概要：氫氣，來源廣泛，適合大規(guī)模生產、儲存和運輸，將可再生能源電解水制氫與燃料電池發(fā)電相結合，可為交通運輸和電力等行業(yè)提供高效清潔的電能和熱能，在我國能源轉型升級和新舊動能轉換過程中起到不可或缺的能源載體作用。
目前，我國氫能產業(yè)在基礎研究、核心材料、關鍵部件、制造工藝和集成控制等方面還落后于國際先進水平，氫能產業(yè)鏈、標準和法規(guī)還有待進一步完善。以上諸多因素制約著我國氫能產業(yè)大規(guī)模商業(yè)化推廣，急需國家頂層設計規(guī)劃和政策引導，解決整個氫能產業(yè)鏈中存在的問題，因此建議：
一、政府引導加大氫燃料電池基礎科研投入，突破核心材料和關鍵部件的技術瓶頸，促進產品國產化;二、鼓勵、推動各地因地制宜開展氫能示范應用，鼓勵地方政府創(chuàng)新激勵方式，推動大規(guī)模產業(yè)集群的形成;三、通過政策引導社會資本投入，鼓勵能源企業(yè)牽頭建立穩(wěn)定、便利、低成本的氫能供應體系;四、完善標準法規(guī)建設，加快氫氣納入能源管理體系后的管理細則制定;五、制定國家級頂層氫能規(guī)劃，合理規(guī)劃加氫站，制定長期穩(wěn)定的燃料電池汽車發(fā)展政策。
一、 背景：氫能是支持全球能源與交通領域綠色可持續(xù)發(fā)展的重要能源載體
低碳化和電動化是全球能源與交通領域綠色可持續(xù)發(fā)展的大趨勢。氫能作為清潔能源載體，可大規(guī)模生產、存儲和運輸，利用可再生能源電解水制氫和氫燃料電池發(fā)電是實現(xiàn)能源低碳化和動力電氣化的重要途徑。
氫氣是可長期存儲和長距離運輸?shù)那鍧嵞茉摧d體，有潛力成為電力的補充，在人類利用可再生能源過程中扮演重要角色。這將是人類能源體系向清潔化、可持續(xù)化轉型的重要途徑之一。
國際氫能委員會報告顯示，到2050年，全球氫氣需求將達到5.6億噸，氫燃料電池將在交通、電力、供熱等領域扮演重要角色，氫能將占人類終端能源消費的18%。在氫能應用的眾多領域中，交通運輸領域將率先具備成本競爭力。國際氫能委員會與咨詢機構麥肯錫于2020年1月20日發(fā)布的《邁向氫能成本競爭力之路》研究報告顯示，燃料電池技術與可再生能源水電解制氫技術的成本將在未來10年內迅速下降，燃料電池技術在中重型卡車、長途巴士、火車、大型乘用車、叉車等多種應用場景中將具備成本優(yōu)勢。到2030年，全球燃料電池汽車總保有量將達到1000萬至1500萬輛。巨大的市場潛力和近年來制氫和燃料電池發(fā)電技術的進步使我們有理由相信，氫能不僅將為人類帶來大規(guī)模工業(yè)和經濟變革，對世界政治和國際格局也將產生重大影響。
我國氫能和燃料電池產業(yè)受到越來越多的重視。據中國汽車工程學會預測，我國氫燃料電池汽車保有量2020年將達到1萬輛、2025年達到10萬輛、2030年達到100萬輛。
二、問題與分析：我國氫能技術競爭力和產業(yè)鏈規(guī)模有待提高
截至2019年底，我國氫燃料電池汽車累計銷售量約6100輛，達成規(guī)劃目標仍存在較大挑戰(zhàn)。在基礎設施建設方面，截至2018年底，全球范圍內營運中的加氫站共有369座，其中歐洲152座，亞洲136座，北美78座。而我國目前建成并投入運營的加氫站不到50座，日供氫氣總量約20000千克;在氫能產業(yè)園建設方面，目前共有32個氫能小鎮(zhèn)、氫谷、氫能產業(yè)園、氫能示范城市，但其中大部分主體園區(qū)仍在規(guī)劃或建設當中，僅有11處發(fā)展較好，吸引了較多企業(yè)入駐。
目前我國各省市2025年氫能規(guī)劃產值總額接近萬億，巨大市場潛力下的規(guī)模效應，是我國氫能產業(yè)迅速發(fā)展的基礎。盡管我國氫能產業(yè)前景廣闊，但不容忽視的是，目前國內氫能產業(yè)仍存在很多問題，如產業(yè)鏈發(fā)展不均衡、不完善及產業(yè)鏈集群配套不充分等，這些因素制約了我國氫能產業(yè)的發(fā)展，延緩了氫能商業(yè)化的普及。
具體來看，國內氫能產業(yè)鏈發(fā)展不均衡，主要有以下幾方面原因:
(一)核心材料和關鍵部件國產化程度低，國內技術不成熟
近年來，我國在基礎研究、核心材料、關鍵部件、制造工藝和集成控制等方面取得了一系列科研成果，但仍落后于國際先進水平，產品的成熟度尚未達到大規(guī)模商業(yè)化應用層級，產品級的核心材料和關鍵部件還依賴進口。在此背景下過快拓展終端應用市場，會導致產業(yè)鏈利潤大幅外流，陷入技術受制于人的被動境地。
氫供應鏈方面：我國發(fā)布了一系列鼓勵政策引導氫能產業(yè)發(fā)展，在氫能供應鏈關鍵零部件和技術開發(fā)方面已有所突破。液氫儲罐已可完全國產化，最大容積可達300立方米;氦制冷循環(huán)設備我國已掌握核心技術，但尚未達到量產水平;氫氣品質檢測和氫氣泄露等重要測試裝備欠缺，權威檢測認證機構尚未形成。
燃料電池方面：燃料電池催化劑、隔膜、碳紙、空壓機、氫氣循環(huán)泵等仍主要依賴進口，嚴重制約氫能產業(yè)的自主可控發(fā)展;在高活性催化劑、高強度高質子電導率復合膜、碳紙、低鉑電極、高功率密度雙極板等方面目前已達到國外商業(yè)化產品水平，但多停留于實驗室和樣品階段，尚不具備大批量生產技術。因此，亟待加強上述核心材料、關鍵部件的技術轉化，加快形成具有完全自主知識產權的批量制備技術和建立產品生產線，全面實現(xiàn)核心材料、關鍵部件的國產化與批量生產。同時，我國燃料電池電堆及系統(tǒng)的可靠性、耐久性等性能仍與國際先進水平存在差距，在全工況下的性能驗證有待提高。因此，需加強燃料電池系統(tǒng)整體的過程機理及控制策略研究。應在已有基礎上，進一步加強車載工況、低溫、雜質等實際運行環(huán)境下的衰減機理與環(huán)境適應性研究，大幅提升燃料電池產品的可靠性與耐久性。
(二)未形成規(guī)?；瘹淠墚a業(yè)集群，產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本高
我國大批氫能及燃料電池汽車關鍵技術來源于國家科技研發(fā)項目，這也是當前一些關鍵技術仍然集中在科研院所或科技型企業(yè)的主要原因。這些機構或企業(yè)產業(yè)化能力不足或產業(yè)化力度不夠，導致我國氫燃料電池汽車技術產業(yè)化水平滯后。
目前我國已建成部分氫能產業(yè)園，但這些園區(qū)分布較為分散，尚未形成足夠規(guī)模的產業(yè)集群，下游燃料電池大規(guī)模應用場景的缺失，尤其是燃料電池乘用車應用場景的缺失，限制了產業(yè)集群的差異化發(fā)展，進而影響規(guī)模經濟及集群范圍經濟的發(fā)揮。目前燃料電池產品仍處于小批量生產階段，成本居高不下。以60kW質子交換膜燃料電池系統(tǒng)為例，據測算，在生產規(guī)模為100套/年時，系統(tǒng)成本為380000元/套，在生產規(guī)模為10000套/年時，系統(tǒng)成本僅為110000元/套，成本降低一半以上。
(三)氫能供應鏈欠缺協(xié)調，制約燃料電池汽車發(fā)展
基礎設施是保障燃料電池在汽車、火車、船舶、發(fā)電裝置等領域應用的關鍵。2015年以來，隨著我國燃料電池汽車產業(yè)的逐步發(fā)展以及加氫站建設補助體系的完善，各個地區(qū)開始規(guī)劃建設加氫站。但國內加氫站早期多為示范項目，在項目結束后即被拆除。近年建設的加氫站多是為城市公交系統(tǒng)配套或個別企業(yè)研發(fā)單獨使用，極少對外開放運營。
氫能規(guī)劃涉及氫氣的制、儲、運、加注各環(huán)節(jié)，氫氣來源豐富，但資源量有波動，如在夏季豐水期水電站棄電較多，潛在制氫能力大，在冬季枯水期水電站發(fā)電少，沒有可用來制氫的棄電。氫能供應鏈上各環(huán)節(jié)資金投入大，基礎設施初期使用率低，限制氫能供給及成本下降。以日加注量為1000kg的固定式35MPa加氫站為例，在充分考慮安全以及國際通用性的情況下，不包括土地及配套運輸車輛成本，初始投資金額就超過1500萬元。一套日產氫量2噸的天然氣制氫設備，初始投資金額超過2000萬元。當前氫源供給尚未合理協(xié)調，缺乏穩(wěn)定的氫能供應體系，導致設備使用率低，氫氣供應量及氫價不穩(wěn)定，部分地區(qū)氫氣供應商坐地起價、有站無氫、有氫無站等現(xiàn)象，不利于氫能產業(yè)的健康發(fā)展。
(四)氫能標準法規(guī)不完善，制約產業(yè)發(fā)展
2020年4月10日，國家能源局發(fā)布的《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》中首次將氫能列為能源范疇。但是氫能在《意見稿》中的表述仍舊有限，在氫氣運輸、儲存、使用、管理等環(huán)節(jié)，亟待具有可操作性的措施。傳統(tǒng)煉化行業(yè)將氫氣作為工業(yè)原料使用，氫能與燃料電池產業(yè)的發(fā)展也正在促使現(xiàn)有供應體系向綠色、經濟、高效的氫能供應體系轉變，在此過程中，產生了許多新問題。
現(xiàn)階段，我國普遍采用20MPa氣態(tài)高壓儲氫與集束管車運輸?shù)姆绞?。在加氫站日需求?00kg以下的情況下，氣氫拖車運輸在有限運輸距離以內經濟性較高。而當用氫規(guī)模擴大、運輸距離增長后，提高氣氫運輸壓力或采用液氫槽車、輸氫管道等運輸方式才能構建高效經濟的氫能儲運體系。我國東西部能源分布不均導致上游氫能資源與下游氫能應用市場的空間分布不匹配，需要通過大規(guī)模、長距離運輸來實現(xiàn)又一輪“西氣東輸”，但相關標準缺失與管理體制等問題極大地限制了氫能儲運行業(yè)發(fā)展。國家法規(guī)雖對氫氣的存儲與運輸提出監(jiān)管要求，但在執(zhí)行層面責任主體不明確、管理體系不完善;標準體系建立過程阻礙大，20MPa以上高壓氣氫、液氫、管道運輸?shù)壬袩o相關標準和法律法規(guī);儲運環(huán)節(jié)關鍵技術和核心材料仍有瓶頸。
加氫站建設審批程序復雜且涉及工商、土地規(guī)劃、住建、安監(jiān)、消防、環(huán)境評價等多個部門。主管部門不明確、政策體系不完善導致了若干難題。例如：由于制氫屬于工業(yè)用地性質，加氫站屬商業(yè)用地性質，具有成本優(yōu)勢的電解水制氫加氫一體站項目通常只能建于工業(yè)園區(qū)，無法實現(xiàn)商業(yè)化。
氫氣終端銷售價格高企。一方面，上游基礎設施與下游市場相互制約，市場規(guī)模小導致企業(yè)成本分擔不足。另一方面，國內整個供應產業(yè)鏈的制、儲、運、加各環(huán)節(jié)尚未打通，各種技術路線尚處于發(fā)展階段。
(五)氫能產業(yè)發(fā)展可持續(xù)性堪憂
2017年，國內燃料電池汽車產量首度破千，達到1272輛;2018年再上新高，產銷均達到1527輛，同比增長20%;2019年產銷量分別為2833輛和2737輛，同比分別增長85.5%和79.2%。當前我國燃料電池汽車發(fā)展極度依賴政策，在2019年第三季度政策空窗期，雖然各地政府發(fā)布了相關補貼政策，但市場總體受到了很大影響，燃料電池汽車產、銷僅為145輛和149輛。地方政府針對地方需求制定政策，各自為政，發(fā)展重點為城市公交、物流系統(tǒng)。加氫站布局零散，未形成規(guī)模效應。這一局面非常不利于燃料電池汽車產業(yè)整體的可持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。
三、建議與措施: 大力推動氫能產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展、促進能源和動力轉型
當前,我國在國家戰(zhàn)略層面已經明確將氫能作為能源架構的重要組成部分,并將燃料電池汽車定位為我國汽車產業(yè)發(fā)展的主流方向之一。但在燃料電池汽車領域,尤其是燃料電池乘用車型方面，仍有待加大投資和支持力度，合理規(guī)劃、因地制宜推進發(fā)展。供氫產業(yè)鏈發(fā)展不均衡、不協(xié)調等問題,將越來越成為制約燃料電池汽車發(fā)展、影響我國氫能產業(yè)國際競爭力的關鍵因素之一。當前如豐田、巴拉德等國外企業(yè)已開始通過不同途徑進入我國燃料電池市場。我國急需促進氫能產業(yè)鏈的協(xié)調,理順整個燃料電池汽車產業(yè)生態(tài)鏈,促進燃料電池應用場景多樣性，以此推動我國氫能產業(yè)健康、全面、快速發(fā)展。因此建議:
(一)政府引導加大氫燃料電池基礎科研投入，突破核心材料和關鍵部件的技術瓶頸，促進產品國產化
氫能及燃料電池產業(yè)鏈條長，技術含量高，有必要對我國氫能產業(yè)鏈研發(fā)創(chuàng)新方面的短板進行梳理;通過政府引導和財政投入，超前部署，加大氫能相關技術研發(fā)投入力度，提升核心技術及集成能力。
設立氫能與燃料電池國家重大專項并納入國家中長期科技規(guī)劃戰(zhàn)略。由政府統(tǒng)一規(guī)劃，堅持市場導向、企業(yè)主體，鼓勵政產學研相結合與建立國家氫能創(chuàng)新平臺等多種模式解決產業(yè)鏈中企業(yè)難以攻克的技術難題;通過設立各級氫能及燃料電池投資引導基金，鼓勵大型骨干企業(yè)、科研院所、“高、精、專”中小企業(yè)扎實開展核心材料、裝備及關鍵零部件的研發(fā)，并將成果轉化創(chuàng)業(yè)，打造自主化生態(tài)鏈。
(二)鼓勵、推動各地因地制宜開展氫能示范應用，鼓勵地方政府創(chuàng)新激勵方式，推動大規(guī)模產業(yè)集群的形成
目前氫燃料電池技術的相關示范只集中在小規(guī)模燃料電池商用車上，民眾對燃料電池汽車認識不足。建議鼓勵各地根據自身情況，因地制宜聯(lián)合能源生產、汽車制造、關鍵零部件生產等行業(yè)開展氫能示范應用，依靠推動公交、環(huán)衛(wèi)、郵政、出租、通勤、輕型物流配送等領域用車全面電動化契機，由政府牽頭采購燃料電池汽車開展示范運行，帶動地方氫能產業(yè)鏈的建立，進而推動燃料電池汽車的商業(yè)化進程。政府可引導各類能源企業(yè)分布建設長期、穩(wěn)定、可持續(xù)利用的氫能基礎設施，逐步解決產業(yè)發(fā)展初期面臨的基礎設施建設成本高昂等問題。另建議鼓勵地方政府創(chuàng)新激勵方式，如著重補貼燃料電池關鍵部件，或將對高排放、高污染企業(yè)的罰款用于對氫燃料電池產業(yè)的補貼等“以罰助補”的方式，鼓勵相關企業(yè)開展核心技術研發(fā)和大規(guī)模示范應用。
通過政府主導，鼓勵燃料電池產品應用推廣，擴大市場規(guī)模，進而推動產業(yè)集群的形成。利用產業(yè)集群專業(yè)化的分工協(xié)作、合理的產業(yè)空間布局、健全的公共基礎設施，幫助企業(yè)降低配套成本，擴大生產規(guī)模獲得成本優(yōu)勢，提升國際競爭力;通過鼓勵燃料電池應用場景的多樣化發(fā)展，降低區(qū)域內企業(yè)間的同質化競爭，促進產業(yè)融合，推動產業(yè)良性發(fā)展，提升產業(yè)國際競爭力。
(三)通過政策引導社會資本投入，鼓勵能源企業(yè)牽頭建立穩(wěn)定、便利、低成本的氫能供應體系
氫能供應鏈各環(huán)節(jié)技術門檻高、投資大、短期難以盈利,極大依靠規(guī)模降本，同時國內缺乏運營經驗,需多方參與合作,共同降低投資風險。
建議參照德國、日本等國家經驗,整合優(yōu)質資源,鼓勵多方合作,由我國能源、汽車、金融等各相關行業(yè)的優(yōu)勢企業(yè)共同組建氫能產業(yè)鏈建設及運營聯(lián)盟，確保統(tǒng)一規(guī)劃我國氫能基礎設施建設,形成具有國際競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略布局,促進氫能上下游產業(yè)鏈發(fā)展,保障氫能穩(wěn)定、便利、低價供應，從而推動我國氫能產業(yè)全面均衡發(fā)展。
加強政府支持與引導，建立投資收益合理回報機制，積極推進投資體制改革,搭建各種投融資平臺，開拓多樣化資金渠道，鼓勵地方政府采用資本注入、投資補助等方式投資氫能產業(yè)基礎設施，引導和吸引社會投資特別是民間投資以合資、獨資、參股、特許經營等方式參與建設與營運，充分發(fā)揮社會資本在氫能產業(yè)發(fā)展中的積極作用。
(四)完善標準法規(guī)建設，加快氫氣納入能源管理體系后的管理細則制定
重視氫能產業(yè)通用標準建設，明確氫能主管部門，統(tǒng)一基礎設施規(guī)劃審批流程，加快建設系統(tǒng)全面的標準、計量、檢測、認證以及售后服務保障體系?？梢勒仗烊粴馄嚭喕剂想姵仄囓囕d儲氫系統(tǒng)送檢標準，盡快破除制約氫能產業(yè)發(fā)展的標準檢測障礙和市場準入壁壘，打通交通、工業(yè)等多場景應用標準。
此外，通過管理細則的制定明確氫氣能源定位，修訂燃氣管理條例，將氫氣視同燃氣管理，從而使氫氣的大規(guī)模、長距離、低成本儲運具備可行性。
(五)制定國家級頂層氫能規(guī)劃，合理規(guī)劃加氫站，制定長期穩(wěn)定的燃料電池汽車發(fā)展政策
目前我國20多個省市發(fā)布了氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃與支持政策38項，布局氫能產業(yè)速度在加快，但國家層面的氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃仍然缺失。制定國家氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確產業(yè)發(fā)展的指導思想、發(fā)展目標、主要任務及保障措施等，在宏觀層面加強部門協(xié)同合作，將為產業(yè)鏈各參與主體注入強大信心。
建議各部門合作，建立國家級氫能產業(yè)研究中心，對全國能源稟賦、市場潛力及氫能示范可行性進行綜合評估，整體規(guī)劃氫能產業(yè)重點發(fā)展區(qū)域，提出氫能產業(yè)發(fā)展路徑，根據各地資源優(yōu)勢，提出能源配套解決方案及建議，整體規(guī)劃制氫、儲氫、運氫及加氫站的發(fā)展路徑，并發(fā)布持續(xù)、穩(wěn)定的補貼政策以促進產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
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