氫能產業發展現狀與前景展望

氫能作為(wei) 推動全球能源轉型的一種可行技術路線，逐漸成為(wei) 世界能源領域的熱點話題，我國也在國民經濟和社會(hui) 發展計劃的主要任務中，提出要製定國家氫能產(chan) 業(ye) 發展戰略規劃。

全球氫能產(chan) 業(ye) 處於(yu) 快速發展前期，未來全球氫能產(chan) 業(ye) 將迎來快速發展的重大機遇。

• 氫能概述

氫氣的屬性有兩(liang) 個(ge) 。一個(ge) 是化學屬性，氫氣作為(wei) 化工原料得到廣泛應用，如用於(yu) 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(wei) 煤炭的4倍、汽油的3.1倍、天然氣的2.6倍）、終端利用無汙染、便於(yu) 大規模存儲(chu) 、可與(yu) 多種能源便捷轉換等優(you) 點、被國際能源署譽為(wei) “未來能源構架的核心"、可應用於(yu) 動力、電力、家庭用能等多個(ge) 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(chan) 業(ye) 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)製氫

製氫環節主要包括電解水製氫、煤製氫、天然氣製氫、生物質製氫、光解製氫、熱化學製氫、工業(ye) 副產(chan) 氫等方式。

(二)儲(chu) 氫

根據狀態，儲(chu) 氫可分為(wei) 高壓氣態儲(chu) 氫、低溫液態儲(chu) 氫、有機液態儲(chu) 氫、固態儲(chu) 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(chan) 氫氣95%作為(wei) 化工業(ye) 的原材料應用於(yu) 傳(chuan) 統工業(ye) 領域，其餘(yu) 5%用於(yu) 以氫燃料電池為(wei) 核心的能源網絡。其中，氫能主要有動力、電力、家庭三個(ge) 應用方向。

1.動力領域應用現狀

動力方麵，氫氣可用於(yu) 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(nei) 燃機車、氫燃料電池車兩(liang) 種。

2.電力領域應用現狀

與(yu) 其他儲(chu) 能技術相比，氫儲(chu) 能主要優(you) 勢是環保性能好，但其投資成本遠超抽水蓄能、電化學儲(chu) 能、壓縮空氣儲(chu) 能，且響應速度慢、效率低，如果製氫電價(jia) 為(wei) 0.1元/kWh，則氫儲(chu) 能能源成本將下降到0.5元/kWh左右，低於(yu) 電化學儲(chu) 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係統。該方麵外國企業(ye) 技術優(you) 勢明顯，國內(nei) 企業(ye) 技術水平尚不具備商業(ye) 化條件。

4.國內(nei) 氫燃料電池現狀

氫能應用的核心技術和產(chan) 品是氫燃料電池。國內(nei) 氫燃料電池與(yu) 水平還存在一定差距，主要表現為(wei) 使用壽命較短，車用氫燃料電池壽命一般為(wei) 2000~3000小時，水平可達到5000小時，另外氫燃料電池關(guan) 鍵零部件質子交換膜目前僅(jin) 有美國、日本、德國等發達國家具備商業(ye) 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(nei) 氫能產(chan) 業(ye) 取得了一些突破，但仍有大量關(guan) 鍵技術、零部件依賴國外。

三是全球範圍內(nei) 正掀起氫能產(chan) 業(ye) 發展熱潮，將極大推動氫能產(chan) 業(ye) 發展

四是國內(nei) 傳(chuan) 統石化能源企業(ye) 紛紛布局氫能業(ye) 務。

五是氫能尚不具備應用於(yu) 儲(chu) 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(men) 關(guan) 注。氫能是理想的清潔二次能源，用可再生能源製氫，用儲(chu) 氫材料儲(chu) 氫，用氫燃料電池發電，將構成可持續利用的氫能係統，成為(wei) 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(wei) 潛在新興(xing) 能源，逐步進入中央和地方政府中長期規劃視野。在《中國製造2025》《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》《新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展規劃(2021-2035年)》《“一三五"國家戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展規劃》等多個(ge) 國家規劃中，明確提出將“氫能與(yu) 燃料電池"作為(wei) 戰略重點。

盡管我國氫能產(chan) 業(ye) 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(jue) 。

第一是公眾(zhong) 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(wei) 危化品進行管理，應用領域局限在化學品，未將氫能作為(wei) 能源管理，公眾(zhong) 認知水平較低。

第二是頂層設計問題。不論是從(cong) 氫能的生產(chan) 、儲(chu) 運，還是技術要求等環節，目前國家對於(yu) 氫能的支持僅(jin) 出現於(yu) 新能源發展等政策中，還沒有專(zhuan) 門的氫能政策，尚未製定專(zhuan) 門的氫能產(chan) 業(ye) 發展規劃，也沒有出台能夠提振市場預期的發展路線圖，上下遊產(chan) 業(ye) 不協調問題較為(wei) 突出，氫能產(chan) 業(ye) 長期可持續發展將受到嚴(yan) 重製約。

第三是技術裝備問題。燃料電池等氫能裝備關(guan) 鍵零部件較多、係統較複雜，用材特殊、製作工藝繁瑣，但我國相關(guan) 核心技術和設備自主化程度不足，核心零部件和關(guan) 鍵材料尚依賴進口。氫由化學品轉為(wei) 能源，在生產(chan) 、儲(chu) 運、終端設施以及應用領域產(chan) 品開發等全產(chan) 業(ye) 鏈上都需要有創新型技術作為(wei) 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，在很大程度上限製了氫能經濟的規模化，製約了氫能汽車的市場發展。截至目前，我國加氫站僅(jin) 有寥寥數十座，分布到有關(guan) 省市更是很少，加氫站建設主體(ti) 眾(zhong) 多，缺乏國家統籌和政策配套措施。加氫站及相關(guan) 基礎設施的布局能否快速啟動，其實又取決(jue) 於(yu) 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。氫氣需要二次製取，運氫、儲(chu) 氫、加氫各環節成本較高，引發人們(men) 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(hui) 、彭博新能源財經等機構的研究均表明，產(chan) 業(ye) 規模化是降低氫能成本的關(guan) 鍵。

我國是較大能源生產(chan) 國和消費國，能源生產(chan) 和消費結構均以化石能源為(wei) 主，應對氣候變化、保護生態環境麵臨(lin) 巨大壓力和挑戰，氫能巨大發展潛力為(wei) 破解我國能源發展難題提供了新的可能性。鑒於(yu) 氫能技術要求高、產(chan) 業(ye) 鏈複雜、投資需求大，需要政府、企業(ye) 和行業(ye) 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。