施建设、推进多元应用示范、完善保障体系，致力于实现“碳达峰、碳中和”[1]。

一、我国氢能产业发展态势分析

（一）制氢技术趋向清洁化低碳化

制氢技术是氢能上游产业链实现“零碳”的重要因素。当前，我国化石能源制氢和工业副产氢在制氢技术中占据主导地位，约占氢气来源的95%，电解水制氢占比低于5%。尤其是在国家氢能中长期规划发布和“3+2”燃料电池示范城市群落地等利好政策推动下，2022年我国制氢技术加快向清洁化低碳化发展，电解水制氢技术正在加快更新。其中，碱性电解水和质子交换膜电解水是我国电解水制氢的主流技术。与质子交换膜电解水制氢相比，碱性电解水制氢设备成本优势较大、技术更为成熟，而质子交换膜纯水电解制氢技术具有无污染、槽体结构紧凑、运行更加灵活、更适合可再生能源波动性等优点，目前已有越来越多的新建绿电制氢项目开始选择使用质子交换膜电解槽技术，有加速赶超趋势。

（二）氢能应用领域不断延伸扩展

当前我国氢能广泛应用于工业生产、发电、储能、交通等领域，持续拓展了工业领域的替代应用空间。据彭博新能源财经预计，2022年钢铁、化工、甲醇、制氨和炼油五大行业的氢能使用量将超过全球5万多辆氢能汽车的总耗量。同时，氢能还优质替代了冶炼等高耗能、高排放行业能源，有效减少了二氧化碳排放。2022年，国内多家钢铁公司大力布局氢能冶金，河钢集团启动建设氢冶金示范工程，山西晋南钢铁集团打造了钢—焦—化—氢全闭环低碳生产链。另外，2022年我国氢能发展呈现积极态势，氢能大规模示范应用取得突破性进展。一方面，氢燃料电池多样化、规模化应用加快推进，燃料电池汽车在部分地区实现了小规模示范应用，北京冬奥会共示范运营了700余多辆氢燃料电池汽车。另一方面，氢能还不断推广至重型卡车和船舶等领域，200辆潍柴氢燃料电池商用车同步投入运营，我国第一艘自研的氢燃料电池内河动力船“三峡氢舟1号”正式动工建造。

（三）政府支持政策提速加码

自2019年政府工作报告首次提出“氢能”后，政府支持政策密集发布，正在从试验推广到产业化发展全面加速。2022年以来，我国陆续出台了多个氢能发展支持政策，积极推进氢能技术标准化工作，强化标准对技术创新和产业发展的引领作用。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》；2022年3月，国家能源局印发《2022年能源工作指导意见》；2022年6月，国家发展改革委、国家能源局等9部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》；2022年8月，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等9部门联合发布《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》。这些政策从氢能技术发展、“制—储—运—加—用”产业链各个环节，系统地提出了氢能产业发展重点，进一步明确国家对氢能发展的支持。与此同时，全国20多个省份共发布氢能规划和指导意见200多份[2]，北京、河北、山东、上海、江苏、广东、河南、甘肃等地重点围绕“十四五”时期我国“双碳”发展要求，从产业规划、政策补贴、企业培育、加氢站建设、氢燃料电池投放等方面进行布局。

（四）全国各地积极打造全产业链生态

2022年以来，为了助力“双碳”目标和把握氢能先发优势，全国多地加快扶持氢能产业各环节发展，积极推进氢能项目落地，着力打造氢能全产业链。2022年5月，上海市发布《上海市氢能产业发展中长期规划》，预计到2025年将建设各类加氢站70座、3—5家国际一流创新研发平台，氢燃料电池车保有量突破1万辆[3]。2020年6月，山东省出台《山东省氢能产业中长期发展规划（2020—2030年）》，提出全力打造“中国氢谷”“东方氢岛”两大品牌，培育壮大以济南和青岛为重点的“鲁氢经济带”。2022年9月，河南省发布《河南省氢能产业发展中长期规划（2022—2035年）》，预计到2025年将突破氢能产业关键技术和设备制造，产业链相关企业达到100家以上，氢能产业总产值突破1000亿元。2022年11月，湖北省出台《支持氢能产业发展的若干措施》，加强支持产业链重点环节发展，着力构建全产业链生态，打造全国氢能产业发展高地。目前，我国已初步形成东、中、西、南、北五大氢能产业发展区域，全产业链规模以上氢能企业300多家，在建和筹建的风光制氢项目40多个。

（五）资本加速布局氢能产业链

除各地加快布局氢能全产业链外，国内资本也在加速布局氢能产业链。2022年以来，我国氢能领域完成了超过63亿元的投融资规模。潍柴动力、迪威迅等企业积极布局、延伸氢能产业链。2022年7月，迪威迅子公司迪威立方与雄川氢能企业签订了一份82辆氢燃料电池自卸汽车实施合作运营的协议。青岛氢启新能源科技有限公司经过近一年的设计、施工、厂房建设等，即将建成CCM（三合一）涂布产线、膜电极封装检测自动化产线、双极板点胶产线、燃料电池电堆自动装配产线。同时，超过1/3的央企已布局了“制-储-加-用”全产业链，加快突破关键材料及核心技术设备瓶颈。未来，随着更多氢能项目落地，研发、制造等产业链上下游环节将加快推进，产业链协同效应将进一步拓展下游应用场景。

二、我国氢能产业发展存在的主要问题

目前，我国氢能产业已具备规模化生产基础，初步建立了较为完备的制、储、运、用全产业链，但由于产业起步迟、发展晚，仍面临基础设施薄弱、核心技术不强、运营成本高昂、应用领域单一等问题。

（一）基础设施不完善，与产业高速发展不相适应

加氢站等基础设施建设是我国氢能产业高速、高质发展的关键。截至2022年7月，我国共建成各类加氢站271座，仅为日本的1/4，相较于美国与德国的加氢站数量仍然偏少，与产业高速发展不相适应。一方面，我国加氢站数量有限，无法全面满足规模化应用推广的市场需求；另一方面，我国加氢站主要以示范运行为主，大多数属于场内测试站与撬装站，固定储氢量或氢气压缩系统能力较低[4]。未来，随着我国氢能产业加速发展，氢能车辆数量攀升、储氢能力持续提高、注氢时间持续减少，现有加氢站面临加氢车辆进场时间随机化、单次加注体量高、加气时间短等挑战，无法满足商用需求，重建、升级成本高昂。此外，与国际领先国家相比，尽管我国已具备35MPa（兆帕）加氢站关键技术与装备集成能力，但45MPa加氢技术仍未突破，现有技术氢气流量小、设备故障率高、高压管路和阀门等关键部件依赖进口，与发达国家存在较大差距。

（二）核心技术存在短板，与自主安全可控不相适应

近年来，我国通过氢能产业链持续加大研发力度，已初步掌握了制氢、储氢、加氢、氢燃料电池等主要技术和生产工艺。但受制于氢能产业发展时间短、前期基础弱等不利因素，在液态储氢、燃料电池系统、高端材料和装备制造等核心技术领域，我国与美、日、欧等国际先进水平仍存较大差距。如制氢技术领域，我国95%氢气来源于化工能源和工业副产制氢，电解水制氢（零碳制氢）占比不到5%；碳纸、催化剂、质子交换膜等燃料电池核心零部件制造水平与国外差距较大、国产化水平较低，主要市场仍被国外企业占领。此外，我国高校和科研院所的氢能和燃料电池专业数量少、学科水平低，人才培养机制和高校毕业生数量与产业长远发展需求矛盾突出，人才缺口较大。2020年以来，我国节能产业领域人才缺口超过70万人。

（三）运行成本偏高，与市场增长需求不相适应

我国是联合国产业中工业分类最全的国家，依托庞大的工业制造规模优势，拥有丰富的副产氢资源，有利于为传统产业初期发展提供低成本氢源，但由于我国制氢和建站成本较高，整体氢能使用价格较为昂贵。一方面，我国氢气成本在氢气售价中占比达到70%，电解水制氢成本每立方米约为3-5元，显著高于化石燃料与工业副产制氢；另一方面，由于加氢站核心部件依赖进口，尽管我国加氢站数量逐年增多，但每座加氢站建设成本仍需1500万—2000万元，成本居高不下。同时，在顶层规划指导不足、地区响应力度不一、市场调节体系偏弱等发展背景下，我国氢能产业尚未形成大范围的集群协作效应，上下游产业链发展不同步态势凸显，依托充分市场竞争、以产品供需平衡实现成本有效下降的循环生态建设尚需时日。短期内，偏高的氢能使用成本，与市场增长需求不相适应。

（四）应用领域较单一，与多元开发应用不相适应

当前，我国氢能产业有序发展仍需政府、社会等长期和耐心的关注投入，但由于顶层设计框架和引导方向过于狭窄，发展重点过度聚焦于氢燃料电池汽车及其产业链，对其他领域的氢能技术创新指导力度有限，各省市政策、资金等激励措施与力度不足。单一化的政策引导，既制约了氢能技术的研发投入，又限制了市场的开发应用，不利于我国通过氢能产业发展实现能源开发利用的“弯道超车”和助力实现“碳达峰、碳中和”。目前，尽管我国氢能在商用车的应用取得了积极进展，但是乘用车应用的替代效果尚不明显。与纯电动汽车相比，昂贵的制氢和运输成本，以及加氢站、运输管网等基础设施建设不完善，致使我国氢能汽车竞争力较弱。此外，“绿氢”的应用对冶金、化工等绿色化、低碳化发展的促进作用有限，氢能多元化应用仍处于探索阶段。

三、我国氢能产业发展展望及建议

目前，我国氢能产业整体处于发展初期，但发展势头较好。在政府政策支持和各省市积极推动下，2023年我国氢能产业仍将延续2022年的良好发展态势。尤其是国家重点研发计划启动实施“氢能技术”重点专项后，氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统[4]、“氢能万家”综合示范等关键技术将取得突破，氢能产业自主可控程度有望快速提升。同时，随着用氢需求的持续扩大和应用领域的不断扩展，2023年我国氢能产业将迎来快速发展的新窗口、新机遇。为了更好地推动氢能产业发展，提出以下四个方面建议。

（一）强化顶层设计，统筹产业链各环节发展

一是加强顶层政策设计。以“碳达峰、碳中和”为目标导向，制定全国性氢能产业整体目标和顶层政策，统筹产业链各环节、各地区氢能发展布局规划，落实国家氢能发展目标。二是统筹产业链上下游联动发展。适度超前布局加氢站、氢储存、氢运输、氢燃料电池等领域，鼓励央企、国有企业、行业龙头企业等率先向氢能等新能源业务转型，支持中小企业涉足氢能制备、储存、运输、开发应用等细分市场。三是突破绿色高纯制氢技术。坚持“绿色引领、高端布局、统筹有序”原则，面向交通、化工等重点领域，依托龙头企业、重点高校、科研院所等主体，导入政策、资金、人才、市场资源，推动研发绿色高纯制氢技术。四是保障产业发展资金需求。加大氢能产业财政补贴力度，设定财政税收的支持标准和时限，充分保障氢能产业前期发展资金需求。做好资金投入、担保、退出制度设计，有序引导社会资本投入氢能产业。

（二）适度超前布局，推进加氢站等基础设施建设

一是建立加氢站供给保障体系。坚持“示范引领、由点及面、区域辐射”发展思路，重点布局珠三角、长三角、京津冀等氢能产业基础较好、产业链较完善、应用场景较多的城市，优先推动落地形成布局合理、适度超前、供需匹配、设施先进、智能高效、安全可靠的加氢站供给保障体系。二是引导有条件的地区推动加氢站建设。鼓励其他有基础、有能力、有市场的地区出台氢能产业政策，优先在骨干高速公路、国省道沿线建设加氢站，鼓励现有加油（气）站、充电站附加加氢功能。三是实现氢能分配调度顺畅。结合“新基建”发展规划，利用5G、物联网、工业互联网技术，搭建国家（省级）氢能线上服务平台，制定有序的氢能供需对接、运输配送、前后联动机制，实现科学的氢能分配调度生态。

（三）加强科技创新，提高产业自主可控能力

一是突破关键核心技术和装备攻关。加强氢能创新体系建设，加快突破核心技术和关键材料瓶颈，提高技术安全可控能力，制定完善的氢能产业标准，进一步增强氢能产业链安全稳定运行。二是构建协同高效的创新体系。统筹不同技术发展路线，聚焦短板弱项，采用“揭榜挂帅”“赛马”等方式，积极探索多种技术路线，提前布局突破性技术研发，推广技术与示范应用，形成跨区域、跨部门、跨行业的研发布局和高效协同的创新体系[5]。三是推动政产学研用融合创新。发挥龙头企业主导作用，围绕氢能全产业链推动政产学研用融合发展，依托市场需求开展原创技术、共性技术、应用技术联合攻关，鼓励产业链上骨干企业、科研院所等共同打造自主可控的产业生态。四是搭建多层次多元化创新平台。依托龙头企业整合产业创新资源，合理布局产业创新中心、工程研究中心、技术创新中心、制造业创新中心以及装备制造中心等多层次创新平台，构建高效协作创新网络，助推产业关键技术开发和工程化应用[6]。

（四）拓展应用场景，深挖产业发展潜力

一是“以用促进”发展多场景应用。加大财政补贴力度，鼓励中重卡车推广应用氢燃料电池。鼓励企业研发船用氢燃料电池系统，大力推广应用于公务船、客船、游船等。鼓励开发氢燃料电池混合动力机车，在港口码头、大型工矿企业等进行小规模应用。二是多维度建立多场景应用网络。拓展多元应用场景，大力推动中重型卡车、新能源客车、船舶等交通领域使用氢燃料电池，推动绿氢在石油炼化、合成氨等行业的推广应用，适当布局氢燃料电池分布式热电联产设施及氢电融合微电网，探索可再生能源+氢储能发展模式。三是积极开展新型模式示范推广。在燃料电池汽车数量多、氢能供给压力大的地区，开展天然气制氢加氢一体化站探索。在风光水电资源丰富、具备氢能应用场景地区，建设制氢加氢一体化站，逐步扩大氢能示范应用规模，形成可复制可推广经验。