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一、前言
氫能作為一種清潔、高效、可再生的能源,被視為未來能源體系變革的核心要素。在碳中和戰(zhàn)略背景下,氫能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展對推動能源結構低碳轉型具有關鍵作用,已成為世界各國能源戰(zhàn)略布局的焦點。根據(jù)國際能源署(IEA)統(tǒng)計,截至2024年9月,已有超過50個國家和地區(qū)發(fā)布氫能戰(zhàn)略,全球清潔氫能項目的投資額也達到了750億美元,到2050年全球氫能需求量將達到5.2×108 t/a,占全球終端能源使用總量的13%。為此,各國依托差異化技術路線與產(chǎn)業(yè)稟賦,形成了以“制 ? 儲 ? 運 ? 用”全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新為軸心的系統(tǒng)性布局。美國啟動“氫能地球計劃”重點攻關低成本制氫與燃料電池技術;德國依托“H2Giga”等專項布局電解槽與液態(tài)儲氫體系;日本在“綠色增長戰(zhàn)略”框架下發(fā)展液氫儲運技術;我國則通過《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》推動堿性電解槽與燃料電池關鍵技術的突破。
在供應鏈環(huán)節(jié),氫能發(fā)展面臨上游制氫成本極化、中游儲運技術路線割裂、下游應用場景失衡等結構性挑戰(zhàn)。學術界對此展開深度解構,研究范式呈現(xiàn)三大演進方向。在政策分析維度,研究者們試圖揭示政策焦點從研發(fā)補貼向市場機制設計的轉變規(guī)律;在技術經(jīng)濟維度,研究重點轉向全生命周期成本分析;在地緣政治維度,學界開始關注氫能標準話語權爭奪等。這些研究共識表明,氫能發(fā)展已超越單純的技術競爭,演變?yōu)楹w產(chǎn)業(yè)政策、金融工具、標準體系的系統(tǒng)性創(chuàng)新活動,亟需對供應鏈各環(huán)節(jié)技術特性進行系統(tǒng)解構及基于“成本 ? 技術 ? 政策”協(xié)同框架的鏈式分析。
鑒于此,本文從供應鏈全流程的角度出發(fā),深入探討國際氫能供應鏈的三大關鍵環(huán)節(jié):氫氣制?。ü溕嫌危?、氫氣儲運(供應鏈中游)和氫氣應用(供應鏈下游),旨在系統(tǒng)揭示國際氫能產(chǎn)業(yè)階段性布局和供應鏈傾向的內(nèi)在邏輯。一方面,聚焦于氫能發(fā)展與碳中和的實際關聯(lián),探討國際端在推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的政策導向、資金投入和階段性發(fā)展目標;另一方面,從供應鏈傾向?qū)用?,細化產(chǎn)業(yè)鏈的技術關鍵節(jié)點、核心裝備及技術優(yōu)化路徑,強調(diào)政策與技術之間的協(xié)調(diào)性和互補性。進一步地,通過對國際氫能產(chǎn)業(yè)細分領域的深入分析,揭示各環(huán)節(jié)在技術演進、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同及應用落地中的突破點;據(jù)此探討如何推動國內(nèi)氫能供應鏈的全鏈條優(yōu)化和布局調(diào)整,并提出對策建議,幫助優(yōu)化國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局和技術路徑,以期推動國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展和跨國合作。
二、 氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈發(fā)展的關鍵點
通過對國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)的全面調(diào)研和深入分析,本研究綜合提出了全球碳中和戰(zhàn)略框架下的氫能產(chǎn)業(yè)布局框架(見圖1)。進一步通過氫能產(chǎn)業(yè)鏈的階段性分析,揭示國際氫能產(chǎn)業(yè)布局與供應鏈的上、中、下游突破的邏輯關系(見圖2)。

圖1 國際碳中和目標與氫能布局

圖2 國際氫能布局與供應鏈的上、中、下游突破
(一) 氫氣制取的上游構建
氫氣生產(chǎn)供應鏈的構建是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提和基礎,其核心在于原料來源多元化、生產(chǎn)路徑低碳化、生產(chǎn)工藝高效化。在傳統(tǒng)制氫路徑中,基于化石能源的熱化學轉換工藝仍占據(jù)重要地位。近年來,通過催化材料的優(yōu)化和工藝流程的精細化調(diào)控,該技術在提升氫氣產(chǎn)率的同時,有效降低了能源消耗和環(huán)境影響。在清潔制氫領域,電解水制氫作為未來低碳能源的重要突破口,其產(chǎn)業(yè)鏈的完善依賴于核心材料創(chuàng)新與系統(tǒng)集成優(yōu)化。高性能催化劑和高穩(wěn)定性電解膜的研發(fā),推動了電解效率的提升,而模塊化電解槽的應用則增強了制氫系統(tǒng)的適配性,使其與風能、太陽能等可再生能源高效耦合,助力氫能在未來能源體系中的深度嵌入。此外,先進氣化技術及新型熱解工藝的應用,進一步提升氫氣生產(chǎn)體系的靈活性和適應性。通過精準控制反應過程和高效分離副產(chǎn)物,不僅優(yōu)化氫氣收率,同時也降低碳排放強度。整體來看,氫氣生產(chǎn)供應鏈正向高效化、低碳化、智能化方向加速升級。
(二) 氫氣儲運的中游完善
氫氣輸送與儲存環(huán)節(jié)構成氫能供應鏈的中樞,其供應鏈優(yōu)化的關鍵在于提升儲氫密度、降低輸運成本及構建高效分銷體系。在儲存技術上,吸附劑的研究聚焦于材料性能的多樣化與優(yōu)化,有機金屬框架材料(MOFs)、石墨烯衍生材料等的應用,不僅能提升吸附效率,還能加速解吸過程的動態(tài)響應能力。在輸運網(wǎng)絡方面,全球多個國家已啟動氫氣摻混天然氣管網(wǎng)、純氫管道等基礎設施建設計劃,以降低輸氫成本,提高供應鏈效率。通過壓縮、液化及液氫輸送技術的集成應用,從氣態(tài)儲運到液態(tài)分銷形成了完整的全鏈條網(wǎng)絡。此外,地質(zhì)儲氫(如鹽穴儲氫)技術的發(fā)展,為大規(guī)模氫氣儲存提供了可行方案,助力氫能在電力系統(tǒng)中的長周期調(diào)節(jié)應用,為氫氣的規(guī)模化應用奠定了堅實基礎。
(三) 氫氣使用的下游拓展
氫能終端應用供應鏈正向跨行業(yè)融合、規(guī)模化布局、系統(tǒng)化發(fā)展方向加速推進,涵蓋交通、工業(yè)、建筑能源及電力儲能四大領域。在交通領域,氫燃料電池汽車供應鏈已形成“制氫 ? 儲氫 ? 運氫 ? 加氫站 ? 整車制造”的閉環(huán)體系,重點在于燃料電池核心部件(電堆、催化劑、膜電極)、高壓儲氫系統(tǒng)及加氫基礎設施的優(yōu)化,以提升經(jīng)濟性和產(chǎn)業(yè)化水平。在工業(yè)領域,氫氣作為低碳還原劑,在綠氫煉鋼、化工原料合成(綠色甲醇、綠色氨)、高溫燃料替代(玻璃、陶瓷、水泥行業(yè))等現(xiàn)有工業(yè)流程進行高效耦合。在建筑能源領域,氫能供應鏈的拓展主要體現(xiàn)在氫基微網(wǎng)、氫燃料電池供熱發(fā)電、零碳建筑等新型能源系統(tǒng)的構建,通過分布式氫能供能模式,推動建筑部門的碳中和進程。在電力儲能與調(diào)峰領域,氫能正成為長周期、大規(guī)模儲能的核心技術路徑,通過“電解水制氫 ? 儲氫 ? 燃料電池回電”的方式,與可再生能源深度融合,提高電網(wǎng)靈活性和能源安全性。隨著氫能終端應用供應鏈的不斷完善,氫能產(chǎn)業(yè)將進一步向高附加值、多領域融合的方向發(fā)展,加速其在全球能源體系中的滲透。
三、國際氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈布局
國際氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈已形成多極化發(fā)展格局,呈現(xiàn)出“政府引導、市場主導、技術驅(qū)動”的典型特征。美國依托《通脹削減法案》構建覆蓋制氫 ? 儲運 ? 應用的完整稅收激勵體系;歐盟通過“碳邊境調(diào)節(jié)機制”推動綠氫標準國際化,并聯(lián)合挪威、北非打造跨國氫能走廊;日韓企業(yè)聯(lián)盟則聚焦液氫儲運技術商業(yè)化,構建亞太氫能貿(mào)易網(wǎng)絡??鐕茉淳揞^(如英國石油公司、法國道達爾能源公司)正通過垂直整合模式,在可再生能源富集區(qū)建設綠氫項目,而技術領軍企業(yè)(如普拉格能源公司、西門子能源公司)則致力于電解槽與燃料電池的全球化產(chǎn)能部署。
(一) 上游:氫氣制取
作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭環(huán)節(jié),制氫技術的選擇與創(chuàng)新直接決定全鏈條的經(jīng)濟性與可持續(xù)性。當前全球制氫技術體系呈現(xiàn)“傳統(tǒng)工藝優(yōu)化”與“新興路線突破”雙軌并進格局。在主流工業(yè)化生產(chǎn)路徑中,天然氣重整仍占據(jù)主導地位,2023年全球約48%的氫氣產(chǎn)出來自該工藝,其技術演進聚焦于與可再生能源的耦合創(chuàng)新,德國林德集團作為該領域的技術先鋒,在重整反應器和催化劑的研發(fā)方面處于領先地位,并在優(yōu)化整體生產(chǎn)流程、提高氫氣產(chǎn)率和降低碳排放等方面做出了顯著貢獻;煤氣化制氫則以約18%的全球占比位居第二,其技術突破集中在碳捕集、利用與封存技術領域。在低碳制氫技術領域,電解水制氫呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢:堿性電解、質(zhì)子交換膜電解、固體氧化物電解正與可再生能源形成深度關聯(lián),為綠氫規(guī)?;a(chǎn)提供關鍵技術支撐。新興制氫技術路線展現(xiàn)出一定的創(chuàng)新潛力,光催化制氫、生物質(zhì)氣化制氫、核能制氫、含有還原鉑族金屬的新型催化劑和電催化劑等技術也進入工程驗證階段。在制氫裝備的制造領域,以天然氣重整為例,丹麥托普索公司在重整反應器、鎳基催化劑及換熱器等核心設備的制造上具有顯著的技術優(yōu)勢。
(二) 中游:氫氣儲運
氫能中游儲運體系是連接制氫端與應用端的紐帶,其技術突破直接決定了氫能的產(chǎn)業(yè)化進程。由于氫氣具有密度低、易擴散、儲運能耗高等物理特性,構建安全高效的全場景儲運解決方案成為行業(yè)的攻關重點。
在高壓氣體儲運方面,技術突破點主要集中在輕質(zhì)高強度氣瓶設計和氣瓶安全技術方面,美國空氣化工產(chǎn)品公司是這一領域的主要制造商。低溫液態(tài)儲運方面的低溫儲存與泵技術、液氫運輸技術等也占據(jù)重要位置。新型儲氫材料的技術布局主要涵蓋金屬氫化物(如鎂基、鈉基氫化物)、化學氫化物(如氨基硼烷)和碳基材料(如碳納米管、石墨烯)。在氫氣的加氫設備和分布式加氫系統(tǒng)方面,部分企業(yè)不僅推動加氫站建設,還積極促進氫燃料電池汽車的應用,推動氫能在交通領域的實際應用。分布式加氫系統(tǒng)結合風能、太陽能等可再生能源,推動氫氣的分布式生產(chǎn)與供應,提升能源的穩(wěn)定性和自給率。美國普拉格能源公司、金德摩根公司和特斯拉公司在該領域的合作將進一步整合在氫能技術方面的優(yōu)勢。此外,美國鼓勵在氫利用量達到一定規(guī)模的地區(qū)建設輸送管道。
(三) 下游:氫氣使用
氫氣在能源、電力、化工、冶金、交通等工業(yè)領域中作為重要用能或動力來源發(fā)揮作用。在發(fā)電領域,美國、日本等開始示范天然氣30%摻氫發(fā)電項目;在石油精煉過程中,氫氣主要用于脫硫和深度加工,通過提高石油產(chǎn)品的質(zhì)量,滿足日益嚴格的環(huán)保標準。2023年,美國石油精煉行業(yè)對氫氣的需求占比已達到約30%,顯示出氫氣在提升傳統(tǒng)石油化工工藝中不可或缺的地位。氫氣在鋼鐵行業(yè)中的應用也逐漸受到高度重視,與傳統(tǒng)的碳基冶煉工藝相比,氫氣還原工藝能夠顯著減少生產(chǎn)過程中的碳排放。在此背景下,美國鋼鐵協(xié)會預測,氫氣將在2030年前成為鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)50%碳減排目標的關鍵因素。交通領域的電池材料開發(fā)已逐步將氫氣納入能源轉化的核心環(huán)節(jié)。堿性燃料電池利用氫氧化學反應產(chǎn)生電能,用于特定的高效能量轉換需求場景。相比之下,質(zhì)子交換膜燃料電池因其啟動速度快、比功率高而在多種交通運輸工具中得到應用。固體氧化物燃料電池通過高溫(600~1000 ℃)下的高效能量轉換,適用于需要穩(wěn)定、高效電力輸出的工業(yè)和高端應用。熔融碳酸鹽燃料電池在650 ℃左右的操作溫度下更能滿足大型能源系統(tǒng)的需求。分布式發(fā)電與儲能系統(tǒng)為氫氣應用提供新的發(fā)展空間。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等多元化技術路徑,進一步優(yōu)化了能源的轉化與分配。
四、我國氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)化路徑
(一) 我國氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈的發(fā)展現(xiàn)狀
從供應鏈視角來看,我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋制氫、儲運和應用等關鍵環(huán)節(jié),并通過產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)同作用,推動氫能的規(guī)?;瘧谩N覈鴼淠芄溁厩闆r如表1所示。
表1 國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈基本情況
1. 制氫環(huán)節(jié):多元化路徑推進,清潔化轉型加速
在我國上游制氫環(huán)節(jié),化石能源制氫仍占主導地位,煤制氫和天然氣制氫,合計占比接近80%。隨著“雙碳”目標的推動,電解水制氫已進入快速發(fā)展階段,堿性電解槽的產(chǎn)能已超過8 GW,成本逐步下降。然而,綠氫占比仍不足1%,藍氫的示范項目碳捕集率雖已超90%,但成本高于傳統(tǒng)灰氫的30%~50%,規(guī)?;瘧蒙形慈嬲归_。電解水制氫和風光制氫項目在我國的推進已呈現(xiàn)出積極態(tài)勢。在西北地區(qū),風光制氫的單項目年制氫量已達到20 000 t;質(zhì)子交換膜電解槽國產(chǎn)化率突破60%,但成本仍較高,制氫成本和技術的進一步突破尚需時間。
2. 儲運環(huán)節(jié):技術路線分層推進,基礎設施逐步完善
在氫能中游儲運環(huán)節(jié),我國氫氣儲運技術正在分層推進。目前,高壓氣態(tài)儲運是最為常見的技術路線,其中20 MPa管束車的單車載氫量達到400 kg,IV型瓶的國產(chǎn)化率突破50%。此外,液態(tài)儲運在民用領域已有一定進展,海南文昌的液氫工廠單線日產(chǎn)能達10 t,運輸成本較氣態(tài)儲運降低40%。在固態(tài)儲運方面,鎂基和稀土儲氫材料正在加快研發(fā)。在氫氣管道輸送方面,現(xiàn)有摻氫天然氣試點的氫氣比例為10%~20%。雖然氫氣管道的建設有所推進,但要實現(xiàn)大規(guī)模的氫氣長輸管網(wǎng)和區(qū)域協(xié)同配送,仍需進一步完善和擴大基礎設施建設。
3. 應用環(huán)節(jié):多領域滲透提速,局部場景商業(yè)化落地
在下游應用環(huán)節(jié),我國氫能的應用領域正逐步擴展。截至2023年,我國燃料電池汽車的保有量約為1.5×104輛,重卡占比超過60%。目前燃料電池系統(tǒng)的額定功率已提升至200 kW,成本也在不斷降低。在加氫網(wǎng)絡方面,我國已經(jīng)建設了超過350座加氫站,其中長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)的布局最為密集,中西部地區(qū)的覆蓋率不足10%。此外,湛江鋼鐵有限公司的氫基豎爐項目也已具體實施,玻璃生產(chǎn)中的氫能替代試點碳排放已降低20%,但氫冶金、玻璃生產(chǎn)等新興應用尚未規(guī)?;T谀茉磁c儲能領域,寧夏、河北等地已啟動了百兆瓦級的“風光制氫 ? 儲氫 ? 燃料電池發(fā)電”一體化項目,儲能時長已突破3天,度電成本約為1.2~1.5元,盈利模式需進一步探索創(chuàng)新。在氫電耦合方面,當摻氫比例為20%左右時,“綠電 ? 綠氫 ? 燃機發(fā)電”效率約為42%,需要進一步突破燃燒穩(wěn)定性、改造成本等方面的挑戰(zhàn)。
(二) 氫能產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化路徑
氫能產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化是實現(xiàn)能源轉型和可持續(xù)發(fā)展的關鍵策略,其核心在于結合技術路徑、資源稟賦與市場需求,構建具有競爭力和可持續(xù)性的全產(chǎn)業(yè)鏈體系。在上游生產(chǎn)環(huán)節(jié),技術路線的選擇直接關系到能源利用效率、碳排放強度及整體產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同效益,成為產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化的重要出發(fā)點。在中游環(huán)節(jié),氫氣儲運體系的完善是連接上游制氫與下游應用的關鍵紐帶,其技術創(chuàng)新與基礎設施建設直接影響氫能供應鏈的可靠性和經(jīng)濟性。在下游應用方面,氫能的市場化拓展和生態(tài)體系構建是實現(xiàn)其經(jīng)濟價值的最終目標。氫能產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化路徑如圖3所示。

圖3 氫能產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化路徑
1. 上游生產(chǎn)的技術協(xié)調(diào)優(yōu)化
上游生產(chǎn)的技術協(xié)調(diào)優(yōu)化是推動氫能產(chǎn)業(yè)升級與布局調(diào)整的關鍵環(huán)節(jié)?,F(xiàn)階段以可再生能源為基礎的電解水制氫技術在綠色氫能發(fā)展中扮演著核心角色。通過布局風能、太陽能等新能源基地,并構建“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同體系,電解水制氫不僅能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源的高效利用,還能有效緩解區(qū)域內(nèi)清潔能源的消納難題,助力能源系統(tǒng)的整體優(yōu)化。隨著技術的不斷革新和生產(chǎn)規(guī)模的擴大,電解水制氫成本逐步下降;在“綠氫”發(fā)展目標的驅(qū)動下,相關技術與產(chǎn)業(yè)鏈加速整合,為氫能上游產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。
相比之下,傳統(tǒng)制氫路徑如煤氣化制氫和天然氣重整制氫,憑借其成熟的工藝和較低的生產(chǎn)成本,仍占據(jù)重要市場份額。通過引入碳捕集、利用與封存技術,可顯著減少碳排放強度,為傳統(tǒng)制氫工藝向低碳化和可持續(xù)化轉型提供了現(xiàn)實路徑。通過優(yōu)化高溫反應工藝、提升熱能利用效率以及改進尾氣處理流程,傳統(tǒng)制氫技術在提升能源效率和環(huán)保性能方面仍具備一定潛力。
在技術路徑多樣化的背景下,未來上游制氫技術的優(yōu)化將更注重綜合性和系統(tǒng)性。一方面通過整合電解水制氫、煤氣化制氫與生物質(zhì)制氫等多種技術路徑,形成更具適應性的區(qū)域能源供應體系;另一方面結合數(shù)字化、智能化技術手段進行全過程優(yōu)化,進一步提升制氫效率,為氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供強勁動能。
2. 中游儲運的基礎布局優(yōu)化
在氫能產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化布局中,中游儲運體系的建設是產(chǎn)業(yè)鏈中的銜接紐帶。為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高效協(xié)同與可持續(xù)發(fā)展,必須對儲運技術、基礎設施建設進行深度優(yōu)化,以確保氫能從生產(chǎn)端到應用端的流動具有高效性、經(jīng)濟性與長期可行性。優(yōu)化儲氫體系的首要任務是通過技術迭代與融合,推動高壓儲氫與液氫儲存技術的協(xié)同應用,形成適應不同運輸與儲存場景的綜合解決方案。此外,在提高儲氫效率與降低氫氣釋放成本方面,化學載體儲氫的技術創(chuàng)新也需要進一步加強。
儲運基礎設施的建設是推動氫能產(chǎn)業(yè)化的重要基礎。氫能的供應鏈穩(wěn)定性與經(jīng)濟性離不開加氫站網(wǎng)絡與長距離輸氫管網(wǎng)的科學布局。在加氫站建設方面,突破傳統(tǒng)布局模式,以需求為導向,基于大數(shù)據(jù)與智能化管理,實施區(qū)域協(xié)同優(yōu)化,確保覆蓋范圍廣泛且高效的供氫服務。長距離輸氫管網(wǎng)的規(guī)劃應結合國家能源戰(zhàn)略,采用分步推進與技術升級并行的策略,通過建設模塊化的輸氫管網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)跨區(qū)域、跨行業(yè)的氫能輸送能力提升。輸氫管網(wǎng)應結合先進的監(jiān)控與智能化檢測系統(tǒng),提升管網(wǎng)運行的智能化與應急響應能力,確保氫氣的穩(wěn)定、低成本、長期供應。
3. 下游應用的路徑拓展優(yōu)化
氫能的下游市場化應用與生態(tài)系統(tǒng)的構建決定了氫能經(jīng)濟體系在未來能源轉型中的重要地位。氫能在重型運輸、長途物流及公共交通領域的應用展現(xiàn)出極大減碳潛力,氫燃料電池技術不僅能提供較長的續(xù)航里程,還能顯著降低碳排放。通過政策引導如財政補貼、稅收減免和綠色認證體系,來有效促進氫能市場的培育,調(diào)動市場主體的積極性,促使技術向規(guī)模化、低成本方向演進。
在工業(yè)領域,如鋼鐵冶煉、化學工業(yè)等高碳排放產(chǎn)業(yè)中,氫能可有效替代傳統(tǒng)化石能源,降低碳排放強度,實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的綠色轉型。優(yōu)化路徑的關鍵在于推動氫能與工業(yè)生產(chǎn)過程的深度融合,不僅要加強氫氣生產(chǎn)技術的突破,還要通過與現(xiàn)有能源體系的協(xié)同互動,探索適合不同工業(yè)部門的低碳方案。在此過程中,企業(yè)間通過共享技術、共建基礎設施,形成產(chǎn)業(yè)合力,以降低成本、提高效率。隨著可再生能源的逐步替代,氫能的分布式發(fā)電與儲能技術將進一步優(yōu)化能源供給結構,提升能源系統(tǒng)的靈活性與可靠性。
在下游市場化應用的全過程中,通過政府引導、政策支持、行業(yè)協(xié)作與企業(yè)創(chuàng)新,形成跨行業(yè)、跨領域的協(xié)同創(chuàng)新機制,才能真正推動氫能技術在更多應用場景中的深度融合,進而從氫氣的生產(chǎn)、儲運到最終消費,構建一條多元化、智能化、低碳高效的產(chǎn)業(yè)鏈。
五、優(yōu)化我國氫能產(chǎn)業(yè)供應鏈布局的對策建議
(一) 構建氫能供應鏈“制 - 儲 - 運”長江氫能走廊基礎設施體系,支撐氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展
長江中下游的廣袤平原不僅是我國水資源最為豐富的地區(qū)之一,也是推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的天然優(yōu)勢區(qū)。得天獨厚的水源條件為電解水制氫技術的應用提供了堅實基礎,顯著降低了制氫過程中的能源消耗。同時,長江流域穩(wěn)定的地質(zhì)結構與廣闊的平原地貌,成為氫能儲存與運輸設施建設的理想平臺。利用這一獨特的地理資源,長江氫能走廊有望實現(xiàn)地下大規(guī)模儲氫技術的突破,有效解決現(xiàn)階段氫氣儲存中的技術瓶頸,靈活應對氫氣供應的季節(jié)性波動和周期性變化,確保氫氣在長距離運輸過程中的安全與穩(wěn)定。
作為區(qū)域氫能產(chǎn)業(yè)鏈的核心樞紐,長江氫能走廊具備輻射周邊九省、覆蓋更廣區(qū)域的戰(zhàn)略能力。中部地區(qū)不僅擁有豐富的可再生能源資源,還具備完備的交通與能源基礎設施,為氫能生產(chǎn)、儲存與運輸提供全方位支持。通過深度整合區(qū)域內(nèi)的風能、太陽能、水能等可再生能源資源,長江氫能走廊將構建起涵蓋氫能生產(chǎn)、儲存與運輸?shù)耐暾滙w系,將有助于提高氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;l(fā)展水平,并提高供應鏈的穩(wěn)定性,進而推動氫能技術的商業(yè)化應用與產(chǎn)業(yè)化進程。
長江氫能走廊的全面建設將成為我國氫能產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化轉型的重要推動力。通過加速基礎設施建設、深化技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)協(xié)同,長江氫能走廊將為我國實現(xiàn)碳中和目標、推進綠色低碳經(jīng)濟轉型提供堅實的支撐。
(二) 支撐國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展管理,建設“制、運、輸、配”國家氫能樞紐中心
從戰(zhàn)略高度統(tǒng)籌部署氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將其納入國家能源安全與綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略的核心框架。建設“制、運、輸、配”國家氫能樞紐中心,實現(xiàn)綠色低碳轉型的戰(zhàn)略部署,提升能源戰(zhàn)略自主性并保障能源安全。作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的核心樞紐,氫能中心將集成“制、運、輸、配”各環(huán)節(jié)的先進技術與資源,構建高效、協(xié)同、創(chuàng)新的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)。通過有機融合氫能制備、儲運與配送等關鍵環(huán)節(jié),氫能中心將打破現(xiàn)有的技術壁壘,推動氫能的規(guī)?;瘧门c產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,促進從實驗室成果到市場應用的快速轉化。依托國家級樞紐的資源集聚效應,為氫能產(chǎn)業(yè)的全國推廣提供強有力的技術支持,并在政策保障下促進跨區(qū)域的合作與發(fā)展,形成協(xié)同效應。
此外,應根據(jù)氫能產(chǎn)業(yè)全生命周期的需求,統(tǒng)籌推進“制、運、輸、配”四大環(huán)節(jié)的協(xié)同發(fā)展。在氫氣制備方面,要突破傳統(tǒng)化石能源依賴的瓶頸,強化可再生能源驅(qū)動的氫能生產(chǎn)技術的研發(fā)與應用。在氫氣運輸與配送環(huán)節(jié),應加速建設長距離氫氣運輸網(wǎng)絡,依托國家能源基礎設施,確保氫能高效、低成本輸送至各個用能終端,推動氫能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
(三) 優(yōu)化國家氫能供應鏈體系,提升國際能源與資源配置效率
全球化的氫能供應鏈是推動氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的核心支撐體系。我國應憑借制造能力和技術優(yōu)勢,主動參與全球氫能生產(chǎn)與流通網(wǎng)絡的規(guī)劃與建設。在氫能制備端,可與中東、非洲和南美等可再生能源資源豐富地區(qū)合作,建立大規(guī)模可再生制氫生產(chǎn)基地,實現(xiàn)我國氫能的規(guī)?;┙o。在儲運端,推動液氫、氨基載體等先進儲運技術的標準化與規(guī)?;瘧茫U蠚淠荛L距離運輸?shù)陌踩c經(jīng)濟性。在供應鏈管理方面,引入科技創(chuàng)新型數(shù)字化工具(如區(qū)塊鏈、人工智能)實現(xiàn)生產(chǎn)、運輸、存儲全流程的數(shù)據(jù)可視化與精準調(diào)度,提高全球能源資源配置效率。此外,我國應在全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮技術主導和規(guī)則制定作用,尤其在綠色認證、跨境貿(mào)易便利化等領域,推動形成全球化的綠色氫能治理體系。
(四) 優(yōu)化氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),促進技術轉移轉化
氫能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不僅依賴技術創(chuàng)新突破,更需在創(chuàng)新生態(tài)中實現(xiàn)技術的高效轉移轉化。應當強化研發(fā)機構、企業(yè)與政府之間的深度協(xié)同,圍繞氫能技術鏈的關鍵環(huán)節(jié)(如高性能電解槽、催化劑材料、燃料電池膜電極組件等),推動創(chuàng)新鏈條的全面融合與加速推進??s短技術驗證與市場應用之間的時間差,確保技術創(chuàng)新能夠迅速且精準地響應產(chǎn)業(yè)需求。同時,應通過打造開放式產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺,整合政府、科研機構、企業(yè)及資本等多方資源,促進跨行業(yè)、跨領域的深度合作與知識共享,提升技術轉化效率。加快產(chǎn)業(yè)鏈的完善優(yōu)化,形成技術研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)與市場推廣之間的緊密聯(lián)動。
(五) 加強綠色氫能生產(chǎn)科技創(chuàng)新,促進提質(zhì)降本增效
科技創(chuàng)新是推動我國綠色氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵動力,也是突破關鍵技術瓶頸、降低成本、提升效率的主要途徑。應加快構建以企業(yè)為主體、“產(chǎn)學研”深度融合的氫能技術創(chuàng)新體系,設立專項研發(fā)基金,集中攻關高效電解槽、先進催化材料、智能化制氫裝備、新型電解工藝等核心技術,推動從實驗室驗證到產(chǎn)業(yè)化應用的技術轉化與迭代。依托我國豐富的可再生能源資源,促進風電、光伏等綠色電力與氫能制備環(huán)節(jié)的深度耦合,構建“分布式可再生能源 ? 綠氫生產(chǎn) ? 能源儲備”一體化創(chuàng)新模式,提升氫能制備的穩(wěn)定性與可持續(xù)性。國家應出臺差異化政策支持體系,通過綠色電力補貼、技術示范試點、國際合作等多元手段,引導資本與產(chǎn)業(yè)界加速布局綠色氫能生產(chǎn),推動核心技術自主可控,夯實我國在全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的競爭優(yōu)勢與戰(zhàn)略主導權。
(六) 深度參與全球氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新活動,促進跨國協(xié)同與技術集成
在全球能源低碳轉型的時代背景下,我國應積極主導全球氫能技術創(chuàng)新合作,推動構建涵蓋氫能生產(chǎn)、儲運及高效利用的跨行業(yè)、跨領域協(xié)同創(chuàng)新體系。為此,應深度參與全球氫能技術創(chuàng)新聯(lián)盟,廣泛吸納國際頂尖能源企業(yè)、科研機構及標準制定組織,圍繞氫能制備(如電解水制氫、熱化學制氫)、高密度儲運(如液氫儲運、MoFs吸附儲氫)、燃料電池系統(tǒng)集成等關鍵領域,推動核心技術的深度集成與協(xié)同攻關。通過加強共性技術開發(fā)、標準對接與知識產(chǎn)權共享,構建貫穿技術研發(fā)、試驗驗證到成果轉化的創(chuàng)新閉環(huán),進一步提升我國在全球氫能技術標準制定與產(chǎn)業(yè)規(guī)范方面的影響力和話語權。同時,應依托聯(lián)合研發(fā)基金,深化重大國際合作項目布局,以開放式創(chuàng)新模式激發(fā)全球氫能技術的突破與應用落地,全面推動氫能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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