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中国氢能产业现状与未来
- 发布时间：2022-11-30 17:41
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中国氢能产业现状与未来
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中国氢能产业现状与未来
一、氢能产业已经初具雏形
（一）氢气产能不断提高
根据中国煤炭工业协会数据，2021年我国氢气产能约4000万吨/年，产量3300万吨，产量同比增长32%，达到工业氢气质量标准的约1200万吨，我国已经成为世界第一产氢大国。目前，我国主要以煤制氢、工业副产氢为主，煤制氢技术成熟，制氢工艺体系和产业链条相对完整，各制氢技术占比分别为：煤制氢63.6%，天然气制氢13.8%，工业副产制氢21.2%，电解水1% 。
（二）氢能储运多点突破
高压气态储运技术是目前我国最为广泛的氢能储运方式，其技术相对成熟、基础设施依赖度较小。管道输氢可实现大规模、常态化、低成本的氢气长途运输，是未来氢气储运体系的重要组成部分。液氢存储和固态储氢基本无需压力容器，运输便捷，处于示范阶段，是未来实现大规模氢能储运的方向。预计到2025年，液态储运和管道储运的方式得到进一步发展。
（三）加氢网络逐步形成
据国家能源局数据，截至2022年6月，全国已建成加氢站超270座，加氢站数量位居世界第一。从省市分布看，广东建成的加氢站最多，累计达到30座，山东11座排在第二位，上海10座，位居第三。
（四）氢能应用场景广泛
氢气作为一种工业原料可广泛应用于石油、化工、冶金等领域，预计到2060年，我国氢能需求预计达1.3亿吨，其中工业需求占比约60%，交通运输领域达到31%。
交通领域：氢燃料电池汽车市场进入商业化初期。燃料电池汽车示范应用城市群初步形成“3+2”格局。示范期内推广燃料电池汽车总量超过37000辆。氢燃料电池汽车产销逐年上升，市场进入商业化初期。中国汽车工业协会的数据显示，截至2021年底，我国氢燃料电池汽车年销量1586辆，保有量8938辆。预计到2030、2060年，氢燃料电池车年销量将分别达到29万辆、200万辆。
工业领域：氢能冶金、绿氢化工项目加速落地。氢能冶金——目前，氢能在钢铁领域的应用主要是在富氢高炉冶炼、氢基直接还原、富氢熔融还原以及富氢烧结等方向。绿氢化工——氢能主要应用在合成化学品、加氢炼化和合成燃料等方面，在这些领域实现绿氢对灰氢的替代可大幅降低化工行业碳排放。
建筑领域：“氢进万家”探索社区氢能应用新模式。氢能在建筑领域的应用与传统能源相类似，主要探索应用于空间供暖、制冷、烹饪和备用能源等。应用方式主要包括燃料电池热电联产/热电联供和天然气管道掺氢。鉴于氢能制取、储存、运输尚未实现规模化，氢能在建筑领域暂无明显优势。
（五）产业集聚效应初显
目前我国氢能产业逐步形成“东西南北中”五大发展区域，并逐渐辐射到周边地区。分别是东部早期燃料电池车研发与示范区域、西部可再生能源制氢和燃料电池电堆研发区域、南部燃料电池车大规模示范和加氢网络规划成熟区域、北部燃料电池电堆和关键零部件研发区域和中部燃料电池零部件研发和客车大规模示范区域。
（六）大型央企陆续入局
大型央企的陆续入局给氢能产业走向成熟提供了重要支撑。据不完全统计，目前超过三分之一的央企发挥各自产业优势，已经在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局，并取得了一批技术研发和示范应用的成果。在氢能产业链上游，2022年上半年，中石化、中石油、中海油、国家电投等央企国内落地的制氢项目已有18个。在氢能产业链中游，国家电投、东方电气等央企则侧重于研发氢燃料电池及其核心部件，突破了核心技术。在氢能产业链下游，东风集团、一汽集团和中国中车等在燃料电池汽车方面进行了深度布局。
二、政策支持产业发展提速
（一）顶层设计持续推进
2019年，氢能首次被写入政府工作报告。2020年9月，财政部、工业和信息化部等五部门联合开展燃料电池汽车示范应用。2020年4月能源局发布《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》，氢气能源属性正在明确。2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》首次把氢能产业写入“五年规划”。2021年10月，中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，统筹推进氢能“制-储-输-用”全链条发展。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
（二）政策体系逐渐建立
据不完全统计，2006年至今，我国发布国家层面氢能相关政策80余项。从整体上来看，我国氢能政策主要可以分为起步阶段、推广阶段和快速发展阶段三个阶段，各阶段的产业政策及主要特点是：起步阶段（2006-2015年），氢能产业政策主要侧重于以氢燃料电池等前沿技术的研发；推广阶段（2016-2018年），氢能产业政策从燃料电池延申到制储运用全产业链研发；快速发展阶段（2019年至今），明确将氢能纳入我国能源战略体系，列为前沿科技和产业变革重要领域，稳步推进氢能多元化示范应用。
（三）区域政策密集落地
目前，全国已有30个省（市、自治区）均把氢能写入“十四五”发展规划中，北京、上海、内蒙古、天津、河南等十多个省（市、自治区）发布氢能源相关专项规划。值得一提的是，北京、上海、内蒙古和山东等四个省（市、自治区）明确提出“2025年氢能产值千亿”的目标。此外，保定、濮阳、宁波、嘉兴等多个地级市也陆续发布了近百余项个氢能产业专项发展规划。
（四）标准规范产业发展
2020年，全国氢能标委会基于氢能技术进展和产业需求，系统构建了氢能全产业链标准体系，包括：基础与通用、氢安全、氢制备、氢储存、氢输运、氢加注、氢能应用等七个子体系，全面梳理国内外氢能标准进展，编制了标准体系表，为全面推动氢能标准化工作提供指导。根据国家标准全文公开系统统计，截止目前，我国氢能领域已发布相关标准101项，基本涵盖制、储、运、加、用全产业链。
三、氢能产业发展前景光明
在政策助力、企业投入加大、产需逐步形成合力的推动下，我国氢能产业发展前景光明。
（一）氢能需求将持续增长
根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》估算，2030年我国氢气年需求量将达3715万吨，在终端能源消费中占比约5%；2050年，氢气年需求量将达6000万吨，氢能在中国终端能源体系中的占比将达到10%，产值将达到1万亿元，氢能成为终端能源体系的消费主体；2060年增加至1.3亿吨左右，可再生能源制氢占比70%，终端能源消费占比为20%。
（二）可再生能源制氢规模化发展
我国可再生能源装机居全球第一，我国电解水制氢能力每年可达到9亿立方米，制氢成本降至25元/kg。随着可再生能源大规模推广，制氢成本有望持续下降。预计到2025年，可再生能源制氢成本将在目前的水平上降低35-50%，2050年，降幅可达60%。
（三）多元化示范应用场景不断拓展
未来随着更多氢能投资项目落地，产业协同效应将逐步凸显，氢能将在交通、储能、工业等领域实现多元应用。
四、产业发展依然面临挑战
一是政策体系仍需完善，协调合作机制亟需明确。氢能产业化发展政策保障体系与实施路线图仍需进一步探索。与此同时，我国氢能产业尚未全面建立产业垂直管理与监管体系，多部门多领域协调合作机制尚不完善。
二是氢能供应链不完备，商业化应用仍存在差距。首先是氢气资源分布与氢燃料电池汽车示范分布不匹配。其次是氢能运输效率较低。再次是加氢站总体数量较少，建设运营成本偏高，建设和运营经验不完善。
三是产业创新能力不强，关键制备工艺亟需提升。氢能产业关键零部件主要依靠进口，燃料电池的关键材料包括催化剂、质子交换膜以及炭纸等材料大都采用进口材料；关键组件制备工艺亟需提升，膜电极、双极板、空压机、氢循环泵等和国外先进水平存在较大差距。
四是氢能成本居高不下，绿氢发展存在多重障碍。从制氢环节看，现有制氢技术经济性和环保风险依然存在；从储氢环节看，储氢密度、安全性和储氢成本之间的平衡关系尚未解决，离大规模商业化应用还有距离；从用氢环节看，建设加氢站、输氢管道所需关键零部件没有量产的成熟产品，建设成本过高。绿氢项目在落地过程中仍面临技术、成本、基础设施及政策保障等方面的阻碍。
五是氢能建设跟风冒进，各地区间产业协同欠佳。地方把氢能产业作为重要的新动能培育，竞争加剧之势，缺少氢能产业链上、中、下游的统筹。地方已建成（或规划）氢能产业园区30余个，规划的燃料电池、车、站数量超出市场容量，存在产能过剩风险。
六是标准体系尚不健全，相关规范亟需尽快制定。各地在氢能发展过程中由于标准的不统一给地方带来了管理归属不统一的问题。涉及氢能相关环节的规划、安全、标准、项目核准等没有明确主管部门。
五、氢能产业发展措施建议
氢能产业发展是一项涉及面广、综合性强的系统工程。笔者认为，国家层面氢能产业政策发展措施如下：
一是继续完善氢能产业顶层设计。从国家层面统筹协调、完善相关政策体系，化解政策瓶颈和法律法规限制。一方面加快出台国家氢能发展“1+N”政策支撑体系，制定详细的氢能产业发展路线图。另一方面明确氢能产业主管部门，建立完善的氢能基础设施审批、建设和验收流程，加强对氢气制取、储运、加注、应用等各个环节的安全监管。
二是持续推动关键核心技术攻关。持续推动氢能关键核心领域技术攻关，助力创新链与产业链协同发展。建立科学长效的产业发展扶持与激励政策，加强产业薄弱环节政策支持和引导，鼓励自主创新，突破核心材料和关键技术瓶颈。
三是鼓励探索氢能多元利用模式。鼓励各地因地制宜探索氢能多场景、高效利用新模式。从国家层面统筹协调各地发展节奏，统筹推进氢能产业多元化示范，形成区域间协同创新，产业互补的发展格局，为我国氢能产业发展积累经验。
四是积极引导氢能标准规范编制。积极引导行业高质量开展标准规范编制，进一步完善我国氢能全产业链标准体系。不断提升国际标准化工作水平，鼓励国内更多技术专家参与国际标准制定，为氢能国际标准发展贡献中国力量。
来源 | 冶金工业信息标准研究院
