氫能具有能量密度大、熱值高、儲量豐富、來源廣泛等特點(diǎn),是清潔的二次能源，具有能源和儲能雙重屬性，能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，解決新能源消納問題，發(fā)揮長周期調(diào)節(jié)作用。目前國內(nèi)外已將

一、國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

國外發(fā)達(dá)國家高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國、日本、韓國和歐盟等發(fā)達(dá)國家已將氫能發(fā)展提升到國家戰(zhàn)略高度，制定氫能發(fā)展戰(zhàn)略，明確產(chǎn)業(yè)定位，推動政策體系不斷完善。早在2002年，美國就已經(jīng)發(fā)布《國家氫能發(fā)展路線圖》，最早提出氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展藍(lán)圖，近年來美國大力支持產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化。日本將氫能作為保障國家能源安全和實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的重要戰(zhàn)略，2017年日本發(fā)布《氫能基本戰(zhàn)略》，提出構(gòu)建“氫能社會"的宏偉目標(biāo)。韓國將“氫能產(chǎn)業(yè)"確定為三大創(chuàng)新增長戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一，通過發(fā)展氫能實(shí)現(xiàn)能源多元化和碳減排目標(biāo)，2019年至今，韓國先后發(fā)布《氫經(jīng)濟(jì)路線圖》《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》，旨在打造世界高水平的氫經(jīng)濟(jì)國家。歐盟將氫能作為能源安全和能源轉(zhuǎn)型的重要保障，2020年歐盟委員會發(fā)布《歐盟氫能戰(zhàn)略》，提出清潔氫能將成為歐盟脫碳能源體系的重要組成部分和經(jīng)濟(jì)增長新引擎。德國是歐洲發(fā)展氫能*代表性的國家，將氫能與可再生能源融合發(fā)展作為可持續(xù)能源系統(tǒng)和低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，2020年德國發(fā)布《國家氫能戰(zhàn)略》，明確了“綠氫"的優(yōu)先地位以及氫能的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

2019年3月,《政府工作報告》提出要推動加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，標(biāo)志著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正式上升為國家戰(zhàn)略。2020年9月,國家發(fā)改委等四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》,明確將制氫加氫設(shè)施、燃料電池系統(tǒng)納入新興產(chǎn)業(yè)范疇，加大產(chǎn)業(yè)發(fā)展力度。2021年8月，國家財政部等五部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于啟動燃料電池汽車示范應(yīng)用工作的通知》，同意廣東、北京和上海3個城市群作為全國示范，啟動實(shí)施燃料電池汽車示范應(yīng)用工作，標(biāo)志著以燃料電池為重點(diǎn)突破的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入加速期，產(chǎn)業(yè)正邁向集群化、規(guī)?；l(fā)展。2021年10月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作意見》，此次發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》，共同構(gòu)成了氫能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的頂層設(shè)計，謀劃了氫能“制儲輸用"全鏈條發(fā)展的主要目標(biāo)和具體任務(wù)，形成了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動綱領(lǐng)。

二、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的主要問題及破解思路

氫能儲運(yùn)技術(shù)未突破是關(guān)鍵掣肘，需要堅(jiān)持安全優(yōu)先的產(chǎn)業(yè)發(fā)展原則。氫氣高密度儲運(yùn)一直是我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，目前我國高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)較為成熟，但儲氫壓力較小，且以長管拖車運(yùn)輸為主，管道運(yùn)輸仍為短板弱項(xiàng)，在用管道僅百公里左右，輸送壓力為4MPa，與日本等發(fā)達(dá)國家氫氣儲運(yùn)技術(shù)差距較大。如何繼續(xù)增大儲氫壓力，提升儲運(yùn)效率，同時降低泄露、爆炸安全隱患，提升安全性能，還有待技術(shù)突破。同時金屬鉑作為氫燃料電池的催化劑，面臨資源儲量貧乏（全國已查明鉑族金屬總儲量僅400噸）、對外依存度高的問題，制約著氫能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。規(guī)劃強(qiáng)調(diào)，安全性是氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)和內(nèi)在要求，需堅(jiān)持安全優(yōu)先的基本原則，加強(qiáng)氫安全相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)全鏈條安全監(jiān)管。推進(jìn)氫能安全與規(guī)模協(xié)同發(fā)展，將成為氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要條件。

氫能基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，需要加快構(gòu)建安全、穩(wěn)定、高效的氫能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。目前我國已建成加氫站200余座，但主要以35MPa氣態(tài)加氫站為主，70MPa高壓氣態(tài)加氫站占比小，液氫加氫站、制氫加氫一體站建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)不足。從規(guī)劃可以看出，國家支持利用現(xiàn)有加油加氣站的場地設(shè)施改擴(kuò)建加油站，探索站內(nèi)制氫、儲氫和加氫站一體化的加氫站等新模式。但規(guī)劃并未明確提出加氫站建設(shè)目標(biāo)，如何做好加氫站基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃布局，增進(jìn)已有基礎(chǔ)設(shè)施對氫能設(shè)施的適應(yīng)性，探索可持續(xù)運(yùn)營模式，提升社會資本對加氫站的投資積極性，需要進(jìn)一步探索研究。

化石能源制氫二氧化碳排放壓力大，需要加強(qiáng)氫能生產(chǎn)端清潔低碳屬性。數(shù)據(jù)顯示，我國制氫原料中，煤炭使用最為廣泛，占比達(dá)到64%，其次是工業(yè)副產(chǎn)品占比達(dá)21%，天然氣占比達(dá)14%，電解水使用最少，占比僅為1%。目前我國年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，僅考慮煤制氫，年排放二氧化碳就約2.2億噸，“灰氫"規(guī)模快速擴(kuò)張和二氧化碳排放量快速增加，不利于“雙碳"目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。規(guī)劃確定了氫能清潔低碳發(fā)展原則，嚴(yán)格控制化石能源制氫，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，“十四五"時期初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系，明確到2025年，可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分。制氫方式轉(zhuǎn)變總基調(diào)已經(jīng)定下，降低可再生能源制氫成本、探索“藍(lán)氫（煤制氫+CCUS）"發(fā)展模式都將是制氫方式轉(zhuǎn)變過渡期間需要推進(jìn)的重點(diǎn)事項(xiàng)。

新能源制氫成本較高，需要探索出臺支持性電價政策。目前，同等規(guī)模的制氫系統(tǒng)，新能源電解水制氫的造價約為天然氣制氫的1.5倍、煤制氫的3倍，相較于其他制氫方式，新能源電解水制氫不具價格優(yōu)勢。有關(guān)研究表明，新能源電解水制氫項(xiàng)目成本的2/3來自于電解水能耗，1/3來自于電解槽，新能源發(fā)電成本是目前綠氫生產(chǎn)成本較高的主要原因。規(guī)劃指出，要研究探索可再生能源發(fā)電制氫支持性電價政策。有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測顯示，伴隨新能源發(fā)電成本逐步下降，預(yù)計到2030年，新能源制氫成本將低至15元/千克，與“藍(lán)氫"成本相當(dāng)，開始具備市場競爭力。

氫能應(yīng)用價值有待挖掘，需要穩(wěn)步推進(jìn)氫能多元化示范應(yīng)用。從各地發(fā)布的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃來看，當(dāng)前我國各地氫能發(fā)展方向基本局限在燃料電池汽車領(lǐng)域，示范應(yīng)用主要集中在以公交車為主的交通領(lǐng)域，應(yīng)用場景單一，產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化突出。脫碳困難的化工、冶煉、航天航空等領(lǐng)域，氫能應(yīng)用進(jìn)展緩慢，氫能多元化價值有待挖掘。截止2021年底，全國燃料汽車保有量約9000臺，規(guī)劃明確提出到2025年，燃料電池車輛保有量達(dá)5萬輛，從規(guī)劃來看，燃料電池汽車仍然是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口，“十四五"期間將以每年翻倍的速度快速增長。同時規(guī)劃提出，要拓展氫能在儲能、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，氫能多元化應(yīng)用價值將逐步得到釋放。

氫儲能轉(zhuǎn)換效率有待提升，需要積極開展儲能領(lǐng)域示范應(yīng)用。電解水制氫，效率約70%，再利用氫能燃料電池發(fā)電，效率約50%，從電到氫、氫再到電的轉(zhuǎn)換效率僅35%，轉(zhuǎn)換效率低進(jìn)一步帶來氫儲能成本上升，制約氫能在長周期儲能領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。規(guī)劃提出，發(fā)揮氫能調(diào)節(jié)周期長、儲能容量大的優(yōu)勢，開展氫儲能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場景的示范，健全覆蓋氫儲能的儲能價格機(jī)制，探索氫儲能直接參與電力市場交易。隨著氫儲能關(guān)鍵技術(shù)、商業(yè)模式、價格機(jī)制和交易機(jī)制不斷創(chuàng)新突破，經(jīng)濟(jì)效益逐步顯現(xiàn)，氫儲能將充分發(fā)揮對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)節(jié)保障作用，并推動氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

來源：北極星氫能網(wǎng)  作者：朱劉柱 劉麗 王寶 （單位：國網(wǎng)安徽經(jīng)研院）

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