文/尚學(xué)峰

世界能源發(fā)展與應(yīng)用趨勢已從低碳化向無碳化轉(zhuǎn)變。氫能是一種清潔、高效、可再生的二次能源，是未來新能源體系的重要構(gòu)成。發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)可推動工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域深度脫碳，對構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費綠色化革命、保障能源安全具有重大經(jīng)濟(jì)和社會意義。交通領(lǐng)域是氫能發(fā)展的重要突破口，氫燃料電池汽車是全球汽車動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的重要方向，也是構(gòu)建低碳交通體系的重要組成部分。通過總結(jié)國內(nèi)外氫能發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，分析發(fā)展的基礎(chǔ)和問題，為中長期發(fā)展提出對策建議，供決策參考。

一、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

（一）全球氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步進(jìn)入2.0階段，推進(jìn)實現(xiàn)碳中和

氫能是實現(xiàn)凈零排放（碳中和）戰(zhàn)略的關(guān)鍵二次能源，當(dāng)前已有30多個國家制定了氫能發(fā)展路線圖，另有6個國家（包括中國）正在起草氫能戰(zhàn)略。日本是氫能產(chǎn)業(yè)最積極的推動者，制定了“氫能社會”發(fā)展目標(biāo)。2021年5月，日本國會參議院通過新修訂的《全球變暖對策推進(jìn)法》，以立法形式明確2050年碳中和目標(biāo)。德國在2020年6月通過《國家氫能戰(zhàn)略》，計劃投資90億歐元以促進(jìn)氫的生產(chǎn)和使用，并努力成為綠氫技術(shù)全球領(lǐng)導(dǎo)者。2020年7月，歐盟發(fā)布《歐盟能源系統(tǒng)集成戰(zhàn)略》和《歐盟氫能戰(zhàn)略》，組建清潔氫能聯(lián)盟，為碳中和經(jīng)濟(jì)提供動力。英國于2020年11月發(fā)布“綠色工業(yè)革命十點計劃”，計劃資助120億英鎊，到2050年實現(xiàn)溫室氣體零排放，在2030年前停止銷售汽車和柴油新車；2021年8月發(fā)布《國家氫能戰(zhàn)略》，提出2030年碳減排78%和2050年零排放的目標(biāo)。全球氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步進(jìn)入2.0階段，即推進(jìn)能源領(lǐng)域深度替代，最終促進(jìn)盡快實現(xiàn)碳中和。

（二）氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁，全球有超過200個重要氫能項目

在全球發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)共識下，多個國家和地區(qū)加快了氫能項目的布局。根據(jù)國際氫能委員會統(tǒng)計，全球有228個已建、在建氫能項目，其中歐洲處于全球領(lǐng)先地位（126個項目，占55%），澳大利亞、日本、韓國、中國和美國緊隨其后。歐洲氫能項目重點在氫氣生產(chǎn)、工業(yè)應(yīng)用和交通運輸領(lǐng)域布局，同時以跨行業(yè)和密切的政策合作為特色，支持多個綜合氫經(jīng)濟(jì)項目。日本和韓國在交通運輸應(yīng)用、綠色氨、液氫和有機(jī)液態(tài)儲氫項目方面實力較強。我國近兩年布局的氫能項目超80個，能源央企和龍頭企業(yè)深度參與，涵蓋可再生能源制氫（碳中和目標(biāo)）、液氫及液氫裝備（液氫標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布）、燃料電池及汽車（示范城市群推動）、加氫站（合建站、綜合站國標(biāo)發(fā)布）等方面。

（三）日本、美國、德國等國技術(shù)應(yīng)用全球領(lǐng)先

日本、美國、德國、韓國、加拿大等國掌握了世界最先進(jìn)的氫燃料電池汽車技術(shù)，整車在可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等方面具備了商用條件。日本、美國、韓國等在電堆方面技術(shù)較為成熟，其中日本豐田的Mirai2，其單堆輸出功率、體積比功率等技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先。日本、美國、德國等壟斷全球金屬/石墨雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等核心材料，以及空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵、制儲運氫裝置等關(guān)鍵器件，系統(tǒng)集成與控制技術(shù)水平較高，在多個性能指標(biāo)、可靠性、耐久性等方面領(lǐng)先我國。

（四）氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入大規(guī)模推廣應(yīng)用期

全球主要國家和地區(qū)著眼于碳中和、能源安全、綠色低碳和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，大力推進(jìn)氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，行業(yè)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、市場化加速發(fā)展新階段。從主要國家發(fā)展規(guī)劃（見表1）可以看出，各國發(fā)展各有側(cè)重，未來氫燃料電池汽車市場主要集中在亞洲、歐洲、北美洲。

表1 主要國家和地區(qū)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模及規(guī)劃目標(biāo)

（五）碳中和背景下我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇

我國逐步將氫能從國家發(fā)展重點方向升級為國家發(fā)展戰(zhàn)略，氫能產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇。目前全國已有25個省（自治區(qū)、直轄市）、54個地市出臺相關(guān)政策文件，初步形成“東西南北中”五大發(fā)展區(qū)域。國內(nèi)氫能密切相關(guān)企業(yè)已超3000家，涵蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，且不斷有國電投、中石油、中石化等大型央企、國企布局，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來爆發(fā)期。目前，我國氫燃料電池汽車運營8443輛，占比接近全球四分之一，在營加氫站達(dá)118座，在建/擬建167座。預(yù)計到2025年，將建成至少1000座加氫站，車輛保有量將達(dá)到10萬～20萬輛；2030年實現(xiàn)百萬輛級車在路上行駛；2050年氫燃料電池汽車能夠和純電動車共同實現(xiàn)汽車的零排放，即移動端的零排放。

二、廣東發(fā)展現(xiàn)狀及目標(biāo)

（一）全產(chǎn)業(yè)鏈格局初具，形成佛廣深三大氫能創(chuàng)新核心區(qū)

佛山、廣州、深圳先后發(fā)力氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，引入培育了一批產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)，具備較強的研發(fā)實力，初步形成了涵蓋電堆核心材料、燃料電池系統(tǒng)、整車集成及氫基礎(chǔ)設(shè)施的全鏈條產(chǎn)業(yè)體系雛形。一是佛山確定為廣東氫燃料電池汽車示范城市群牽頭城市，聯(lián)合廣州、深圳、珠海、東莞、中山、陽江、云浮七市，組成廣東省燃料電池汽車示范城市群。佛山聚集了產(chǎn)業(yè)鏈上200多家企業(yè)，實現(xiàn)了超過1600輛公交車、客車、物流車等商用車市場化運營。二是廣州以黃埔區(qū)為核心，多項政策和舉措促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)集聚，引入中石化、現(xiàn)代等國內(nèi)外龍頭企業(yè)落地，發(fā)展勢能強勁。三是深圳眾多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)持續(xù)開展核心技術(shù)研究，不斷推動成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，布局前沿技術(shù)研究。四是示范城市群其他城市及沿海城市不斷強化汽車零部件供應(yīng)鏈配套，積極發(fā)展制氫、儲氫、運氫和氫能應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)，培育氫能配套產(chǎn)業(yè)集群。全省氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)階梯式發(fā)展布局、集聚化發(fā)展和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同推進(jìn)態(tài)勢。

（二）全省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)“一環(huán)兩帶三核多支點”布局

“一環(huán)”是粵港澳大灣區(qū)創(chuàng)新環(huán)，是引領(lǐng)全省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和氫燃料電池汽車應(yīng)用的核心環(huán)和主引擎，范圍包括廣州、佛山、深圳、東莞、惠州、香港、澳門、珠海、中山、肇慶?！皟蓭А笔且詮V州為中心向兩側(cè)延伸的沿海經(jīng)濟(jì)帶，是中長期全省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和氫燃料電池汽車應(yīng)用的“氫走廊”，范圍包括珠三角沿海地區(qū)和東西兩翼地區(qū)，西翼為廣州、佛山、中山、珠海、澳門、江門、云浮、陽江、茂名、湛江，東翼為廣州、東莞、深圳、香港、惠州、汕尾、揭陽、汕頭、潮州?！叭恕笔侨淠芎蜌淙剂想姵仄嚰夹g(shù)創(chuàng)新核心城市，包括廣州、佛山、深圳?！岸嘀c”是全省氫能和氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用重要支點城市，目前初步建成了佛山南海（仙湖氫谷）、佛山高明、廣州黃埔（廣州國際氫能產(chǎn)業(yè)園和灣區(qū)氫谷）、廣州南沙、東莞（國青氫谷）、深圳龍華（氫能示范園區(qū)）、深圳南山、云浮思勞（氫能小鎮(zhèn)）、茂名（氫能產(chǎn)業(yè)基地）、湛江等十大氫能產(chǎn)業(yè)基地。

（三）膜電極、催化劑等關(guān)鍵材料和核心技術(shù)具備領(lǐng)先優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)不斷突破

通過連續(xù)三年的廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃“新能源汽車”“新能源”等專項的核心技術(shù)攻關(guān)，加強自主創(chuàng)新研發(fā)投入，強化引進(jìn)吸收再創(chuàng)新，支持包括質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層、雙極板等電堆關(guān)鍵材料研發(fā)，支持空壓機(jī)、系統(tǒng)控制器、系統(tǒng)集成、整車測試等關(guān)鍵部件和技術(shù)開發(fā)，支持乘用車集成創(chuàng)新和示范應(yīng)用，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心技術(shù)不斷取得突破和進(jìn)步，部分領(lǐng)域進(jìn)入國內(nèi)先進(jìn)水平。在電堆及關(guān)鍵材料方面，仙湖實驗室、鴻基創(chuàng)能、廣東國鴻、廣東泰極等形成緊密的產(chǎn)學(xué)研合作，使得廣東在膜電極領(lǐng)域全國領(lǐng)先。其中，鴻基創(chuàng)能建立起國內(nèi)第一條雙面直涂全自動“卷對卷”涂布膜（CCM）生產(chǎn)線，產(chǎn)品性能處于國際領(lǐng)先；中科氫動科技、廣東濟(jì)平打通納米催化劑量產(chǎn)環(huán)節(jié)，形成單批次公斤級產(chǎn)能。在燃料電池系統(tǒng)方面，廣東穩(wěn)力已完成三款離心式超高速無油空壓機(jī)開發(fā)，驅(qū)動電機(jī)額定轉(zhuǎn)速達(dá)8.1萬轉(zhuǎn)/分鐘，技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)；清極、雄韜、雄川、廣順新能源、氫藍(lán)時代等布局氫氣循環(huán)系統(tǒng)、DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)集成，實現(xiàn)量產(chǎn)銷售。在整車集成方面，飛馳、開沃等初步具備商用車整車集成技術(shù)，在穩(wěn)定供氫、續(xù)駛里程、動力性能等關(guān)鍵指標(biāo)上取得商用性突破。廣汽開展乘用車動力系統(tǒng)平臺化拓展，攻關(guān)了高集成、長壽命及高效率的系統(tǒng)，發(fā)布?xì)淙剂想姵爻擞密嘇ion LX Fuel Cell，并在黃埔區(qū)等開展示范運行。在氫能基礎(chǔ)設(shè)施方面，東莞巨正源、茂名東華、深圳埃森等副產(chǎn)氫提純，將來可每年提供4.2萬噸氫氣。此外，引入有研集團(tuán)、中鼎恒盛、中科富海、上海舜華等企業(yè)，強化廣東在車載儲氫及加氫設(shè)備空白領(lǐng)域布局。

三、問題與挑戰(zhàn)

（一）全產(chǎn)業(yè)鏈部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)依然薄弱

近年來，廣東省在政策、項目、資金等方面引導(dǎo)鼓勵氫能技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在關(guān)鍵零部件和系統(tǒng)開發(fā)方面取得一定突破，但與歐美日韓等先進(jìn)國家和地區(qū)相比，部分關(guān)鍵材料和零部件依賴進(jìn)口，如質(zhì)子交換膜及全氟磺酸樹脂、碳紙和原材料原紙、金屬雙極板耐腐蝕材料等；關(guān)鍵組件制備工藝亟需提升，如膜電極催化劑雙面直涂技術(shù)、金屬極板精細(xì)流道快速成型技術(shù)，及電堆流場結(jié)構(gòu)設(shè)計、密封、均壓、裝配等關(guān)鍵技術(shù)和工藝；不少核心設(shè)備尚未部署，當(dāng)前市場因素不足以促進(jìn)企業(yè)自行研發(fā)生產(chǎn)，如膜電極制備裝備、離子空壓機(jī)、氦制冷循環(huán)設(shè)備、高壓氣氫/液氫儲罐、轉(zhuǎn)注離心泵、加氫槍、瓶口閥、壓力傳感器等；儲運、加氫站的使用規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，氫氣品質(zhì)檢測和氫氣泄露等重要測試裝備欠缺，尚未形成權(quán)威檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)。

（二）尚未形成良好的發(fā)展環(huán)境

目前，廣東尚未形成氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好環(huán)境。一是氫氣安全認(rèn)知問題。社會上仍然存在“談氫色變”現(xiàn)象，然而，氣密性測試、系統(tǒng)碰撞試驗、泄漏點火測試等試驗結(jié)果顯示，氫氣危險系數(shù)低于汽油、天然氣，只要按照規(guī)范操作和使用，氫安全是可控的。二是氫氣仍按?；饭芾?，運輸和使用發(fā)展受限。盡管國家已將氫作為能源管理（非?；罚?，但相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范仍未更新，應(yīng)用基礎(chǔ)較差。三是制造和使用成本高。由于制氫和儲運環(huán)節(jié)多，技術(shù)路線不清晰，各環(huán)節(jié)疊加風(fēng)險系數(shù)陡增，且關(guān)鍵零部件較多、系統(tǒng)較復(fù)雜，面臨用材特殊、制作工藝繁瑣、設(shè)備體型大、成本高等瓶頸問題，造成整車制造及加氫使用成本高，尚未得到消費者認(rèn)可。四是由于目前氫基礎(chǔ)設(shè)施及儲運系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)與充電樁相比成本較高，且在選址、審批、環(huán)評等方面面臨多重壓力，使氫燃料電池車的經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)低于純電動車。

（三）氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，建、改站規(guī)劃和氫氣供給體系有待健全

目前，廣東省已建成加氫站30座，其中多數(shù)位于佛山，其他地市氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起步較晚，在行政審批、安全監(jiān)管、使用規(guī)范等方面仍需加強和完善，加氫站不足成為制約氫燃料電池汽車發(fā)展的重要因素。其次，算上補貼，加氫站的經(jīng)營仍未實現(xiàn)盈利，加氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)化能力不足、成本偏高，進(jìn)口設(shè)備多、維護(hù)成本高，加油站改造的技術(shù)規(guī)范尚未建立，高速公路建設(shè)預(yù)留加氫站位置尚未得到執(zhí)行，嚴(yán)重制約相關(guān)車輛的推廣應(yīng)用。此外，商業(yè)化推廣模式有待創(chuàng)新，尚未形成經(jīng)濟(jì)、可靠的制氫和氫氣純化發(fā)展方式，能源利用率低、綜合成本高，儲氫密度、安全性和成本等問題仍然未完全解決，“氫-電”綜合能源供給產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和服務(wù)體系尚未建立。

四、對策建議

廣東氫能及燃料電池車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨多重機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)及低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力我國實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，提出四大行動建議：

（一）核心技術(shù)攻關(guān)行動

推進(jìn)氫能技術(shù)鏈各關(guān)鍵環(huán)節(jié)戰(zhàn)略布局，進(jìn)一步強化氫能相關(guān)重大科技專項攻關(guān)，加快培育省內(nèi)及國內(nèi)供應(yīng)鏈，注重應(yīng)用前期重大科研成果。充分發(fā)揮佛廣深創(chuàng)新核心城市帶動作用，依托各地優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，開展膜電極核心材料和工藝研究，加強電堆在性能、壽命、成本等方面的技術(shù)攻關(guān)和優(yōu)化，優(yōu)化氫燃料電池系統(tǒng)集成與控制，開發(fā)燃料電池系統(tǒng)整體、部件測試技術(shù)及裝備。提升整車在車載儲氫、氫電安全、能量管理、控制系統(tǒng)、整車集成等方面的技術(shù)水平，掌握高安全、低成本加氫站（包括加油/加氣/充電-加氫合建站）設(shè)計與集成技術(shù)。

（二）創(chuàng)新能力提升行動

構(gòu)筑從基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的鏈條體系，實施創(chuàng)新體系建設(shè)工程。實施國家重點實驗室倍增計劃，強化仙湖實驗室、化學(xué)與精細(xì)化工廣東省實驗室等省實驗室和22個省重點實驗室的能源基礎(chǔ)研究能力，組建一批氫燃料電池高水平創(chuàng)新研究院、新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，提升應(yīng)用基礎(chǔ)研究水平，做好基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的銜接。建立氫能應(yīng)用與服務(wù)公共平臺，完善協(xié)調(diào)、互動、共享的創(chuàng)新服務(wù)體系。強化企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體地位，以鏈主企業(yè)為核心，探索集成創(chuàng)新、協(xié)作創(chuàng)新新模式，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平。強化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，實施未來鏈主企業(yè)培育工程，將廣東知名氫燃料電池汽車相關(guān)企業(yè)打造為國內(nèi)龍頭企業(yè)，加大對“專精特新”企業(yè)支持力度，遴選培育一批專精特新小巨人企業(yè)、隱形冠軍企業(yè)、獨角獸企業(yè)、瞪羚企業(yè)等未來鏈主企業(yè)。

（三）產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展行動

通過國家氫燃料電池汽車示范城市群建設(shè)，建立新型創(chuàng)新聯(lián)合體，完善協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制。力爭將廣州建成為氫燃料電池汽車關(guān)鍵零部件和乘用車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，深圳建成為我國重要的氫燃料電池汽車技術(shù)自主創(chuàng)新高地，佛山建成為國家級氫燃料電池汽車關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新和商用車制造中心，支持佛山成為全國領(lǐng)先的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新高地和創(chuàng)新中心，東莞、云浮、茂名、中山、珠海等地建成為關(guān)鍵零部件生產(chǎn)基地和氫能供給基地。推動電堆、系統(tǒng)、整車、基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實施氫能產(chǎn)業(yè)集群培育工程。以建設(shè)全省綠色交通體系為目標(biāo)，發(fā)揮氫能領(lǐng)域核心城市、節(jié)點城市和鏈條城市的不同作用，推動氫能產(chǎn)業(yè)鏈集群發(fā)展，依托區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢特點，重點圍繞佛山－廣州－深圳主線及沿海經(jīng)濟(jì)帶，逐步推進(jìn)“氫能產(chǎn)業(yè)走廊”建設(shè)，打造具有國際競爭力的氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群。

（四）國際先行示范區(qū)打造行動

通過頂層設(shè)計，完善氫能產(chǎn)業(yè)政策體系，打造一流氫能創(chuàng)新環(huán)境。在國家氫燃料電池汽車示范城市群發(fā)展推進(jìn)下，支持廣州、深圳、佛山、云浮、東莞等地打造氫能綜合交通應(yīng)用先行示范區(qū)，建設(shè)生產(chǎn)、生活、生態(tài)融合發(fā)展的“氫能小鎮(zhèn)”示范點，率先推動廣東在氫能客車、重卡、物流車、環(huán)衛(wèi)車、出租車、公務(wù)車、共享汽車等領(lǐng)域跨區(qū)域示范運營，逐步推動在氫燃料電池汽車、有軌電車、無人機(jī)、分布式能源、船舶、各類電源等領(lǐng)域開展示范應(yīng)用。創(chuàng)新商業(yè)化運營模式，制定加氫、用氫、儲氫標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范，推動具有發(fā)展基礎(chǔ)和優(yōu)勢的地市優(yōu)化配套公共服務(wù)，鼓勵利用現(xiàn)有加油、加氣站點網(wǎng)絡(luò)改擴(kuò)建加氫設(shè)施，探索氫-油-氣-電合建站發(fā)展模式，構(gòu)建氫燃料電池汽車與能源互聯(lián)、綜合交通、信息通信融合發(fā)展的“網(wǎng)狀生態(tài)”。