中國儲能網(wǎng)訊：氫能源已在全球應(yīng)對氣候變化和碳減排中成為備受矚目的焦點，也是建設(shè)新型能源體系、推進(jìn)能源綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵選擇。歐洲、美國、日本和韓國等先進(jìn)經(jīng)濟體已紛紛制定氫能源發(fā)展藍(lán)圖，推動產(chǎn)業(yè)迅速擴張。在我國，氫能源同樣占據(jù)國家能源戰(zhàn)略的重要地位。隨著《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021~2035年）》的發(fā)布，構(gòu)建一套清潔、低碳且成本優(yōu)化的氫能“制儲輸用”全鏈條體系，可以為全球氣候治理貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。本文分析當(dāng)前氫能發(fā)展存在的挑戰(zhàn)及機遇，提出有利于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議。
發(fā)展氫能的意義與現(xiàn)實必要性
習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出的“雙碳”目標(biāo)，為我國能源行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型指明了前進(jìn)方向和行動指南。2022年3月《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021~2035年）》的發(fā)布，明確了“氫能+”的戰(zhàn)略定位，展示了我國對于氫能源技術(shù)研發(fā)的堅定決心，它不僅倡導(dǎo)各地利用各自資源優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)布局，因地制宜發(fā)展制氫技術(shù)，更期望構(gòu)建一套清潔、低碳且成本優(yōu)化的氫能生產(chǎn)體系，從而為全球氣候治理貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。
氫能是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要選擇
根據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021~2035年）》，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)被明確劃分為三個階段：到2025年，期望氫能產(chǎn)業(yè)建立起成熟的政策環(huán)境，能夠顯著提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力；到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系要更加完備，可再生能源制氫將得到廣泛應(yīng)用，有效推動碳達(dá)峰目標(biāo)的實現(xiàn)；2035年，氫能產(chǎn)業(yè)將形成一個高度成熟的體系，建立起一個多元化的氫能應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)?？偟膩碚f，氫能產(chǎn)業(yè)的每一個發(fā)展階段的目標(biāo)設(shè)定都具有深遠(yuǎn)的意義，它們將共同推動氫能產(chǎn)業(yè)的繁榮與進(jìn)步，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)與可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
氫能是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)
氫能作為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵選擇，其產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了上游制氫、中游存儲與輸送、下游應(yīng)用三個核心環(huán)節(jié)。上游制氫領(lǐng)域呈多元化發(fā)展，包括了化石能源制氫、電解水制氫、新型制氫技術(shù)。中游的存儲與輸送環(huán)節(jié)，則需要借助高壓儲氫罐、高壓管式運輸車輛、純氫/摻氫長輸管道等先進(jìn)設(shè)備，確保氫氣的高效、安全傳輸。而下游應(yīng)用，則是氫能發(fā)揮巨大潛力的舞臺。展望未來，氫能產(chǎn)業(yè)鏈將持續(xù)深化，技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)融合將成為推動氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。
國際上對氫能的重視，很大程度是基于環(huán)境和氣候目標(biāo)。在“雙碳”背景下，發(fā)展氫能是實現(xiàn)碳減排目標(biāo)的重要途徑之一。氫能的廣泛應(yīng)用，一方面可以促進(jìn)新能源的大規(guī)模消納，另一方面可以實現(xiàn)化工、能源、交通等領(lǐng)域的深度脫碳，成為推動中國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要力量。
氫能技術(shù)研究，將對全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展起到積極作用，特別是氫電耦合確保電網(wǎng)安全高效運行。新型電力系統(tǒng)以高比例可再生能源為主體，展現(xiàn)出綠色低碳、靈活柔性與數(shù)字智能的特點。在這種背景下，氫能可以發(fā)揮長周期、大容量儲能優(yōu)勢，可以為新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。
氫能經(jīng)濟性研究是鼓勵產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的動力，對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。當(dāng)前，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展受限于尚未成熟的商業(yè)模式，制氫成本較高，成為其大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙。
氫能發(fā)展的挑戰(zhàn)與機遇
技術(shù)挑戰(zhàn)
氫能作為危險化學(xué)品的認(rèn)知需要進(jìn)一步加強。中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈在安全監(jiān)管方面存在著不足，各安全監(jiān)管機構(gòu)的職責(zé)劃分不夠清晰，新興制、儲、運環(huán)節(jié)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不全。因此，亟需加快制定氫能行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，以確保氫能產(chǎn)業(yè)鏈安全可持續(xù)發(fā)展。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈存在諸多薄弱環(huán)節(jié)。中國的氫能產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全成熟，在制氫、儲氫、運氫和應(yīng)用四個方面均存在短板。在產(chǎn)業(yè)鏈的上游，大容量、低電耗電解槽還處于研發(fā)階段，PEM電解槽核心材料還不能實現(xiàn)完全國產(chǎn)化生產(chǎn)。在產(chǎn)業(yè)鏈的中游，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（加氫站、輸氫管道等）存在較大缺口。在產(chǎn)業(yè)鏈的下游，氫能的應(yīng)用有限，主要應(yīng)用于交通領(lǐng)域，在化工、能源等領(lǐng)域仍處于示范階段。
總的來說，中國的氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，需要進(jìn)一步推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、成本降低和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以推動氫能的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
經(jīng)濟挑戰(zhàn)
產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展存在不平衡和不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。儲運技術(shù)尚不完善，導(dǎo)致儲運成本在氫氣終端售價中占比較大。關(guān)鍵技術(shù)材料和裝備依然嚴(yán)重依賴進(jìn)口，尤其是高壓力儲氫容器、氫壓縮機等裝備，以及質(zhì)子交換膜、催化劑等核心材料。為實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，需加快關(guān)鍵技術(shù)和裝備國產(chǎn)化進(jìn)程，降低生產(chǎn)成本。
綠氫生產(chǎn)面臨成本高是規(guī)?；l(fā)展的主要障礙。中國的綠氫制備產(chǎn)業(yè)、商業(yè)模式仍在探索階段，相較灰氫和藍(lán)氫仍存在成本高的問題。為推動綠氫商業(yè)化應(yīng)用，需通過技術(shù)進(jìn)步、優(yōu)化制氫模式等方式降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)業(yè)鏈效益；同時，建議出臺支持政策，吸引更多投資者參與，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
外部挑戰(zhàn)日益加劇。國際競爭、技術(shù)封鎖、貿(mào)易管控等給關(guān)鍵零部件和材料進(jìn)口帶來不確定風(fēng)險，企業(yè)還需加強內(nèi)部實力，提高自主創(chuàng)新能力，拓寬供應(yīng)鏈多元化渠道，降低進(jìn)口的依賴，有效規(guī)避外部風(fēng)險，確保企業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。
綠氫價值未充分體現(xiàn)。首先，國家層面未建立相應(yīng)的綠氫標(biāo)準(zhǔn)以及碳減排方法學(xué)，這導(dǎo)致了綠氫在能源市場中缺乏規(guī)范和認(rèn)可。其次，我國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)尚未接軌，這也影響了我國綠氫產(chǎn)能的對外輸送，阻礙了我國綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
面對這些挑戰(zhàn)，我國正在深入推進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用，致力于使氫能的生產(chǎn)、儲運等環(huán)節(jié)變得更安全、更高效、更經(jīng)濟。同時，也在加快完善氫能全產(chǎn)業(yè)鏈支持政策，充分整合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)資源和國際市場，引導(dǎo)行業(yè)主體深度參與全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈建設(shè)。
氫能發(fā)展的政策建議與未來展望
政策支持框架
觀察國際上成功推動氫能發(fā)展的國家，如日本、韓國、德國等，可以發(fā)現(xiàn)它們都有一系列支持氫能發(fā)展的政策，包括補貼、稅收優(yōu)惠、研發(fā)資助等。中國可以借鑒這些國家的經(jīng)驗，制定和實施有利于氫能發(fā)展的政策。
2022年3月，《氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃（2021~2035年）》的發(fā)布明確了我國將氫能作為能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略重點，為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和碳減排目標(biāo)提供重要支持。通過推動氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為我國實現(xiàn)綠色低碳的能源未來奠定堅實基礎(chǔ)。
在中國東南部地區(qū)，特別是在上海和廣東等地，已提出一系列措施促進(jìn)加氫站內(nèi)電解水制氫技術(shù)的發(fā)展思路，推動氫能作為新型能源在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。在中國西部地區(qū)，政策重點傾向于推動可再生能源制氫在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，從而替代傳統(tǒng)的高碳排放能源來源，在大規(guī)模消納新能源的同時實現(xiàn)生產(chǎn)過程的低碳化。在氫能生產(chǎn)整體格局穩(wěn)步推進(jìn)的同時，我國對綠色氫能技術(shù)的扶持和投入將進(jìn)一步增加，以應(yīng)對環(huán)境污染和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的挑戰(zhàn)。
技術(shù)創(chuàng)新方向
中國在氫能領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用方面已取得了顯著成果，形成超過20項首臺（套）裝備。在電解水制氫技術(shù)方面，研發(fā)項目從堿性電解水制氫技術(shù)開始，逐漸向質(zhì)子交換膜、高溫固體氧化物、海水制氫等多種不同技術(shù)轉(zhuǎn)變。
現(xiàn)投運的電解水制氫系統(tǒng)，有效降低了運營成本。部分系統(tǒng)制氫能耗已降低至4.0千瓦時/標(biāo)立方米，以每千瓦時0.1元的電價計算，幾乎與使用天然氣制氫的成本相當(dāng)。如果將綠氫與風(fēng)光發(fā)電相結(jié)合，使風(fēng)光發(fā)電年利用小時達(dá)到4000小時以上，那么制氫成本有望進(jìn)一步降低至10元/千克左右，基本可以與煤制氫的成本持平。這種創(chuàng)新的發(fā)展方向不僅有利于實現(xiàn)綠氫單位制氫的經(jīng)濟性，還為清潔能源轉(zhuǎn)型提供了更多可能性。
堿性電解槽的電極是電化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵，直接影響著制氫效率，電極的電流密度是評價其性能的重要指標(biāo)，目前國內(nèi)廠家的電極產(chǎn)品電流密度普遍在3000安培/平方米至3500安培/平方米左右。在保時來、莒納科技、輝瑞絲網(wǎng)、盈銳優(yōu)創(chuàng)、力炻電極、圖靈科創(chuàng)等一批企業(yè)的推動下，國內(nèi)堿性電解槽電極正朝著“高電密”方向邁進(jìn)。為了實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，降低電耗，提高綜合性價比是關(guān)鍵所在。未來5年，中國綠氫產(chǎn)業(yè)將迎來快速增長期。
國際合作與交流
氫能的發(fā)展需要國際合作，特別是在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定方面。中國應(yīng)當(dāng)積極參與國際氫能組織和項目，與國際伙伴共同推動氫能技術(shù)的發(fā)展和全球氫能市場的形成。
2024年，中國氫能產(chǎn)業(yè)在國際交流上的中兩個重要事件，分別是中國氫能展和中國氫能國際峰會。中國氫能展以“厚植氫能新質(zhì)生產(chǎn)力，培育綠色發(fā)展新動能”為主題，為全球氫能業(yè)界伙伴提供了一個開放合作、共享未來的國際性交流平臺。中國氫能國際峰會建立一個全球性平臺，以促進(jìn)氫能技術(shù)的國際交流與合作，推動氫能產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，共同應(yīng)對全球氣候變化和能源安全的挑戰(zhàn)。
這些活動不僅展示了中國氫能產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展，也為國際氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了交流與合作的平臺，有助于推動全球氫能產(chǎn)業(yè)的共同進(jìn)步。
相關(guān)結(jié)論
根據(jù)2024年氫能發(fā)展現(xiàn)狀，我們可以得出五個關(guān)于氫能發(fā)展的結(jié)論：
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的重要途徑之一。工業(yè)、能源、交通等領(lǐng)域是碳排放大國的關(guān)鍵領(lǐng)域，通過氫能的可存儲性和規(guī)模化應(yīng)用，實現(xiàn)電力在時間上的可轉(zhuǎn)移，通過氫能替代化石能源，從而實現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域降碳脫碳，是氫能發(fā)展重要因素。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期需要更多政策支持。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國地方政府發(fā)布的氫能政策共438項，涵蓋發(fā)展規(guī)劃、財政支持、項目支持等多個領(lǐng)域，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策保障。若要實現(xiàn)氫能的高質(zhì)量發(fā)展，則需要在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈以及新興技術(shù)方面緊密銜接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時出于經(jīng)濟性考量也需出臺地方性支持政策。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍需加大科技創(chuàng)新力度。當(dāng)前我國氫能全產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新取得了顯著成果，但應(yīng)清醒地看到我們與國外先進(jìn)技術(shù)相比仍存在較大差距，特別是在關(guān)鍵材料、關(guān)鍵技術(shù)以及配套應(yīng)用方面差距明顯。因此建議加大氫能上游產(chǎn)業(yè)的制備技術(shù)攻關(guān)，降低制氫成本；加大氫能中游儲運環(huán)節(jié)技術(shù)創(chuàng)新，降低運氫成本；加大氫能下游應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，增加產(chǎn)業(yè)營收，促進(jìn)氫能高質(zhì)量可持續(xù)性發(fā)展。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要全產(chǎn)業(yè)鏈條的協(xié)同作用。探索氫能、電能耦合發(fā)展，開展氫能多場景綜合應(yīng)用。充分發(fā)揮氫能的能源與物質(zhì)屬性，構(gòu)建以可再生能源制氫為紐帶的多能互補發(fā)展模式和新型能源系統(tǒng)，打造“熱電冷+氫”的綜合能源服務(wù)模式，推動地區(qū)“火、風(fēng)、光、氫、儲”一體化示范項目建設(shè)，打通氫能“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈條。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要加大合作交流力度。近年來我國在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得了積極成效，但在政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)等方面仍有不足，需要通過國內(nèi)外、省內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外之間交流合作，積極推進(jìn)國際間綠氫（氨、醇）標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)，加大借鑒和創(chuàng)新力度，才能在氫能產(chǎn)業(yè)培育出具備新質(zhì)生產(chǎn)力特質(zhì)的競爭優(yōu)勢。
