□本報記者 馬 玲

當(dāng)前，發(fā)展氫能已成為全球普遍共識和共同行動，成為世界各國加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟(jì)新增長點的重要戰(zhàn)略選擇。2022年，全球氫氣生產(chǎn)規(guī)模超過10500萬噸，清潔氫項目密集落地，已投運(yùn)電解水制氫項目達(dá)到277個。我國氫氣產(chǎn)量約3533萬噸，整體消費(fèi)領(lǐng)域集中在化工及煉化行業(yè)，約2851萬噸。交通方面，新增燃料電池汽車3367輛，保有量突破萬輛，達(dá)到12682輛；工業(yè)方面，聚焦化工、鋼鐵領(lǐng)域，氫基化工和氫冶金項目步入建設(shè)期；發(fā)電方面，累計建設(shè)運(yùn)營燃料電池發(fā)電與熱電聯(lián)產(chǎn)項目57個，總規(guī)模超過12兆瓦。氫能在交通、工業(yè)、發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展正穩(wěn)步推進(jìn)。

扎實做好氫能自主創(chuàng)新，推進(jìn)試點示范和規(guī)模化應(yīng)用

氫能是我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要抓手之一。

我國《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021~2035年）》擘畫了氫能發(fā)展藍(lán)圖，標(biāo)志著氫能產(chǎn)業(yè)“1+N”政策體系初步建立。到2025年可再生能源制氫能力為10萬~20萬噸/年，實現(xiàn)二氧化碳減排100萬~200萬噸/年。近日，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)《綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范工程實施方案》、國家標(biāo)準(zhǔn)委等部門發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，是對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃的重要響應(yīng)和延續(xù)，充分體現(xiàn)了國家持續(xù)扶持氫能高質(zhì)量發(fā)展的決心和信心。

2022年，各地方政府依托政策、資源、資本和技術(shù)裝備優(yōu)勢，扎實做好氫能自主創(chuàng)新，循序漸進(jìn)推進(jìn)試點示范和規(guī)?；瘧?yīng)用。明確氫能55項細(xì)分技術(shù)方向，涵蓋氫能制取、氫能儲運(yùn)、氫氣加注、燃料電池、前沿交叉、氫安全及品質(zhì)管控六大領(lǐng)域，兩項技術(shù)處于領(lǐng)跑階段、19項技術(shù)處于并跑階段、34項技術(shù)處于跟跑階段。26個省、區(qū)、市公開發(fā)布?xì)淠芗叭剂想姵禺a(chǎn)業(yè)專項政策316項，氫能標(biāo)準(zhǔn)體系逐步健全，《加氫機(jī)》《堿性水電解制氫系統(tǒng)“領(lǐng)跑者行動”性能評價導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)發(fā)布，填補(bǔ)多個領(lǐng)域空白。

各地方政府依托政策、資源、資本和技術(shù)裝備優(yōu)勢，大幅降低成本，推進(jìn)規(guī)模化應(yīng)用，初步形成三種氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群。

一是可再生氫大基地集群，充分發(fā)揮自身可再生資源優(yōu)勢，通過“風(fēng)光水氫”等多能互補(bǔ)模式制備可再生氫，以低成本制氫為先導(dǎo)方向，引導(dǎo)全產(chǎn)業(yè)鏈布局建設(shè)。二是終端應(yīng)用示范集群，依托扶持政策、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和應(yīng)用場景等優(yōu)勢，以拓展交通、化工、建筑、能源等豐富應(yīng)用場景為抓手，構(gòu)建良好的氫能發(fā)展產(chǎn)業(yè)生態(tài)。三是技術(shù)裝備創(chuàng)新集群，依托資本、人才和技術(shù)等創(chuàng)新要素集聚優(yōu)勢，以全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備研發(fā)突破為重點，建立健全產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備體系，支撐供應(yīng)鏈與示范應(yīng)用，提高建設(shè)水平。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群推動了區(qū)域發(fā)展，可再生能源制氫項目加速推進(jìn)，西北、華北地區(qū)引領(lǐng)大型可再生氫基地示范工程規(guī)劃建設(shè)，氫能關(guān)鍵技術(shù)持續(xù)迭代，裝備制造成本進(jìn)一步下探，部分制氫技術(shù)路線達(dá)到國際先進(jìn)水平，電解槽出貨量大幅增長，可再生能源制氫規(guī)模呈快速擴(kuò)大趨勢，在制氫、加氫基礎(chǔ)設(shè)施和氫能商用車示范應(yīng)用方面走在全球前列。

中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會常務(wù)副主任、中國工程院院士干勇透露，截至目前，我國已規(guī)劃和建設(shè)超過350個可再生能源制氫項目。他說：“堿性電解槽的產(chǎn)能已位居全球第一，質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)也在快速突破，35兆帕制冷快速加氫機(jī)和70兆帕加氫站的技術(shù)實現(xiàn)了自主國產(chǎn)化。200千瓦以上的燃料電池電堆已逐步投放市場。”

我國氫能由關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)逐步轉(zhuǎn)向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，呈現(xiàn)出以下特點：一是綠色發(fā)展，可再生能源制氫規(guī)模快速擴(kuò)大；二是創(chuàng)新發(fā)展，全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)快速進(jìn)步，自主化水平大幅提高；三是協(xié)同發(fā)展，燃料電池重卡、叉車、機(jī)車在港口、礦山、軌道交通等多場景實現(xiàn)應(yīng)用，氫儲能、燃料電池?zé)犭娐?lián)供、綠氫煉化等領(lǐng)域應(yīng)用加速示范。

干勇表示：“氫能是一個年輕并充滿無限想象的戰(zhàn)略性朝陽產(chǎn)業(yè)，需扎實做好自主創(chuàng)新，循序漸進(jìn)推進(jìn)試點示范和規(guī)?；瘧?yīng)用，力爭實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主化和產(chǎn)業(yè)鏈自控，掌握國際氫能話語權(quán)，這需要業(yè)界形成合力、持續(xù)努力。”

氫電協(xié)同,為新型能源系統(tǒng)提供有力支撐

構(gòu)建多元化清潔能源供應(yīng)體系，是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的根本措施，加快推動氫電耦合發(fā)展協(xié)同發(fā)展是重要舉措。

氫有能源和資源的雙重屬性，是各類能源的橋梁和紐帶。綠電和綠氫是二次能源的最佳選擇，氫電耦合可以降低或平衡隨機(jī)性、波動性對電力系統(tǒng)的影響，可以消納新能源。與抽水蓄能或其他儲能方式相比，氫電耦合最大的特點就是能夠長時間、大容量、跨季節(jié)儲存。

未來氫電耦合發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力，首先是區(qū)域能源資源稟賦導(dǎo)致靈活性需求差異明顯；其次是離網(wǎng)—并網(wǎng)型新能源開發(fā)模式逐漸成為挖掘新能源規(guī)模化開發(fā)潛力的重要手段，“沙戈荒”“深遠(yuǎn)海”等場景成為高質(zhì)量發(fā)展重要抓手。“能源區(qū)域綜合化”和“源網(wǎng)荷儲一體化”發(fā)展趨勢明顯，進(jìn)一步強(qiáng)化了區(qū)域氫電耦合需求，需要更好地提升氫電耦合的綜合效益。

氫電耦合應(yīng)用的典型場景是新能源大基地“沙戈荒”，通過“發(fā)電上網(wǎng)+離網(wǎng)制氫”耦合化，在滿足項目收益率要求的基礎(chǔ)上，將上網(wǎng)部分獲得收益用來補(bǔ)貼制氫端，是近期支撐綠氫成本下降和規(guī)?？焖贁U(kuò)大的重要解決方案。大規(guī)模開發(fā)對制氫電解槽的靈活性及堿性電解和質(zhì)子交換膜電解的聯(lián)合控制技術(shù)提出更高要求，重點研發(fā)任務(wù)是寬范圍、高效率、低能耗堿性電解水制氫，大規(guī)模、低成本、長壽命質(zhì)子交換膜制氫技術(shù)，以及兩者耦合的綜合控制技術(shù)。燃?xì)廨啓C(jī)可作為靈活電源，我國目前使用的都是天然氣燃?xì)廨啓C(jī)，由于天然氣資源缺乏，用摻氫或純氫燃燒，有一樣的調(diào)節(jié)電網(wǎng)的能力，能增強(qiáng)電網(wǎng)的供電安全性。

我國深遠(yuǎn)海區(qū)域風(fēng)能資源豐富、開發(fā)潛力大，是海上風(fēng)電未來發(fā)展的主陣地，但開發(fā)面臨低成本、大容量、遠(yuǎn)距離輸電等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。依托可再生能源制氫技術(shù)實現(xiàn)深遠(yuǎn)海區(qū)域就地發(fā)電制氫（氨）后送至岸上，或直接進(jìn)行氫基能源的跨國貿(mào)易，可高效支撐深遠(yuǎn)海能源基地建設(shè)。

此外，推動氫能與工業(yè)耦合應(yīng)用，將綠氫作為“原料或還原劑”替代煤炭，可使煤炭回歸燃料定位，提高終端能源靈活性，引導(dǎo)工業(yè)產(chǎn)業(yè)布局再集聚。以氫能打造可再生能源—電力系統(tǒng)+氫能網(wǎng)絡(luò)—工業(yè)產(chǎn)線的能源循環(huán)，將提高我國能源大系統(tǒng)的綜合利用小時數(shù)和利用效率，降低整體能源應(yīng)用成本。

中國工程院院士黃其勵認(rèn)為，氫電耦合作為新能源發(fā)展的重要支撐，未來有望打造新型能源依賴關(guān)系，持續(xù)推動能源系統(tǒng)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型。為進(jìn)一步加快氫電耦合發(fā)展，他建議加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、協(xié)同創(chuàng)新、示范先行、完善標(biāo)準(zhǔn)。聚焦產(chǎn)業(yè)鏈重點環(huán)節(jié)加大氫電耦合關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度，設(shè)立并實施一批前瞻性、戰(zhàn)略性的重大科技專項，穩(wěn)步增加氫電耦合領(lǐng)域科技研發(fā)投入強(qiáng)度；骨干企業(yè)加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新打造綠色氫能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，開展覆蓋基礎(chǔ)材料、零部件、系統(tǒng)裝備等全產(chǎn)業(yè)鏈合作，共同發(fā)力引導(dǎo)市場進(jìn)步；積極發(fā)揮地區(qū)資源優(yōu)勢，打造規(guī)模化、低成本可再生氫大基地，推動“源網(wǎng)荷儲”“風(fēng)光氫儲一體化”項目，支撐風(fēng)光資源消納和先進(jìn)技術(shù)先行先試；積極參加國際氫能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂，梳理中國氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系缺口，加快推動制定面向氫電耦合場景的綠色氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。

推進(jìn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化，是擴(kuò)大氫能應(yīng)用的突破口

2022年，依托“燃料電池汽車示范城市群”等重大示范項目，我國燃料電池汽車加速推廣，逐步實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)突破，構(gòu)建了完整產(chǎn)業(yè)鏈，新增燃料電池汽車3367輛，保有量突破萬輛，達(dá)到12682輛，比上年增長36%；建成加氫站358座，比上年增長40%；累計建設(shè)運(yùn)營燃料電池發(fā)電與熱電聯(lián)產(chǎn)項目57個，總規(guī)模超過12兆瓦。

燃料電池車?yán)密囕d燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為行駛動力，與傳統(tǒng)的燃油車相比，具有零排放、高能量利用率、快速加注、長續(xù)航里程等優(yōu)點，有望成為解決能源和環(huán)境問題的重要方案。但燃料電池汽車發(fā)動機(jī)比較貴，導(dǎo)致整車售價是燃油車的兩倍多。

我國出臺了“燃料電池汽車示范城市群”計劃，每個示范城市群至少示范1000輛車，單車行程大于3萬公里，建成加氫站15座。國家“以獎代補(bǔ)”，推進(jìn)燃料電池汽車的普及。

中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會委員、中國工程院院士衣寶廉指出，燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化是氫能應(yīng)用的突破口，應(yīng)堅持自主創(chuàng)新，突破“卡脖子”技術(shù)，實現(xiàn)關(guān)鍵材料與部件的批量生產(chǎn)，降低燃料電池汽車、加氫站建設(shè)和氫源成本，推動燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化。

他建議推進(jìn)燃料電池關(guān)鍵材料及部件國產(chǎn)化，提高電堆的比功率及電流密度，降低電堆成本和鉑載量，將燃料電池汽車成本降至鋰離子電動車水平；大力發(fā)展可再生能源制氫，采用天然氣或純氫管網(wǎng)輸氫，加氫站加氫成本降至30元/千克以下，燃料電池汽車運(yùn)營成本可與燃油車競爭；推進(jìn)高壓儲氫瓶、加氫機(jī)等國產(chǎn)化和批量生產(chǎn)，加快油氫電合建站建設(shè)，大幅降低加氫站建設(shè)成本，并同步推進(jìn)燃料電池乘用車示范。

衣寶廉表示：“到2025年，如果既把電流密度提高了，又實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，電堆的費(fèi)用就可以降至500元/千瓦以下，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的成本就可以降至1000元/千瓦以下，進(jìn)而實現(xiàn)將燃料電池車的成本降至鋰離子電池車成本的水平。”

新疆庫車綠氫示范項目制氫廠。胡慶明 攝

為繁榮氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)、挖掘氫能產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)項目、助推創(chuàng)新成果優(yōu)化完善和迭代升級，由中國氫能聯(lián)盟、國家能源集團(tuán)聯(lián)合浙江嘉興市人民政府主辦的2023中國（嘉興）氫能產(chǎn)業(yè)大會暨2023氫能專精特新創(chuàng)業(yè)大賽決賽前不久開賽，150余家來自全國各地的氫能企業(yè)經(jīng)過激烈角逐，企業(yè)30強(qiáng)和項目15強(qiáng)年度榜單最終揭榜，榜單覆蓋“制儲運(yùn)加用”整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈。中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會常務(wù)副主任、中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇，中國工程院院士黃其勵，中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會委員、中國工程院院士衣寶廉分別作了主旨演講。

我國氫能規(guī)劃演進(jìn)示意圖

“十五”時期

“三縱三橫”布局

●以燃料電池汽車、混合動力電動汽車、純電動汽車三種車型為“三縱”

●以多能源動力總成、電動汽車驅(qū)動電機(jī)、電動汽車動力電池三種共性技術(shù)為“三橫”

“十一五”時期

氫能與燃料電池技術(shù)列入超前部署前沿技術(shù)

“十二五”時期

燃料電池汽車納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

“十三五”時期

系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化

“十四五”時期

強(qiáng)調(diào)燃料電池汽車的示范應(yīng)用，實施“以獎代補(bǔ)”

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021~2035年）

資料來源：中國氫能聯(lián)盟研究院