氢能产业发展现状与前景展望

氢能作为推动全球能源转型的一种可行技术路线，逐渐成为世界能源领域的热点话题，我国也在国民经济和社会发展计划的主要任务中，提出要制定国家氢能产业发展战略规划。

全球氢能产业处于快速发展前期，未来全球氢能产业将迎来快速发展的重大机遇。

• 氢能概述

氢气的属性有两个。一个是化学属性，氢气作为化工原料得到广泛应用，如用于炼油、煤炭深加工、合成甲醇、合成氨等。二是能源属性，氢气具有热值高（单位质量的热值约为煤炭的4倍、汽油的3.1倍、天然气的2.6倍）、终端利用无污染、便于大规模存储、可与多种能源便捷转换等优点、被国际能源署誉为“未来能源构架的核心"、可应用于动力、电力、家庭用能等多个领域。随着化石能源资源紧缺、气候变暖等问题加剧，以及氢能产业各环节的日渐成熟，氢能利用将越来越广泛。

• 氢能发展现状

• (一)制氢

制氢环节主要包括电解水制氢、煤制氢、天然气制氢、生物质制氢、光解制氢、热化学制氢、工业副产氢等方式。

(二)储氢

根据状态，储氢可分为高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢、固态储氢。

• 运氢

运氢主要方式包括气氢拖车、液氢槽车、管道运输。

• 用氢

目前我国生产氢气95%作为化工业的原材料应用于传统工业领域，其余5%用于以氢燃料电池为核心的能源网络。其中，氢能主要有动力、电力、家庭三个应用方向。

1.动力领域应用现状

动力方面，氢气可用于汽车、飞机、轮船、火箭等领域，其中目前最主要、前景广阔的应用场景是氢燃料电池车。氢能汽车包括氢燃料内燃机车、氢燃料电池车两种。

2.电力领域应用现状

与其他储能技术相比，氢储能主要优势是环保性能好，但其投资成本远超抽水蓄能、电化学储能、压缩空气储能，且响应速度慢、效率低，如果制氢电价为0.1元/kWh，则氢储能能源成本将下降到0.5元/kWh左右，低于电化学储能能源成本。

3.家庭领域应用现状

主要用途是家用燃料电池热电联供系统。该方面外国企业技术优势明显，国内企业技术水平尚不具备商业化条件。

4.国内氢燃料电池现状

氢能应用的核心技术和产品是氢燃料电池。国内氢燃料电池与水平还存在一定差距，主要表现为使用寿命较短，车用氢燃料电池寿命一般为2000~3000小时，水平可达到5000小时，另外氢燃料电池关键零部件质子交换膜目前仅有美国、日本、德国等发达国家具备商业化供应能力，催化剂等核心材料也主要依赖进口。

• 初步认识

一是氢气能量密度高，环保性能好，是能源低碳转型的重要方向。

二是国内氢能产业取得了一些突破，但仍有大量关键技术、零部件依赖国外。

三是全球范围内正掀起氢能产业发展热潮，将极大推动氢能产业发展

四是国内传统石化能源企业纷纷布局氢能业务。

五是氢能尚不具备应用于储能领域的条件。

• 氢能发展潜力

21世纪初以来，受全球气候变化和环境问题影响，节能减排和能源清洁化步伐加快，氢能在能源转型中的潜力再次获得人们关注。氢能是理想的清洁二次能源，用可再生能源制氢，用储氢材料储氢，用氢燃料电池发电，将构成可持续利用的氢能系统，成为可再生能源之外实现“深度脱碳"的重要路径。

近年来，氢能作为潜在新兴能源，逐步进入中央和地方政府中长期规划视野。在《中国制造2025》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》《“一三五"国家战略性新兴产业发展规划》等多个国家规划中，明确提出将“氢能与燃料电池"作为战略重点。

尽管我国氢能产业发展已经具备一定基础，但是要破解我国能源发展难题，发挥氢能在我国能源转型中的巨大潜力，还有不少现实问题和挑战亟待解决。

第一是公众认知问题。氢气的化学性质活泼，长期以来，我国一直将氢气作为危化品进行管理，应用领域局限在化学品，未将氢能作为能源管理，公众认知水平较低。

第二是顶层设计问题。不论是从氢能的生产、储运，还是技术要求等环节，目前国家对于氢能的支持仅出现于新能源发展等政策中，还没有专门的氢能政策，尚未制定专门的氢能产业发展规划，也没有出台能够提振市场预期的发展路线图，上下游产业不协调问题较为突出，氢能产业长期可持续发展将受到严重制约。

第三是技术装备问题。燃料电池等氢能装备关键零部件较多、系统较复杂，用材特殊、制作工艺繁琐，但我国相关核心技术和设备自主化程度不足，核心零部件和关键材料尚依赖进口。氢由化学品转为能源，在生产、储运、终端设施以及应用领域产品开发等全产业链上都需要有创新型技术作为长期支撑。

第四是基础设施问题。氢能基础设施尤其是加氢站的建设布局，在很大程度上限制了氢能经济的规模化，制约了氢能汽车的市场发展。截至目前，我国加氢站仅有寥寥数十座，分布到有关省市更是很少，加氢站建设主体众多，缺乏国家统筹和政策配套措施。加氢站及相关基础设施的布局能否快速启动，其实又取决于氢成本的下降速度以及加氢站运营过程中政府的补贴力度。

第五是发展成本问题。氢气需要二次制取，运氢、储氢、加氢各环节成本较高，引发人们对氢能经济性的质疑。现阶段氢能成本高，是技术原因，更是应用规模有限所致，国际能源署、国际氢能委员会、彭博新能源财经等机构的研究均表明，产业规模化是降低氢能成本的关键。

我国是较大能源生产国和消费国，能源生产和消费结构均以化石能源为主，应对气候变化、保护生态环境面临巨大压力和挑战，氢能巨大发展潜力为破解我国能源发展难题提供了新的可能性。鉴于氢能技术要求高、产业链复杂、投资需求大，需要政府、企业和行业组织等多方协同发力，抢占未来氢能经济发展先机。未来还需多方协同发力。