北京氢能产业集群化发展水平及提升路径研究

薛金萍　陈毅莹

关键词：氢能；北京氢能产业；氢能产业集群；集群化发展

中图分类号：X32 文献标志码：A

前言

自2008年金融危机以来，受贸易保护主义、美国单边政策等多重因素的影响，使得中东、北美、欧盟、中欧、独联体等全球各地自贸区在构建区域联系与合作方面发挥的作用越来越大，同时促进全球产业链逐渐向本土化和区域化方向发展。中国作为世界第二大经济体和全球能源消费大国，在2022年提出“2035年实现碳达峰、2060年实现碳中和”目标的背景下，能源产业特别是新能源产业的发展开始备受关注。氢能作为最具发展潜力的二次清洁能源，整个供能过程无污染、无浪费，被称为“终极能源”。所以，发展氢能产业成为中国能源产业转型升级、全面提高资源利用率、实现多领域深度清洁脱碳的重要举措之一。也正因如此，国内各大城市纷纷开始出台氢能产业发展规划，北京率先打造并不断完善氢能产业链，为推动京津冀地区引领全国快速实现碳达峰、碳中和目标提供了重要示范，也引领着全国氢能技术创新、产业链变革以及产业集群化发展的格局。

1北京氢能产业的发展现状分析

1.1产业规模：氢能产业发展潜力正逐渐释放

北京氢能产业在科技创新、产业基础、支撑要素和应用推广方面居国内领先地位。2018年-2023年全国氢能产业存量企业数量持续增长，截至2023年1月31日共有3192家企业（如图1所示）。从区域分布来看，企业数量排名前5位的分别是：广东省420家、江苏省300家、山东省281家、上海市195家、北京市186家。从全国氢能授权发明专利的数量来看，北京市氢能相关授权发明专利的数量为3327件，在全国占比达30.82%。

1.2政策引领：多举措支持氢能产业快速发展

为培育和发展氢能产业，推动氢能产业技术装备的发展，北京制定并出台一系列氢能产业发展规划，顶层设计和政策框架不断完善，产业发展方向和目标日渐清晰。如北京市发布了《北京市氢燃料电池汽车产业发展规划（2020-2025年）》《北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025年）》《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施》等加快培育和发展氢能全产业链发展，昌平区、房山区、经开区等也发布一系列政策措施促进氢能产业链高质量发展。

1.3产业布局：重点发展多个氢能产业园区

《北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025年）》提出构建北京氢能全产业链生态系统：北部地区推进氢能技术创新和应用，南部地区推动氢能高端装备制造与应用。如昌平区以“能源谷”为核心打造氢能产业关键技术研发和科技创新综合示范区，建成国内领先氢能产业集群。大兴区构建“制、储、运、加、用”完整氢能产业链条，初步形成较为完备的产业体系。经开区聚焦创新生态营造、产业集群培育、示范应用推广，支持重大项目落地、企业集聚发展、产业链协同发展。房山区是京津冀区域重要的氢源供给基地，目标是发展氢能与燃料电池汽车产业，抢占能源与汽车产业创新制高点。

2北京氢能产业集群化发展存在的问题和瓶颈

2.1产业园区建设处于起步阶段

北京各区打造的氢能产业园区目前尚未形成完备的产业链条。无论是昌平区“科创氢城、未来氢城、世界氢城”到2025年实现产业链收入突破300亿元的目标，还是大兴区到2025年前实现氢燃料电池车产业链收入突破240亿元的规划，或是经开区大力支持重大项目落地和企业集聚发展的措施，以及房山区构建氢能特色产业生态系统的规划，目前仍处于规划布局阶段。

2.2技术装备水平有待进一步提高

虽然北京氢能技术领先全国，但距离国际一流氢能城市还有很大差距，氢能都产业链各个环节都需要进一步实现技术突破。如表1所示，绿色低成本制氢技术、氢燃料电池低成本产业化、氢气运输管材氢脆难题、高压储氢技术、氢液化系统和加氢站核心设备及关键零部件依赖进口等，都是阻碍氢能产业快速发展的瓶颈。

2.3制氢和储氢成本较高

目前有电解水制氢、化石能源制氢、工业副产品制氢、甲醇制氢、生物质制氢、核能制氢、光分解水制氢、海水制氢等制氢技术。从几种主流制氢方式看，化石能源制氢成本最低，电解水制氢成本最高（如表2所示）。未来制氢的最终目标是发展可再生清洁能源制取绿氢，利用可再生能源发电去电解水将成为未来主流的制氢技术。电解水制氢80%的成本来自电费，随着可再生能源发电成本降低，电解水制氢的成本将与化石能源制氢+CCUS技术的成本相当。

价格低廉的储氢技术是保证氢能成功推广应用的关键因素之一。储氢瓶是氢气储存的重要载体，目前储氢瓶主要企业是国富氢能、科泰克、天海工业、中材科技、斯林达、南通中集、澳洋科技、未势能源等，由于厂商较少目前储氢瓶综合成本较高。而位于北京的只有顺义区的科泰克和通州区的天海工业两家。

2.4加氢站等基础建设尚需加强

加氢站是氢能产业下游应用的重要基础设施，但因技术、运营、运输等成本较高的问题，加氢站建设尚未大规模在全国覆盖，呈现出“各地开花”的格局。截至2022年，国内共建成投运加氢站274座。自2023年开始，上海、湖南、内蒙、河南等相继提出建设加氢站的规划。据统计，目前北京仅有大兴机场临空区加氢站、大兴国际氢能示范区海珀尔加氢站以及位于延庆的冬奥配套加氢站（庆园街、王泉营、金龙和燕化兴隆）等14座。为保障氢燃料电池车的正常运行，《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划（2021-2025年）》提出，在2023年之前争取建成并投运37座加氢站，2025年建成并投运74座加氢站。

2.5氢能应用场景较为单一

目前氢能主要应用于交通、工业、储能、发电、建筑等以减碳为主要目标的领域。在北京氢燃料电池车是最主要的应用，模式较为单一，主要覆盖公交、物流、环卫、货运等各类车辆。如2008年北京奥运会示范帕萨特燃料电池车，2010年上海世博会期间的燃料电池车，2022年北京冬奥会氢燃料电池汽车成为奥运场馆运输工具，2023年北京城市副中心设计小镇开通氢能大巴班车示范线，此外还有氢能公交车、货运车、清扫车、叉车等。

3北京氢能产业集群化发展的提升路径

3.1有效贯彻落实政府政策的良性引导机制

北京已出台一系列政策措施，下一步需要加强政府引导，积极贯彻落实这些政策的有效实施。此外还应借鉴国外成功经验，建立北京氢能产业发展政策路线图、氢能技术成本路线图；根据氢能产业发展相关规划，引导氢能产业有序发展，避免同质化竞争和盲目竞争；建立健全北京氢能产业绿色环保体系、氢能生产供应体系、氢能安全保障体系等，确保氢能产业政策体系日渐完善。

3.2发挥北京技术资源优势并且走氢能产业高质量发展道路

立足北京国际科技创新中心的定位，发挥科研院所的技术资源优势，支持氢能产业科技研发创新。应该加强氢能技术研发投入，特别是支持基础共性技术研究，聚焦制氢、储氢、运氢、加氢、氢燃料电池等核心环节，兼顾氢能关联技术，支持氢能创新企业及研发机构等开展基础前瞻性、关键共性技术的自主研究，推动重大共性技术和关键核心技术的创新突破和成果转化。同时，在经济发展和环境保护的双重压力下，北京氢能产业的布局要始终坚守绿色低碳的发展理念，避免灰氢产业粗放式发展，加快带动绿氢产业高质量发展，持续打造北京氢能产业的核心竞争力。

3.3积极拓展氢能多元化应用

借鉴欧美、日本等氢能技术较为领先的国家在氢能应用方面的丰富经验，拓展氢能多元化应用。从国外成功应用案例来看，氢能在除交通领域外的电力、工业、航天、储能、建筑等方面均有较好的应用前景。在电力领域，可用于火电厂的氢气冷却、氢电站的燃料电池发电和作为氢燃料备用电源等；在工业领域，可用于炼铁冶金、可燃物混合、玻璃纤维生产、核反应、炼油、化肥生产、氨合成等；在航天领域，可作为火箭发动机的推进剂和飞机的燃料等（见图2）。

3.4培育氢能产业链龙头企业和跨产业联盟

氢能产业链“制、储、运、加、用”环环相扣，任何一个环节脱节都会造成其他环节停滞的连锁反应。日本和欧洲采用跨产业联盟的方式，在政府的引导和龙头企业的带动下取得了良好效果。如2017年日本Japan H2 Mobility联盟由丰田、日产、本田、新日本石油、岩谷、东京燃气、日本发展银行等联合成立，打通了氢能产业链各个环节。2020年，“欧洲清洁氢联盟”由蒂森克虏伯、西门子、壳牌、空客等企业、机构、银行等共同发起，成功带动了氢能产业链的整合和强化。北京氢能产业应充分借鉴国外经验，全力构建和壮大氢能产业联盟，如通过“中关村氢能产业联盟”等让产业链各环节的龙头企业形成合力，发挥“领头羊”的作用，成功打开氢能产业市场化和产业化的大门。

3.5加强氢能相关标准的制定

截至2021年末，全球共发布200余项氢能相关标准，各国逐步建立起本土化的氢能技术、装备及燃料电池等领域的标准体系，特别是欧盟、美国、日本等的氢能标准具有重要借鉴意义。截至2023年1月31日，中国氢能产业企业共参与起草相关标准5条，均为团体标准，国家标准、行业标准、地方标准或企业标准等仍处于空白（资料来源：上奇研究院《2023中国氢能产业报告》）。因此，为支撑氢能技术进步和氢能产业快速健康发展，应加强氢气制备、储运、加注等技术标准，特别是氢燃料电池技术标准的制定。

4结束语

当前北京氢能产业的发展潜力逐渐释放，虽然产业园区的发展仍处于起步阶段，但随着关键卡脖子技术的突破、装备水平的提升、制氢储氢成本的降低、基础设施的不断完善，北京氢能产业集群化发展水平将日渐提升，距离“打造世界级一流氢能产业标杆城市”的目标也越来越近。总之，有效贯彻落实氢能相关政策的引导，积极发挥北京氢能技术资源优势，不断拓展氢能多场景应用，培育氢能龙头企业和产业联盟，加强氢能相关标准的制订，是有效提升北京氢能产业集群化发展水平的重要路径。