近日，2024中关村论坛期间，工信部副部长单忠德表示工信部将重点开展科技创新、迭代应用和政策支持等三方面工作。
会议指出，更好推动氢能产业高质量发展，持续完善氢能技术创新体系，依托国家科技计划，大力支持氢能领域的基础材料、核心部件、关键装备，以及颠覆性技术攻关，有序推进氢能航空机、液氢运输船、海上风电制氢装备，风光氢储加等项目的实施，构建制、储、输、运全产业链氢能装配体系。
图源：人民网
01
各地争相响应
行业驶入快车道
近日，厦门市氢能产业发展联盟正式宣告成立。厦门氢能产业发展联盟旨在搭建氢能产业产、学、研、用的交流合作平台，促进联盟成员之间在技术创新、生产制造、示范应用、市场拓展等方面合作，推进厦门市氢能产业“制-储-运-加-用”一体化发展，提升厦门市氢能产业创新能力和整体竞争力。
据悉，联盟由翔南指挥部、厦门市发改委、厦门市科技局、厦门市工信局、翔安区委区政府、火炬管委会作为指导单位，厦门大学、嘉庚创新实验室为顾问单位，嘉庚创新实验室氢能研究院作为理事长单位，圣元环保、金龙汽车、中船七二五所厦门材料研究院、北京新研氢能、厦钨氢能、上海重塑、海华电力等23家理事单位共同发起。
此前，西南地区的重庆市制定了《重庆市能源发展“十四五”规划（2021—2025年）》、《重庆市氢能产业规划2021—2025》，提出“33618”现代制造业集群体系，在市委六届二次全会中强调着力构建现代化产业体系，把推动发展方式绿色转型、制造业高质量发展、数字化变革放到突出位置。发展氢能已成为促进国家、各省市制造业高质量发展、转型升级的重要途径。
对此重庆立足西部丰厚的氢能资源，高起点谋划氢能产业发展，出台了氢能产业中长期发展规划。在西部（重庆）科学城九龙坡片区陶家板块布局3平方公里承载空间，投资200亿元打造集氢能科技园、氢能产业园、氢能产业示范应用基地“三位一体”的“西部氢谷”，建设国家级氢能商用车生产基地、国家级燃料电池系统研发制造基地、国家级氢能产业示范应用基地。
打造“西部氢谷”，九龙坡区将分为3个阶段推进：近期（2023—2027年），完成氢能产业优势培育，实现燃料电池汽车在成渝地区的商业化运营，实现产值200亿元；中期（2027—2030年），推动氢能产业加速发展，成为国内具有影响力的氢燃料示范应用区，实现产值400亿元；远期（2030—2035年），实现氢能产业规划引领，推动该区成为成渝地区乃至全国的氢能多元示范应用高地，实现产值1000亿元以上。
其中代表性的公司博世氢动力系统（重庆）有限公司，由全球第一大汽车技术供应商德国博世集团与庆铃集团合资成立，先后向市场推出额定功率为80千瓦、134千瓦、190千瓦的氢燃料电池产品，具备节能、降耗、节省驾驶成本等优势，可全面满足城市环卫、物流、中重型长途运输等典型应用场景的需求。
图源：博世集团BOSCH官方网站
02
碳达峰关键拼图
氢能作为新型能源体系的重要一环，对减少温室气体排放，尽早实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。当前，以新能源为轴心的国际能源竞争不断深化，抢抓国际市场机遇，推进燃料电池、电解槽等各项关键技术全面成熟，加快推动氢能在交通、工业、储能等领域的重点应用，是推动氢能产业高质量发展的关键所在。
2023 年，我国已初步掌握了氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺，积累了丰富的经验和产业基础，九成以上的关键零部件实现了国产化替代，氢能产业保持高速发展，绿氢全产业链加快突破。但同时也应看到，我国氢能产业仍处于发展初期，与国际领先水平相比，在部分领域仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高等问题，产业发展路径尚需进一步探索。
目前我国已基本构建了较为完整的制氢、储运、加注和应用的氢能产业链，在制氢环节，我国已成为世界上最大的制氢国。2022 年，氢气年产量超 3500 万吨，已规划建设超 300 个可再生能源制氢项目，72 个在建、建成的项目总产能超 20 万吨/年，在氢能供给上具有巨大潜力。此外，电解水制氢成本稳中有降，在内蒙古鄂尔多斯等地，随着光伏、风电度电成本的下降，电解水制氢的经济性大幅提升。
在储运环节，目前我国氢气的储运主要以 20MPa 高压长管拖车高压气态运输方式为主，同时开展纯氢管道输氢和天然气管道掺氢的运输方式。氢液化规模突破 10 吨/天，民用液氢实现大幅跨越。在加注环节，全国已建成加氢站数量超过350 座，约占全球总数的 40%，位居世界第一，35MPa 智能快速加氢机和 70MPa一体式移动加氢站技术获得突破。
在应用领域，交通作为氢能应用的先导性场景快速发展，工业、储能等领域不断取得突破，部分国产化装备竞争力提升明显。交通方面，燃料电池汽车保有量超万辆，已成为全球最大的氢燃料电池商用车生产和应用市场。工业方面，氢基化工规模化试点落地，氢冶金技术示范项目开启。能源方面，发电与热电联产完成重点技术试点示范。建筑方面，全国首个氢能进万家智慧能源示范社区项目在佛山落地。
图源：Pixabay
03
产业链逐步完善
市场规模超万亿
协同创新的氢能产业生态初步形成，2023年，氢能产业链生态持续向好。
? 氢能市场投资热度不断提高。据不完全统计，2023年38 家氢能企业进行了 47轮融资，如羚牛氢能、唐锋能源、上海碳际、科润新材料、中科氢易等。
? 产业布局全面覆盖氢能关键技术、核心部件、先进工艺、基础材料，推动氢能市场化规模化发展。
? 多地出台支持政策，加快培育一批拥有能源产业关键技术核心装备和创新能力的企业，并开始布局关键材料和核心部件相关产业以及制氢、储运、加氢站、燃料电池汽车、燃料电池发电系统等重点项目。
三大氢能产业集群引领产业高质量发展，产业集群的形成对于氢能产业高质量发展具有重要意义。
? 依托区域产业特色优势，聚焦制、储运、加、燃料电池及配件、终端应用等诸多环节，形成了覆盖技术研发、装备制造等全产业链体系。
? 推动氢燃料电池汽车示范应用，逐渐从以燃料电池为主的交通领域向能源、工业、建筑等多领域拓展。
? 依托“氢进万家”和“冬奥会”等重大工程项目，推动了氢能多场景应用和推广。2023年，京津、长三角和粤港澳大湾区汇集全产业链规模以上工业企业超过 300 家，苏州、佛山、武汉、成都等地汇集多家氢能企业及研发机构，形成了领先的氢能产业集群。
电解水制氢、氢燃料电池在关键技术、装备制造方面取得重要突破。2023 年，国内在电解槽、燃料电池的核心技术攻关以及各项核心零部件方面实现了大范围的国产化替代，关键性能指标向国际先进水平看齐，成本大幅降低，成功打破了国外企业的垄断格局。
一方面，我国电解水制氢技术路线已经逐步成熟，其中，碱性电解水技术设备基本实现国产化，已能够实现大规模制应用，国内已实现兆瓦级制氢应用。质子交换膜电解水制氢技术取得快速突破，催化剂和膜电极成本显著降低。
另一方面，目前我国已初步掌握催化剂、质子交换膜、碳纸、膜电极组件、双极板等关键材料的制备技术和工艺，全面掌握氢燃料电池电堆设计与制造技术，基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台。
绿氢规模化发展全面提速。2023年，多地出台政策文件鼓励风光氢储一体化发展，国内多个兆瓦级绿氢示范项目投产投运，电解装机量高速增长。示范项目的规模化应用为尽快降低绿氢制取成本提供了更多可能。据测算，碱性电解槽、PEM 电解槽价格有望大幅下降，叠加可再生电力价格的降低，到2030年，国内各地绿氢制取成本有望全面低于 35 元/kg，内蒙古等可再生资源丰富的地区制取成本有望降至 17.64 元/kg，推动绿氢全面开启商业化、大规模应用。预计，到2025年，中国的氢燃料电池汽车保有量将超过10万辆，加氢站保有量将超过1千座，绿氢产能将接近100万吨，氢能产业规模将达到万亿元。
图源：Pixabay
04
现状与挑战
? 用氢价格仍处高位，实现绿氢就地消纳仍需努力。
从产业分布来看，国内氢的产、用空间分布存在天然错配，可再生能源集中在西北、东北等地区，而用氢场景大多集中在东南部地区，供需之间的错配造成了部分地区氢源紧张氢价高起。考虑到氢的长距离储运效率低、能耗损失大，因地制宜扩大氢供给，在西北地区推动氢电耦合、氢化工等一体化项目落地，实现绿氢的大规模制取和就地消纳仍需各方努力。
? 大规模储运技术有待突破，储运成本急需降低。
当前，大规模储运技术还处于起步阶段，氢主要以气态、通过长管拖车运输为主，而长管拖车仍以 20MPa的1、Ⅱ型瓶为主，单车运输氢气量 260-460 千克，储运成本高、效率较低。其他国家多采用 45MPa 纤维全缠绕高压氢瓶长管拖车，单车运氢可提至 700千克；当前全球50MPa长管拖车也已实现技术突破，单次运氢量最大可达1000-1500kg。从储氢密度、轻量化等角度出发，轻质I、I型瓶高压储运的优势更为明显，法国、日本、韩国等国家已实现IV型瓶量产，我国在此方面仍需更多技术突破。
此外，V型瓶中碳纤维复合材料成本占比较高，当前罐体材料已基本实现国产化，但高性能碳纤维材料、碳纤维缠绕工艺设备和高压瓶口阀仍依赖进口。除气态储运外，氢液化技术以及装备制造仍需突破，当前我国已实现 10 吨/天的液化规模，但距离美国 100 吨/天的氢液化工厂还有诸多攻坚工作要做。液氢储运密度高、纯度高，氢液化规模的提升有望显著降低液氢成本，为氢的大规模储运创造有利条件。
? 基础设施仍需升级，输氢管道布局急需顶层设计。
当前，从实际运营情况来看，国内仍面临加氢站等基础设施不足，加氢排队时间太长的问题，仍需要加大投入，在用氢难的地区建设制氢加氢一体站。输管道方面，管道作为输氢的重要基础设施，目前国内输氢管道总长度仅为几百公里，管道建设主要依赖中石化等国有企业，缺乏顶层设计和区域规划。
图源：国家能源集团之声官方微博
