氫能“頂層設計”出爐，未來能源體系將如何構建？

*【環球網科技報道 記者 鄭湘琪 秦耳】*近期，氫能產業的發展步入聚光燈下，引發廣泛關注。3月23日，國家發展改革委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》（以下簡稱《規劃》）。作為我國首個氫能產業的中長期規劃，《規劃》對氫能產業的發展做出頂層設計和積極部署。

隨後，工信部、國家發展改革委等六部委聯合發佈《關於“十四五”推動石化化工行業高質量發展的指導意見》(以下簡稱《意見》)。《意見》提出，加快突破“綠氫”規模化應用等關鍵技術，鼓勵石化化工企業因地制宜、合理有序開發利用“綠氫”，推進煉化、煤化工與“綠電”、“綠氫”等產業耦合示範。

關於《規劃》的出台，包括學界、市場以及新能源產業上下游都對該規劃進行了深入的解讀與分析。對於《規劃》帶來的影響，業內有觀點認為，氫能產業《規劃》的出台，代表了我國將對“新能源”領域所有技術路線全面下注，通過市場和政策的雙重推動，助力我國能源市場多元化運行，確保氫能發展成為未來國家能源體系的重要組成部分。

另外，也有觀點認為，雖然《規劃》的出台為氫能產業帶來了推動，但在發展的過程中還需要謹慎對待產業發展面臨的挑戰。以日本為例，日本早在十幾年前就在氫能領域注重發展，如今在氫能領域相關科技研發以及產業化實踐中，均處於產業的頭部並擁有大量技術積累。但就目前發展結果來看，氫能產業在日本國內一直沒能達到產業化的程度，曾經在氫能源汽車領域下以“重注”的日本車企，如今在豐田的帶動下也紛紛“all in”純電動汽車。

翻看氫能產業發展的相關討論，討論的焦點集中在作為未來國家能源體系的重要組成部分，如何讓氫能真正成為用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體；作為戰略性新興產業和未來產業重點發展方向，氫能如何真正實現產業化發展。這些討論也成為產業聚焦點。

目前，我國的氫能產業發展情況如何？相關頂層設計對氫能產業的高質量發展產生哪些指導作用？為實現《規劃》的發展目標，行業又將如何佈局？針對上述問題，記者與行業相關人士進行交流。

氫能產業發展迎來新機遇

據國家發改委方面介紹，氫能與電能類似，是常見的二次能源，需要通過一次能源轉化獲得；不同之處在於，氫能的能量密度高、儲存方式簡單，是大規模、長週期儲能的理想選擇，為可再生能源規模化消納提供瞭解決方案。隨着燃料電池等氫能利用技術逐漸成熟，氫能-熱能-電能將實現靈活轉化、耦合發展。

作為一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，氫能正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。此次《規劃》明確，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，氫能產業是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。

作為世界上最大的制氫國，我國年制氫產量約3300萬噸，其中達到工業氫氣質量標準的約1200萬噸。國內氫能產業呈現積極發展態勢，已初步掌握氫能製備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝，在部分區域實現燃料電池汽車小規模示範應用。全產業鏈規模以上工業企業超過300家，集中分佈在長三角、粵港澳大灣區、京津冀等區域。

對此，中集安瑞科副總經理、中集氫能（氫能業務中心）總經理楊葆英表示，“前期行業健康穩健的發展已經為氫能從產業到市場奠定了良好的發展基礎，《規劃》的出台將明確氫能在我國國家能源體系中的重要地位，指明瞭氫能產業是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。可以説，在歷經十年的發展積累後，氫能產業將迎來政策性利好帶來的全新發展機遇。”

江蘇清能新能源技術股份有限公司總經理張弛進一步表示，作為氫能頂層設計的里程碑，《規劃》從國家的角度明確了氫能產業的定位。“具體而言，在上游氫源方面，《規劃》明確了我國氫氣製備的規劃和方向，嚴控化石能源，鼓勵綠氫。在下游應用端，《規劃》也明確了2025年的具體目標，為行業發展指明瞭努力的方向。同時，《規劃》反覆強調安全問題，把亟需解決的管理歸口問題提上日程，對今後的體制創新和制度創新提出了要求。”

事實上，在上游氫源方面，我國現有氫氣供應體系以化石能源制氫為主。全國政協常委、中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高曾表示，“如果基於化石能源制氫，存在能量利用效率低、二氧化碳排放高等問題，屢遭質疑。可再生能源制氫是堅持綠色低碳發展道路的必然選擇。”

為確保氫能產業向綠色低碳方向更好發展，《規劃》也明確提出，構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發展可再生能源制氫，嚴格控制化石能源制氫。加快提高可再生能源制氫轉化效率和單台裝置制氫規模，突破氫能基礎設施環節關鍵核心技術。

同時，《規劃》對可再生能源制氫量設定了發展目標，到2025年，可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費的重要組成部分，實現二氧化碳減排100-200萬噸/年。到 2035 年，可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升，對能源綠色轉型發展起到重要支撐作用。

國家能源局方面表示，我國可再生能源發電裝機規模全球第一，在清潔低碳的氫能供給上具有巨大潛力，這也是《規劃》明確鼓勵支持的方向。下一步，國家能源局將會同相關部門，按照規劃的有關部署，鼓勵在風光水電資源豐富地區，開展可再生能源制氫示範，相信未來可再生能源制氫在終端能源消費中的比重會不斷提升，為碳達峯、碳中和目標的實現提供有力支撐。

“雖然將真正零排放的綠氫實現產業化，還存在一定距離，但是產業的技術發展還在不斷推進。目前，氫能產業正在通過工業廢氣制氫、天然氣制氫等多種方式實現在降低二氧化碳的同時製成氫氣。這種藍氫的製成相較於灰氫已有十足的進步。”楊葆英表示，整個產業還處在發展階段，需要大家在給予它期待的同時，給予它發展的時間。

氫能應用圖景初顯

值得一提的是，在應用場景方面，《規劃》明確，氫能是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。氫能具有清潔低碳屬性和跨界應用潛力，應因地制宜引導多元應用，推動交通、工業等用能終端的能源消費轉型和高耗能、高排放行業綠色發展，減少温室氣體排放。

楊葆英表示，“從目前氫能的應用情況來看，除了氫燃料電池在汽車交通領域的應用，由於氫元素本身的化學特性，氫也被當作儲能的重要方向，用於提升新型電力系統的靈活調節能力。除此之外，氫能在冶金、供暖、分佈式能源應用等方向都有廣泛用途。”

以交通領域為例，張弛表示，我國車用氫燃料電池研發經過了四個“五年計劃”的積累，基本建立了具有自主知識產權的車用燃料電池技術平台，並展開了包括公交、卡車、客車、專用車等在內的多層次示範運營。另外，在分佈式電源領域，氫燃料電池近年來也受到越來越多的關注，目前已有不少的質子交換膜燃料電池技術成功應用在中小型的分佈式電站領域。

對於氫能在交通領域未來的發展，國家能源局方面強調，應有序推進交通領域示範應用，重點推進氫燃料電池中重型車輛應用，有序拓展氫燃料電池大巴/卡車等新能源客貨車輛的市場應用空間，探索氫燃料電池在船舶/航空器等領域的示範應用，不斷擴大交通領域氫能應用市場規模。

中汽協發佈的數據顯示，2021年我國燃料電池汽車市場產銷分別完成1777輛和1586輛。根據《規劃》，到2025年，我國燃料電池車輛保有量將達到5萬輛。對此，張弛認為，氫燃料電池汽車示範城市羣的落地將對燃料電池汽車的保有量增長起到推動作用。

2022年年初，國家第二批燃料電池汽車示範應用城市羣獲批。河南、河北示範城市羣加入後，氫燃料電池汽車示範城市羣“3＋2”的格局形成。而作為首批示範城市羣的京滬粵三個城市羣，已經率先展開氫燃料電池汽車的示範應用。

截至2021年底，京滬粵三大示範城市羣相繼官宣啓動，面向礦石鋼材運輸、建築材料運輸、整車物流等超過18個應用場景，累計計劃推廣燃料電池車輛超2萬輛，建設加氫站超過306座。

“根據各個示範城市羣公佈的車輛推廣目標，到2025年，5大示範城市羣累計將推廣33000輛燃料電池車。除此之外，第二批、第三批示範城市羣或者示範羣外的不少省市也利用自身的資源稟賦，大力推廣燃料電池車，包括湖北、四川及山東等。因此，到2025年，燃料電池車的保有量可以達到甚至會超過5萬輛。”張弛説。

張弛進一步表示，“從燃料電池整車及核心零部件的角度，要實現5萬輛的目標，企業需要加快技術的升級迭代，開拓更多終端應用場景，積極探索產業商業化的模式；資本方面，企業在自有產業基礎和財力的基礎上，也要大力引進社會資本，加大研發的力度，控制從核心零部件到整車的成本。”

除了移動式燃料電池的應用之外，固定式燃料電池的應用也有着舉足輕重的意義。“縱觀全球，大多數目光聚焦在電解水制氫、氫燃料電池公交車及重卡上。許多示範項目側重於在船舶、火車、飛機、叉車等交通工具用氫的移動式解決方案。然而，還有數百個其他技術或使用場景的示範。”貴州氫能效率能源科技有限公司聯席CEO杜奕樊（Stephan Duch）表示。

杜奕樊説，“作為專注於固定式燃料電池系統研發和生產的中德合資企業，氫能效率相信固定式燃料電池系統將是未來新型能源系統中的重要組成部分。清潔高效的氫氣通過固定式燃料電池系統，直接向用户提供電能和熱能。其中，分佈式佈設在酒店、醫院、社區、數據中心以及加氫站等場景，通過集中式控制的方式打造虛擬電廠並區域化供熱；而集中式佈設的固定式燃料電池系統更可作為新型電力系統的組成，配合電網調峯，實現‘雙碳’目標。”

加強氫能產業國際合作

雖然我國已成為世界上最大的制氫國，氫能產業呈現積極發展態勢，但《規劃》也提出，總體看，我國氫能產業仍處於發展初期，相較於國際先進水平，仍存在產業創新能力不強、技術裝備水平不高，支撐產業發展的基礎性制度滯後，產業發展形態和發展路徑尚需進一步探索等問題和挑戰。

對此，國家發改委方面表示，必須堅持創新發展道路，加大對科技創新和產業創新的支持力度，不斷突破關鍵核心技術並在市場應用中迭代升級，才能夠實現從“跟跑”到“並跑”乃至“領跑”的轉換，從而保持產業鏈供應鏈安全穩定。

同時，《規劃》也強調，鼓勵開展氫能科學和技術國際聯合研發，推動氫能全產業鏈關鍵核心技術、材料和裝備創新合作，積極構建國際氫能創新鏈、產業鏈。堅持共商共建共享原則，探索與共建“一帶一路”國家開展氫能貿易、基礎設施建設、產品開發等合作。加強與氫能技術領先的國家和地區開展項目合作，共同開拓第三方國際市場。

楊葆英表示，“以日本為例，日本作為氫能產業發展較為深入的國家，它在制氫、儲氫方面的技術如質子交換膜燃料電池技術、光解水制氫催化劑等等，都擁有較強的技術積累，這方面可供我國氫能產業學習借鑑。”

但楊葆英也提到，我國產業界需要謹慎對待產業發展面臨的挑戰。“日本氫能產業產業化面臨的複雜環境是日本氫能產業發展受阻的主要原因，這一方面與國內氫能產業發展環境有本質不同。”

楊葆英認為，日本氫能產業是建立在“對外出口”這個前提下發展的，面對複雜的全球市場形勢，一旦出口受阻，日本的氫能源產業發展也必然受到影響。以氫能汽車為例，日企在相關方面投入大量成本，希望押對新能源汽車的發展方向，但從現在的結果來看，全球市場選擇了“純電動”這條發展路線，日本的氫燃料汽車也就此擱置。

同時，在氫能產業全球化合作的過程中，國際標準化也愈發重要。《規劃》強調，積極參與國際氫能標準化活動。對此，杜奕樊表示，“氫能標準應儘可能地接軌國際，氫能在多場景的應用需要標準體系支撐，如輸氫管道、天然氣管網摻氫等標準。”

除此之外，杜奕樊認為，燃料電池應用、發電系統設計、建設及驗收標準等形成統一體系，有利於國際氫能產業在技術及產品一體化協同合作，同時也可加速場景應用及產品在“雙循環”新發展格局中發揮優勢。依託相對統一的標準，氫能裝備將能銷往不同的國家，迅速達到商業化。但總的來説，目前氫能標準化在燃料電池汽車領域已經取得很好的成果。

在張弛看來，“充分參與全球化的合作和競爭，能使國產的品牌更快接受市場的檢驗，同時在產品的開發上能做到與國際接軌，進一步提升產品的競爭力。”

中國氫能聯盟曾預計，到2025年，我國氫能產業產值將達到1萬億元；到2050年，氫能在我國終端能源體系中佔比將超過10%，產業鏈年產值達到12萬億元。

“未來，氫能源產業可以隨着全國統一大市場的建立，做到相關基礎設施科學、有效地推進建設，上下游需求實現有效流通，助力實現碳達峯、碳中和目標，構建低碳、安全高效的能源體系。”楊葆英表示。