氫能產業發展現狀與前景展望

氫能作為推動全球能源轉型的一種可行技術路線，逐漸成為世界能源領域的熱點話題，我國也在國民經濟和社會發展計劃的主要任務中，提出要制定國家氫能產業發展戰略規劃。

全球氫能產業處于快速發展前期，未來全球氫能產業將迎來快速發展的重大機遇。

• 氫能概述

氫氣的屬性有兩個。一個是化學屬性，氫氣作為化工原料得到廣泛應用，如用于煉油、煤炭深加工、合成甲醇、合成氨等。二是能源屬性，氫氣具有熱值高（單位質量的熱值約為煤炭的4倍、汽油的3.1倍、天然氣的2.6倍）、終端利用無污染、便于大規模存儲、可與多種能源便捷轉換等優點、被國際能源署譽為“未來能源構架的核心"、可應用于動力、電力、家庭用能等多個領域。隨著化石能源資源緊缺、氣候變暖等問題加劇，以及氫能產業各環節的日漸成熟，氫能利用將越來越廣泛。

• 氫能發展現狀

• (一)制氫

制氫環節主要包括電解水制氫、煤制氫、天然氣制氫、生物質制氫、光解制氫、熱化學制氫、工業副產氫等方式。

(二)儲氫

根據狀態，儲氫可分為高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、有機液態儲氫、固態儲氫。

• 運氫

運氫主要方式包括氣氫拖車、液氫槽車、管道運輸。

• 用氫

目前我國生產氫氣95%作為化工業的原材料應用于傳統工業領域，其余5%用于以氫燃料電池為核心的能源網絡。其中，氫能主要有動力、電力、家庭三個應用方向。

1.動力領域應用現狀

動力方面，氫氣可用于汽車、飛機、輪船、火箭等領域，其中目前最主要、前景廣闊的應用場景是氫燃料電池車。氫能汽車包括氫燃料內燃機車、氫燃料電池車兩種。

2.電力領域應用現狀

與其他儲能技術相比，氫儲能主要優勢是環保性能好，但其投資成本遠超抽水蓄能、電化學儲能、壓縮空氣儲能，且響應速度慢、效率低，如果制氫電價為0.1元/kWh，則氫儲能能源成本將下降到0.5元/kWh左右，低于電化學儲能能源成本。

3.家庭領域應用現狀

主要用途是家用燃料電池熱電聯供系統。該方面外國企業技術優勢明顯，國內企業技術水平尚不具備商業化條件。

4.國內氫燃料電池現狀

氫能應用的核心技術和產品是氫燃料電池。國內氫燃料電池與水平還存在一定差距，主要表現為使用壽命較短，車用氫燃料電池壽命一般為2000~3000小時，水平可達到5000小時，另外氫燃料電池關鍵零部件質子交換膜目前僅有美國、日本、德國等發達國家具備商業化供應能力，催化劑等核心材料也主要依賴進口。

• 初步認識

一是氫氣能量密度高，環保性能好，是能源低碳轉型的重要方向。

二是國內氫能產業取得了一些突破，但仍有大量關鍵技術、零部件依賴國外。

三是全球范圍內正掀起氫能產業發展熱潮，將極大推動氫能產業發展

四是國內傳統石化能源企業紛紛布局氫能業務。

五是氫能尚不具備應用于儲能領域的條件。

• 氫能發展潛力

21世紀初以來，受全球氣候變化和環境問題影響，節能減排和能源清潔化步伐加快，氫能在能源轉型中的潛力再次獲得人們關注。氫能是理想的清潔二次能源，用可再生能源制氫，用儲氫材料儲氫，用氫燃料電池發電，將構成可持續利用的氫能系統，成為可再生能源之外實現“深度脫碳"的重要路徑。

近年來，氫能作為潛在新興能源，逐步進入中央和地方政府中長期規劃視野。在《中國制造2025》《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》《“一三五"國家戰略性新興產業發展規劃》等多個國家規劃中，明確提出將“氫能與燃料電池"作為戰略重點。

盡管我國氫能產業發展已經具備一定基礎，但是要破解我國能源發展難題，發揮氫能在我國能源轉型中的巨大潛力，還有不少現實問題和挑戰亟待解決。

第一是公眾認知問題。氫氣的化學性質活潑，長期以來，我國一直將氫氣作為危化品進行管理，應用領域局限在化學品，未將氫能作為能源管理，公眾認知水平較低。

第二是頂層設計問題。不論是從氫能的生產、儲運，還是技術要求等環節，目前國家對于氫能的支持僅出現于新能源發展等政策中，還沒有專門的氫能政策，尚未制定專門的氫能產業發展規劃，也沒有出臺能夠提振市場預期的發展路線圖，上下游產業不協調問題較為突出，氫能產業長期可持續發展將受到嚴重制約。

第三是技術裝備問題。燃料電池等氫能裝備關鍵零部件較多、系統較復雜，用材特殊、制作工藝繁瑣，但我國相關核心技術和設備自主化程度不足，核心零部件和關鍵材料尚依賴進口。氫由化學品轉為能源，在生產、儲運、終端設施以及應用領域產品開發等全產業鏈上都需要有創新型技術作為長期支撐。

第四是基礎設施問題。氫能基礎設施尤其是加氫站的建設布局，在很大程度上限制了氫能經濟的規模化，制約了氫能汽車的市場發展。截至目前，我國加氫站僅有寥寥數十座，分布到有關省市更是很少，加氫站建設主體眾多，缺乏國家統籌和政策配套措施。加氫站及相關基礎設施的布局能否快速啟動，其實又取決于氫成本的下降速度以及加氫站運營過程中政府的補貼力度。

第五是發展成本問題。氫氣需要二次制取，運氫、儲氫、加氫各環節成本較高，引發人們對氫能經濟性的質疑。現階段氫能成本高，是技術原因，更是應用規模有限所致，國際能源署、國際氫能委員會、彭博新能源財經等機構的研究均表明，產業規模化是降低氫能成本的關鍵。

我國是較大能源生產國和消費國，能源生產和消費結構均以化石能源為主，應對氣候變化、保護生態環境面臨巨大壓力和挑戰，氫能巨大發展潛力為破解我國能源發展難題提供了新的可能性。鑒于氫能技術要求高、產業鏈復雜、投資需求大，需要政府、企業和行業組織等多方協同發力，搶占未來氫能經濟發展先機。未來還需多方協同發力。