李勛來(lái) 魯匯智

摘要：由于地球環(huán)境變化導(dǎo)致氣候問(wèn)題頻發(fā)，以及世界政治經(jīng)濟(jì)局勢(shì)的變動(dòng)導(dǎo)致世界能源供應(yīng)的緊張局面，加劇了全球各國(guó)發(fā)展氫能等清潔能源的迫切需求。2020年9月，習(xí)近平總書(shū)記在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上正式提出了“雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)”，展示了我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展的決心和目標(biāo)。氫能作為能源轉(zhuǎn)型的重要抓手，將在各行業(yè)“去碳化”進(jìn)程中發(fā)揮重要作用，為解決全球環(huán)境問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)提供了可實(shí)現(xiàn)路徑。當(dāng)前我國(guó)各省份加快布局氫能產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用各環(huán)節(jié)加速發(fā)展。本文針對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題進(jìn)行了分析，從突破關(guān)鍵技術(shù)、提高氫能汽車補(bǔ)貼、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、建立安全體系等方面提出對(duì)策建議，為加快我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：氫能產(chǎn)業(yè);碳中和;碳達(dá)峰;產(chǎn)業(yè)化

中圖分類號(hào)：F424.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1001-862X（2022）03-0041-007

未來(lái)十年將是應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵時(shí)期。氫能作為清潔能源，其熱值遠(yuǎn)高于化工能源，除了能夠直接燃燒作為能源供給之外，還能在化工品生產(chǎn)中替代石油和天然氣成為化學(xué)反應(yīng)的還原劑，是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要抓手。目前，各國(guó)政府依據(jù)其總體能源和工業(yè)政策議程，正著手開(kāi)發(fā)氫生態(tài)系統(tǒng)以降低能源成本和氫能開(kāi)發(fā)成本。[1][2]

中國(guó)作為能源消費(fèi)大國(guó)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在諸多問(wèn)題，如傳統(tǒng)粗放式能源開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)的環(huán)境惡化、對(duì)外能源依存度較高等。2020年9月，習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上表示：中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年，“碳達(dá)峰”和“碳中和”在兩會(huì)上作為中國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，首次被寫入政府工作報(bào)告，氫能產(chǎn)業(yè)已被納入國(guó)家能源戰(zhàn)略，彰顯了中國(guó)堅(jiān)持走低碳發(fā)展道路的決心，要實(shí)現(xiàn) “雙碳”目標(biāo)，加快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是關(guān)鍵的能源轉(zhuǎn)型路徑。2018年中國(guó)氫氣產(chǎn)量約為2100萬(wàn)噸，占終端能源總量的2.7%，預(yù)計(jì)到2030年和2050年，需求量將分別達(dá)到3500萬(wàn)噸和6000萬(wàn)噸，終端能源占比分別達(dá)到5%和10%以上，氫能產(chǎn)業(yè)為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了新的選擇。

一、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

氫能被廣泛認(rèn)為是一種蘊(yùn)藏豐富、用途廣泛、清潔方便的能源載體，已經(jīng)被視為能源行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一環(huán)。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是將氫能從一個(gè)行業(yè)組成部分轉(zhuǎn)變成為主流潔凈能源產(chǎn)業(yè)，氫能的應(yīng)用潛力預(yù)計(jì)以每年超過(guò)5%的復(fù)合增長(zhǎng)率發(fā)展，從石化園區(qū)走入各種商業(yè)終端。以下對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)鏈、氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用路徑、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)及各地區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件進(jìn)行分析。

（一）氫能產(chǎn)業(yè)鏈分析

要利用氫能實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，關(guān)鍵要形成具有競(jìng)爭(zhēng)力的完整應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈條。制取氫氣是氫能產(chǎn)業(yè)的上游首要環(huán)節(jié)，目前我國(guó)氫能生產(chǎn)主要以化石燃料制氫中的煤制氫為主，煤制氫產(chǎn)生的氫氣占我國(guó)氫氣總產(chǎn)量的五分之四，是我國(guó)主要的氫氣來(lái)源，天然氣制氫及工業(yè)副產(chǎn)氫等其他方式產(chǎn)生的氫氣占比較少，不能滿足生產(chǎn)生活的需求。[3]雖然我國(guó)的煤制氫技術(shù)具有技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)，但此法在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳等;而電解水制氫可得到清潔的“綠氫”，能源效率高，但是電力成本占到生產(chǎn)“綠氫”成本的60%～70%，暫時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

氫能產(chǎn)業(yè)中游的儲(chǔ)運(yùn)氫環(huán)節(jié)是制約氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的難題。目前國(guó)內(nèi)的氫氣儲(chǔ)存方式主要有液態(tài)儲(chǔ)存、氣態(tài)儲(chǔ)存、儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)存三種方式。其中，低溫儲(chǔ)氫對(duì)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境、儲(chǔ)存容器要求高且儲(chǔ)量有限，不具備成本優(yōu)勢(shì)，暫時(shí)無(wú)法大范圍推廣。高壓儲(chǔ)氫是目前市場(chǎng)應(yīng)用的主流，但存在同體積儲(chǔ)氫密度低、安全性能低等缺點(diǎn)，不能滿足氫能產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需求。相比之下，儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫體積密度大、儲(chǔ)存空間小，裝運(yùn)儲(chǔ)用等環(huán)節(jié)操作相對(duì)簡(jiǎn)單、安全性高等優(yōu)勢(shì)，是公認(rèn)最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N儲(chǔ)氫方式。

氫能產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用于加氫站和燃料電池。目前我國(guó)各省積極推進(jìn)加氫站建設(shè)，截至2021年底，我國(guó)共建成加氫站218座，其中以日加注量500kg以上的加氫站為主，主要集中在經(jīng)濟(jì)和科研實(shí)力雄厚的東南沿海地區(qū)。目前國(guó)內(nèi)加氫站的建設(shè)成本較高，關(guān)鍵核心設(shè)備全部依賴國(guó)外進(jìn)口，不能實(shí)現(xiàn)自主供給。同時(shí)國(guó)內(nèi)氫能汽車產(chǎn)量較少，對(duì)氫氣的需求較少，加氫站閑置現(xiàn)象頻發(fā)。燃料電池主要應(yīng)用于氫能汽車和儲(chǔ)能中，是氫氣轉(zhuǎn)換到交通、軍用、航天等應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵樞紐裝備，隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，未來(lái)將具有巨大的發(fā)展空間。

（二）氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用路徑

隨著越來(lái)越多的行業(yè)將氫能視為燃料源和原料，氫能的用戶群體逐漸呈現(xiàn)多樣化?；跉錃馍a(chǎn)技術(shù)的成熟度與現(xiàn)有工藝結(jié)合的復(fù)雜性，以及現(xiàn)行法規(guī)和經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策，不同行業(yè)形成了各自的氫能應(yīng)用路徑。

在煉化行業(yè)應(yīng)用氫能主要以低碳?xì)錃獯婷禾亢吞烊粴馍a(chǎn)的常規(guī)氫為切入點(diǎn)，利用氫氣和捕獲的二氧化碳來(lái)生產(chǎn)合成燃料的方式，探索氫氣在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用。鋼鐵行業(yè)在傳統(tǒng)的高爐煉鋼方式下，每生產(chǎn)1噸鋼鐵會(huì)產(chǎn)生1.85噸二氧化碳。對(duì)此，應(yīng)用氫氣直接從固態(tài)鐵礦石中除掉氧氣，是鋼鐵行業(yè)應(yīng)用氫氣，實(shí)現(xiàn)脫碳的關(guān)鍵路徑。

發(fā)電行業(yè)應(yīng)用純凈氫氣或氫氣與天然氣的混合氣能夠?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)提供動(dòng)力，成為發(fā)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳的重要技術(shù)路徑。當(dāng)前，燃?xì)廨啓C(jī)制造商正在加快解決因氫燃燒而帶來(lái)的火焰?zhèn)鞑ニ俣冗^(guò)快、二氧化氮排放量高等技術(shù)難題，預(yù)計(jì)在2030年前能夠開(kāi)發(fā)與氫氣完全兼容的輪機(jī)。水泥行業(yè)中三分之一的二氧化碳排放來(lái)自于加熱過(guò)程和觸發(fā)煅燒反應(yīng)所需的燃料源，在這種情況下，氫氣可用作主要的燃料源。對(duì)水泥行業(yè)而言，捕獲生產(chǎn)過(guò)程中排放的碳，并進(jìn)行長(zhǎng)期封存或再利用的方法，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的巨大機(jī)會(huì)，主要體現(xiàn)在“綠氫”加上水泥生產(chǎn)商捕獲的碳，用于生產(chǎn)氨或甲醇等化合物，既能降低能源消耗成本，同時(shí)也凸顯了氫氣跨行業(yè)合作發(fā)展的潛力。

交通運(yùn)輸行業(yè)中貨運(yùn)等大型交通運(yùn)輸產(chǎn)生了大量使用氫燃料的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，其消費(fèi)量足以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。對(duì)于卡車和公共汽車行業(yè)，使用氫能能夠?qū)崿F(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程和快速充電。對(duì)于航運(yùn)行業(yè)，就儲(chǔ)氫密度而言，氫能比電池更適合全球范圍內(nèi)的航運(yùn)，并且可用于燃料電池或燃燒過(guò)程。氫能應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸行業(yè)可以有效規(guī)避電氣化鐵軌成本過(guò)高的情況，因此適合長(zhǎng)途、低利用率的軌道交通（如農(nóng)村或采礦貨運(yùn)）。[4]

（三）氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

目前氫能并不是一個(gè)發(fā)展成熟的行業(yè)，政策是行業(yè)發(fā)展初期重要的驅(qū)動(dòng)力，在示范期內(nèi)不僅需要政府的補(bǔ)貼，還需要政府在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和公共應(yīng)用場(chǎng)景中提供便利。我國(guó)正在加快探索中國(guó)特色氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路，在規(guī)劃引領(lǐng)、市場(chǎng)導(dǎo)向、政策健全、標(biāo)準(zhǔn)制定、企業(yè)主體、協(xié)同創(chuàng)新、開(kāi)放合作、社會(huì)宣傳等氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方面做出引導(dǎo)和扶持。氫能從理論上而言可以形成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，過(guò)去氫能主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，氫氣作為清潔能源在社會(huì)生活中全面應(yīng)用則需要在相關(guān)應(yīng)用技術(shù)、制氫技術(shù)和商業(yè)模式等方面投入大量的資金，地方政府在企業(yè)招商、應(yīng)用補(bǔ)貼和專業(yè)人才引進(jìn)等方面都發(fā)揮著重要的作用。這一點(diǎn)上，長(zhǎng)三角、珠三角和京津地區(qū)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

氫能從制氫到應(yīng)用是一個(gè)非常長(zhǎng)的鏈條，不僅涉及制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、燃料電池等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，需要雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)作為支撐，尤其對(duì)基礎(chǔ)材料工業(yè)、化工工業(yè)和機(jī)械基礎(chǔ)件也有非常高的要求。涉及氫氣來(lái)源的資源包括能源體系、化工體系和裝備體系，其中可再生能源資源的數(shù)量及氯堿工業(yè)、冶金工業(yè)的發(fā)達(dá)程度等因素都會(huì)影響到氫能的來(lái)源及推廣。

此外，氫氣的制取和應(yīng)用涉及的關(guān)鍵技術(shù)非常多，但最關(guān)鍵的是燃料電池、氫氣制取和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)相關(guān)科研院所分布在大連、北京、上海、武漢和邯鄲。科研院所輸出的主要是科研成果和人才，是氫能產(chǎn)業(yè)所有要素中最重要但流動(dòng)性最強(qiáng)的要素。所以，這一要素很難構(gòu)成區(qū)域性固有的競(jìng)爭(zhēng)力，機(jī)制才是吸引人才、留住人才的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力，因此氫能產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用拓展不僅僅需要在技術(shù)上突破，還需要在機(jī)制上創(chuàng)新，正是因?yàn)槿瞬藕涂蒲谐晒牧鲃?dòng)性特征，才使得更多的氫能人才能夠集聚。

（四）各地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件

我國(guó)各區(qū)域的氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)差異比較大，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件來(lái)看，我國(guó)東部地區(qū)的廣東、上海、北京、江蘇、浙江、山東這六個(gè)省市經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚，充分體現(xiàn)了東部沿海地區(qū)強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，同時(shí)良好的經(jīng)濟(jì)水平和配套產(chǎn)業(yè)吸引了大量的人才流入，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和人才基礎(chǔ)能夠極大地支持地區(qū)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。在中部地區(qū)，湖北、湖南等省份經(jīng)濟(jì)水平中等，整個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平在全國(guó)處于中等位置，具有發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)條件。我國(guó)東北地區(qū)，近年來(lái)地區(qū)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)不明顯，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)水平一般。對(duì)于西部地區(qū)，地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)水平相差較大，新疆、西藏及四川部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后，整個(gè)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差。東北地區(qū)和西部地區(qū)同時(shí)還存在人口外遷、人才流失的問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)條件和人才條件都難以滿足氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

我國(guó)東部地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，尤其是山東省、江蘇省和廣東省，工業(yè)和裝備制造業(yè)發(fā)展水平較高，在氫氣的儲(chǔ)運(yùn)裝備制造環(huán)節(jié)具有突出優(yōu)勢(shì)。中部地區(qū)的山西省、河南省和河北省在工業(yè)副產(chǎn)品制氫、焦炭產(chǎn)量、燒堿產(chǎn)量方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，在氫氣的制取環(huán)節(jié)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。西部地區(qū)沒(méi)有強(qiáng)勁的工業(yè)制造業(yè)，但新疆和內(nèi)蒙古地區(qū)具有大量煤炭資源，其煤炭制氫產(chǎn)量居于全國(guó)前列，可以發(fā)揮煤炭資源制取工業(yè)用氫氣。東北部地區(qū)傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)和汽車制造業(yè)具有發(fā)展優(yōu)勢(shì)，可以發(fā)揮氫燃料電池汽車制造優(yōu)勢(shì)。

二、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題

隨著《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》的出臺(tái)，氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展風(fēng)口。我國(guó)2021年在國(guó)家層面及地方層面出臺(tái)了多個(gè)氫能相關(guān)政策和規(guī)劃，以解決我國(guó)氫能領(lǐng)域的頂層設(shè)計(jì)尚不完善的問(wèn)題。雖然我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程逐漸加快，但在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中仍存在一些制約性因素。

（一）核心技術(shù)開(kāi)發(fā)受限

我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)整體取得長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí)，在核心技術(shù)和關(guān)鍵材料方面與世界先進(jìn)水平仍存在差距。目前仍或多或少存在“卡脖子”的技術(shù)難題。如制取“藍(lán)氫”需要涉及二氧化碳捕獲、封存及運(yùn)輸技術(shù)，我國(guó)目前僅有基于化學(xué)吸收法的燃燒前捕獲技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段;在二氧化碳運(yùn)輸方面，我國(guó)目前僅有二氧化碳車運(yùn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用;而二氧化碳的封存受到關(guān)鍵容器和密封性的限制，目前沒(méi)有技術(shù)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。[5]同樣，在儲(chǔ)氫方面，我國(guó)現(xiàn)階段仍以鋰電儲(chǔ)能為主，雖然已推廣實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但是該儲(chǔ)能方式存在安全性差、循環(huán)壽命短、不能大功率放電等不足，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看無(wú)法滿足大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用。氫能的制取、儲(chǔ)運(yùn)等關(guān)鍵技術(shù)和核心部件尚未完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，氫能產(chǎn)業(yè)暫時(shí)還不能做到自主可控發(fā)展。

氫氣輸送是氫能利用的重要環(huán)節(jié)，由于每立方米氫氣的儲(chǔ)能密度較低（相當(dāng)于天然氣的1/3），這就意味著一輛卡車或管道能夠運(yùn)輸?shù)哪芰枯^少，對(duì)壓縮或冷卻操作技術(shù)要求也更高。要實(shí)現(xiàn)氫氣應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化，必須有清潔高效安全的氫氣運(yùn)輸技術(shù)作保障，目前較為成熟的氫氣輸送方式為管道輸送，由于氫氣專用輸送管道鋪設(shè)過(guò)少，運(yùn)送量極為受限。而在城市內(nèi)使用的長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸氫氣的方式，由于裝氫設(shè)備重量和體積過(guò)大，每車能運(yùn)輸?shù)臍錃怏w積較少，運(yùn)輸成本又很高。運(yùn)營(yíng)車方面，車載儲(chǔ)氫瓶壓力主要采用35MPa，國(guó)外多為70MPa。[6]由此可見(jiàn)，運(yùn)輸技術(shù)和運(yùn)輸成本問(wèn)題制約了氫氣的大體積、跨區(qū)域運(yùn)輸，從而阻礙了氫能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展應(yīng)用。

（二）氫能汽車應(yīng)用緩慢

目前使用清潔能源的新能源汽車主要有純電動(dòng)汽車和氫燃料電池汽車兩種，市場(chǎng)上現(xiàn)大量應(yīng)用的以電動(dòng)汽車為主。2016—2020年，中國(guó)氫燃料電池汽車保有量逐年上升，受到疫情影響，2020年銷量有所下滑。2021年，依靠國(guó)家和地方政府的政策補(bǔ)貼，我國(guó)氫燃料電池汽車銷售量達(dá)到1881輛，較2020年增長(zhǎng)25%，目前我國(guó)氫燃料電池汽車保持年銷量1177輛，保有量7352輛的產(chǎn)銷水平，標(biāo)志著我國(guó)氫燃料電池汽車正在逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可接納，進(jìn)入商業(yè)化初期。截至2020年底，我國(guó)氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)行程超過(guò)1億公里，以氫燃料電池的物流汽車和客車為主。但總體氫燃料電池汽車在中國(guó)市場(chǎng)剛剛起步，技術(shù)和市場(chǎng)仍不成熟，處于幼稚期，應(yīng)用領(lǐng)域不具有普適性。

我國(guó)自“十五”規(guī)劃確立了以純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池為“三橫”的新能源汽車“三縱三橫”布局。其中，純電動(dòng)汽車鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，但本身儲(chǔ)能密度較低，適用于小功率、短續(xù)航的車輛，通過(guò)多年產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，經(jīng)濟(jì)性較好;氫燃料電池系統(tǒng)較為復(fù)雜，但氫氣的儲(chǔ)能密度較高，更適合大功率、長(zhǎng)續(xù)航的車輛使用，正處于示范運(yùn)行階段，成本較高。目前我國(guó)氫燃料電池汽車行業(yè)中存在質(zhì)子交換膜燃料電池生產(chǎn)規(guī)模較小、燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)輔助系統(tǒng)關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)較為落后、汽車配套零部件對(duì)外依賴度高等問(wèn)題，導(dǎo)致氫燃料電池汽車在質(zhì)量與性能、購(gòu)置和運(yùn)營(yíng)成本等方面仍處于商業(yè)幼稚期水平。此外，氫燃料電池汽車在使用過(guò)程中，需要建設(shè)新的加氣網(wǎng)絡(luò)，較普通的電力汽車而言，每公里能源成本會(huì)更高，預(yù)計(jì)在近兩年內(nèi)，氫燃料電池在市場(chǎng)推動(dòng)應(yīng)用方面的速度不會(huì)有較大的增長(zhǎng)提升，消費(fèi)者還是更傾向于純電動(dòng)能源汽車。[7]

（三）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢

《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》中提出，“加大制、儲(chǔ)、輸、用氫全鏈條安全技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用”，表明我國(guó)已經(jīng)將氫氣的制取和應(yīng)用劃分到能源體系，提高了產(chǎn)業(yè)上下游參與氫能建設(shè)的積極性和信心，進(jìn)而提升了上下游配套服務(wù)能力，但氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施要求較高，目前我國(guó)在這方面的建設(shè)尚不完善。

我國(guó)目前氫能基礎(chǔ)設(shè)施不完善主要問(wèn)題還是在加氫站的建設(shè)方面，雖然我國(guó)加氫站的建設(shè)數(shù)量在逐年增長(zhǎng)，但由于缺乏完善的建設(shè)體系標(biāo)準(zhǔn)，加氫站的建設(shè)需要經(jīng)過(guò)多部門的審核批準(zhǔn)，導(dǎo)致其建設(shè)周期過(guò)長(zhǎng)。目前對(duì)于加氫站的管理缺乏明確的政府管理部門，為了解決加氫站建設(shè)過(guò)程中涉及的多個(gè)安全許可證書(shū)，建設(shè)方需要到消防部門、市場(chǎng)監(jiān)管部門、園區(qū)管理部門等多個(gè)政府管理部門申請(qǐng)不同的經(jīng)營(yíng)許可，加上各部門之間的管理標(biāo)準(zhǔn)不同，對(duì)相關(guān)材料的要求更是復(fù)雜多樣，嚴(yán)重耗費(fèi)了投資建設(shè)方的時(shí)間和費(fèi)用，降低了市場(chǎng)建設(shè)加氫站的積極性，同時(shí)也制約了燃料電池汽車的市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模。[8]我國(guó)加氫站建設(shè)成本較高，不包括土地成本在內(nèi)，一座日加氫能力500kg的35MPa加氫站需要花費(fèi)1500萬(wàn)元左右，其中設(shè)備成本約占70%。除此之外，還要面臨設(shè)備維護(hù)與替換、人工、保險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)等費(fèi)用，在扣除建設(shè)成本、維護(hù)成本及管理成本后，加氫站的運(yùn)營(yíng)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)盈利。更需要關(guān)注的問(wèn)題是，目前我國(guó)加氫站建設(shè)的關(guān)鍵部件全部依賴進(jìn)口，在疫情的沖擊下，進(jìn)口成本大幅上升，同時(shí)還要考慮設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，需要額外支付高額維修費(fèi)聘請(qǐng)國(guó)外技術(shù)專家進(jìn)行設(shè)備維修，增加了加氫站的建設(shè)成本和建設(shè)難度。

此外，我國(guó)的氫能應(yīng)用主要還是用于工業(yè)生產(chǎn)，在氫燃料電池汽車市場(chǎng)的應(yīng)用規(guī)模很小，對(duì)氫氣的需求量較低，對(duì)加氫站的加氫需求遠(yuǎn)小于加氫站的供給能力，導(dǎo)致已建成的加氫站大部分還處于尚未應(yīng)用的狀態(tài)，造成了資源的閑置浪費(fèi)和加氫站的虧損經(jīng)營(yíng)。[9]

（四）安全問(wèn)題備受關(guān)注

氫能作為一種新的能源要得到推廣和應(yīng)用，其安全性應(yīng)該首先被關(guān)注。2019年5月韓國(guó)江原道氫燃料儲(chǔ)存罐爆炸，2019年6月美國(guó)加州圣塔克拉拉儲(chǔ)氫罐泄漏爆炸，2019年6月10日挪威首都奧斯陸地鐵站附近的加氫站發(fā)生著火爆炸，同年?yáng)|莞某公司的一輛氫氣高壓管束車在充裝過(guò)程中因氫氣泄露發(fā)生火災(zāi)。[10]2020年4月，美國(guó)北卡州朗維尤（Long View）的一家氫燃料電池工廠發(fā)生爆炸事故，該公司是美國(guó)東海岸唯一的燃料電池工廠，主要為叉車和半掛式卡車提供動(dòng)力。2020 年5月23日，韓國(guó)江原道江陵市的一個(gè)氫燃料儲(chǔ)存罐發(fā)生爆炸，造成2人死亡，另有6人出現(xiàn)輕重程度不同的受傷。同年6月1日，在美國(guó)加州圣塔克拉拉一家化工廠的儲(chǔ)氫罐泄露爆炸，導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧淙剂想姵仄嚨臍涔?yīng)中斷。加氫站等配套設(shè)施事故頻發(fā)對(duì)一些堅(jiān)持用氫燃料電池汽車技術(shù)替代純電動(dòng)汽車技術(shù)的車企是重大打擊。同時(shí)，爆炸發(fā)生后導(dǎo)致氫供應(yīng)中斷，也凸顯出氫燃料電池汽車使用面臨的挑戰(zhàn)，對(duì)剛剛萌芽的氫能產(chǎn)業(yè)造成了巨大的負(fù)面影響。氫氣作為一種全新的清潔能源，外界對(duì)其了解較少，很多駕駛員使用習(xí)慣還是更加傾向于熟悉的燃油汽車和純電動(dòng)汽車，對(duì)氫燃料電池汽車持有懷疑和排斥態(tài)度，這些問(wèn)題都需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的宣傳才能得到大眾接受。由于氫氣具有擴(kuò)散系數(shù)大，爆炸極限寬，點(diǎn)火溫度低等特點(diǎn)，一旦發(fā)生泄漏，極易引起爆炸與火災(zāi)，會(huì)對(duì)加氫站周圍的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成極大的損失，在人們的傳統(tǒng)印象中，給氫燃料貼上了易燃易爆炸的標(biāo)簽。加氫站作為氫燃料電池汽車的燃料補(bǔ)給站，其數(shù)量必然會(huì)快速增長(zhǎng)，并會(huì)朝著人口較為密集的地區(qū)進(jìn)行布置。因此，加氫站的安全性必然會(huì)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)也制約著氫燃料電池汽車行業(yè)的發(fā)展。[11]

三、加快我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的政策建議

“碳達(dá)峰、碳中和”的減排目標(biāo)是推動(dòng)我國(guó)綠色低碳發(fā)展的內(nèi)在要求，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)必然向綠色轉(zhuǎn)型，氫能作為可再生清潔能源，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略發(fā)展方向，應(yīng)當(dāng)依據(jù)國(guó)家層面的氫戰(zhàn)略路線圖，設(shè)定明確的發(fā)展目標(biāo)，引導(dǎo)和鼓勵(lì)氫能的廣泛應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的不斷發(fā)展和完善，加快我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐，實(shí)現(xiàn)氫能市場(chǎng)快速發(fā)展。[12]

（一）加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展

氫能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵在于全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)突破。中央與地方財(cái)政資金應(yīng)加大公共資金對(duì)氫能技術(shù)的研發(fā)支持，鼓勵(lì)和吸引企業(yè)積極開(kāi)展創(chuàng)新，重點(diǎn)發(fā)力基礎(chǔ)研究，為關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新提供支撐，為核心技術(shù)突破和關(guān)鍵材料研發(fā)打好基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)燃料電池、氫燃料、電解槽和配套設(shè)施的降本增效。同時(shí)，要組建企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)全社會(huì)相關(guān)領(lǐng)域研發(fā)力量進(jìn)行科技攻關(guān)，聚焦核心技術(shù)，加快突破技術(shù)短板。長(zhǎng)期來(lái)看，電解水制氫，特別是利用可再生能源電解水制氫是行業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)，可以通過(guò)合作資助、聯(lián)合研發(fā)、應(yīng)用示范等形式參與國(guó)內(nèi)外相關(guān)項(xiàng)目，為大規(guī)模、商業(yè)化電解水制氫提供基礎(chǔ)研究支撐。[13]

發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)前期投入大，這需要行業(yè)龍頭企業(yè)先試先行，起到帶頭引領(lǐng)作用。高等院校、科研機(jī)構(gòu)作為技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新的核心高地，需要發(fā)揮自身的科研能力，積極投入氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游核心技術(shù)的研發(fā)突破。中小企業(yè)尤其是“專精特新”中小企業(yè)作為資源靈活的市場(chǎng)主體，則要充分發(fā)揮市場(chǎng)能動(dòng)性，積極參與氫能產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)的研發(fā)和推廣。政府部門作為引導(dǎo)者和服務(wù)者，要發(fā)揮引導(dǎo)作用，搭建企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)雙向多模式的合作平臺(tái)，推動(dòng)構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同擴(kuò)散的網(wǎng)絡(luò)體系。通過(guò)多方的協(xié)同合作，加快關(guān)鍵核心技術(shù)突破，大幅降低產(chǎn)業(yè)化成本，為中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)高起點(diǎn)、高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。同時(shí)通過(guò)融資模式創(chuàng)新，以風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享的形式，打消先行者的顧慮，鼓勵(lì)私營(yíng)領(lǐng)域加大對(duì)氫能領(lǐng)域的投資。目前氫能產(chǎn)業(yè)成本過(guò)高，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程受阻主要因素之一在于氫氣的儲(chǔ)存和輸送環(huán)節(jié)成本過(guò)高。利用現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施輸配氫氣是降低輸送成本的方案之一。根據(jù)歐洲天然氣輸配系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的估測(cè)，可以在沒(méi)有任何技術(shù)限制的情況下將10%的氫氣混入天然氣進(jìn)行輸配，減少重新建設(shè)氫氣運(yùn)輸管道的時(shí)間和費(fèi)用。目前國(guó)內(nèi)缺乏鋪設(shè)氫氣長(zhǎng)距離運(yùn)輸管道的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，需要培養(yǎng)專業(yè)的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才，盡快實(shí)現(xiàn)多種方式的氫氣管道運(yùn)輸。[14]

（二）提高氫能汽車采購(gòu)補(bǔ)貼，刺激市場(chǎng)需求

中央政府及地方政府的補(bǔ)貼是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素之一。首先政府要加大對(duì)購(gòu)買氫燃料電池汽車的消費(fèi)者補(bǔ)貼，提高氫燃料電池汽車的成本優(yōu)勢(shì)，刺激消費(fèi)者購(gòu)買氫能汽車。其次是對(duì)氫氣進(jìn)行補(bǔ)貼，即對(duì)使用氫燃料的汽車每百公里燃料費(fèi)進(jìn)行補(bǔ)貼，與普通柴油車及汽油車持平或更低，降低消費(fèi)者氫燃料成本費(fèi)用。[15]

除了降低氫燃料電池汽車成本外，地方交通部門、城市管理部門可以加強(qiáng)合作，以定線物流貨運(yùn)車、公交車、市政環(huán)衛(wèi)車、郵政快遞車等項(xiàng)目為重點(diǎn)，加快推進(jìn)公共服務(wù)領(lǐng)域氫燃料電池汽車的推廣應(yīng)用，穩(wěn)步提升氫燃料電池汽車應(yīng)用規(guī)模。對(duì)在地區(qū)注冊(cè)登記的中型及以下氫燃料電池貨車，可以新增納入地區(qū)城市配送示范車輛范圍，給予通行便利，加大便利性政策補(bǔ)貼。政府部門要加大氫燃料電池汽車的商業(yè)運(yùn)作模式探索，制定支持氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用的平臺(tái)建設(shè)方案，大力支持相關(guān)汽車企業(yè)成立融資租賃平臺(tái)，推廣氫燃料電池汽車大規(guī)模示范應(yīng)用。

地方政府可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，制定有針對(duì)性的氫能產(chǎn)業(yè)激勵(lì)手段，增強(qiáng)氫能市場(chǎng)需求。對(duì)于高能耗高污染的制造行業(yè)，政府可以設(shè)立能源改造補(bǔ)貼政策和氫能應(yīng)用獎(jiǎng)勵(lì)政策，對(duì)率先使用氫能能源替代化石能源的企業(yè)提供補(bǔ)貼獎(jiǎng)勵(lì)，降低企業(yè)應(yīng)用氫能的成本，提高能源轉(zhuǎn)型的積極性。對(duì)于氫燃料電池汽車的市場(chǎng)消費(fèi)者，政府可以充分發(fā)揮服務(wù)職能，與汽車生產(chǎn)企業(yè)合作，搭建宣傳平臺(tái)，定期舉辦氫燃料電池汽車科普講座、新型氫燃料電池汽車展會(huì)等方式，提高市場(chǎng)消費(fèi)者對(duì)氫燃料電池汽車的深入了解和親身體驗(yàn)，從而刺激市場(chǎng)消費(fèi)需求。[16]

（三）明確氫能發(fā)展目標(biāo)，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

目前我國(guó)正加快氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，已推出國(guó)家層面的氫戰(zhàn)略和路線圖，以實(shí)現(xiàn)“碳中和、碳達(dá)峰”為原則，確立了氫能在長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略中應(yīng)發(fā)揮的作用。政府部門應(yīng)制定加快氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)措施，首先要將氫氣從危險(xiǎn)化學(xué)品類別中剔除，降低加氫站建設(shè)的安全性顧慮。其次是明確和完善加氫站審批流程，對(duì)用地規(guī)劃許可、工程建設(shè)許可、施工許可、竣工驗(yàn)收、投入運(yùn)營(yíng)等階段的審查、批準(zhǔn)流程進(jìn)行完善和簡(jiǎn)化，在保證項(xiàng)目符合實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的前提下盡可能簡(jiǎn)化審批程序。在政府的資助下，加快開(kāi)展全國(guó)加氫基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、加氫站建設(shè)及經(jīng)營(yíng)工作，力爭(zhēng)在2050年建成覆蓋全國(guó)的加氫網(wǎng)絡(luò)。為了保證加氫基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的推進(jìn)，可以將整個(gè)規(guī)劃分為測(cè)試驗(yàn)證、試驗(yàn)推廣、商業(yè)推廣三個(gè)階段實(shí)施，對(duì)加氫基礎(chǔ)設(shè)施在融資、采購(gòu)、運(yùn)營(yíng)及后期市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的資產(chǎn)分配方案出臺(tái)詳細(xì)的規(guī)劃，盡快形成以市場(chǎng)為主導(dǎo)的氫能基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。[17]

國(guó)家層面要制定一系列加氫站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范政策，為加氫站的質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)，在制定加氫站標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，采取開(kāi)放的發(fā)展態(tài)度，廣泛吸收氫能產(chǎn)業(yè)鏈上各類企業(yè)包括國(guó)外企業(yè)的建議，既要參照先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也考慮到我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的實(shí)際情況。各地政府和企業(yè)依據(jù)國(guó)家建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)加氫站建設(shè)行動(dòng)方案，明確加氫站建設(shè)目標(biāo)。各地區(qū)需要根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)條件和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，對(duì)加氫站的建設(shè)投資適當(dāng)提供政府補(bǔ)貼。在國(guó)內(nèi)政策紅利支撐下，加快加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐。[18]

（四）構(gòu)建氫能應(yīng)用安全體系，提升市場(chǎng)信心

目前社會(huì)公眾處于對(duì)氫能了解尚淺的階段，安全發(fā)展是保障氫能產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)步的首要條件。如果在氫能剛起步階段就頻繁發(fā)生重大安全事故，會(huì)嚴(yán)重降低社會(huì)公眾對(duì)氫能應(yīng)用的信心，在加快氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，安全是首要考慮的問(wèn)題。對(duì)此，企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)要重點(diǎn)針對(duì)氫氣在上下游各個(gè)環(huán)節(jié)的安全技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，保證制取技術(shù)、儲(chǔ)存運(yùn)輸設(shè)備和終端應(yīng)用的安全性;政府要發(fā)揮監(jiān)管職能，從國(guó)家層面到地方層面，多部門聯(lián)合出臺(tái)氫能安全管理標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)立專門的安全監(jiān)管部門對(duì)氫能相關(guān)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)管監(jiān)督，建立氫能應(yīng)用的事前、事中和事后全過(guò)程監(jiān)督體系。[19]當(dāng)前，歐美等國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)氫能安全技術(shù)管理辦法，明確規(guī)定了企業(yè)要從事氫能產(chǎn)業(yè)必須具備成熟、安全的基礎(chǔ)技術(shù)，同時(shí)還需具備符合安全標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。我國(guó)可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家氫能安全管理辦法，根據(jù)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展水平，在氫能安全相關(guān)政策中列明氫能發(fā)展安全的基礎(chǔ)與核心技術(shù)，鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)率先攻關(guān)安全技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)財(cái)政部門可以設(shè)置氫能安全技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)，保障氫能安全技術(shù)研發(fā)的財(cái)政支持。通過(guò)多方共同努力，構(gòu)建氫能應(yīng)用安全體系。[20]

企業(yè)要引進(jìn)專業(yè)的氫能專家，幫助企業(yè)在加氫站制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、用氫等環(huán)節(jié)，進(jìn)行充分的安全指導(dǎo)和評(píng)審，避免整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)、試生產(chǎn)、投產(chǎn)過(guò)程中的資源浪費(fèi)和隱患。政府設(shè)立氫能安全相關(guān)部門，針對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)安全問(wèn)題，進(jìn)一步完善和細(xì)化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，貼近企業(yè)需求，制定真正實(shí)用的氫能系列規(guī)范。[21]同時(shí)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)資質(zhì)審核，符合資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)才能取得生產(chǎn)或經(jīng)營(yíng)許可證，對(duì)外進(jìn)行銷售氫能產(chǎn)品。政府安全部門要積極倡導(dǎo)企業(yè)對(duì)操作人員、管理人員進(jìn)行全方位安全培訓(xùn)，提升員工的整體素質(zhì)水平，使他們具備應(yīng)急處置能力，并推動(dòng)企業(yè)積極了解國(guó)家和行業(yè)相關(guān)要求，參與行業(yè)組織的活動(dòng)，進(jìn)一步了解行業(yè)安全和政策法規(guī)最新動(dòng)向。[22]

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯 張亨明）