隨著我國在氫能產業領域的政策措施不斷健全、技術裝備創新突破不斷提速、應用場景不斷向多元化拓展,氫能產業正從示范驗證階段向規模化、市場化應用發展階段轉變,初步構建起涵蓋“制—儲—輸—用”各環節、較為完整的氫能供應鏈和產業體系,產能、技術、應用場景及國際合作均取得顯著進展。面向“十五五”,氫能產業應立足發展實際,進一步找準發展方向和實施路徑,加快實現提質提速。
一、發展現狀
(一)政策部署方面
我國對氫能產業發展的戰略部署和政策支持體系正在持續完善,已形成多層次、全方位的產業促進機制。《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》首次從戰略高度明確了氫能的能源屬性和產業定位。在2024年政府工作報告中,氫能首次以“前沿新興產業”的定位被納入。2025年1月1日施行的能源法,正式明確了“積極有序推進氫能開發利用”的法律定位;開始遴選部分項目和區域開展氫能試點工作,探索氫能產業發展的多元化路徑。
表1 國家氫能產業重要政策文件
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(二)產業環節方面
一是氫氣制取環節。2024年我國氫能產量規模突破3650萬噸,持續保持全球最大產氫國地位,當前仍以傳統化石能源制氫為主導,工業副產氫為重要補充,其中煤制氫和天然氣制氫占比近八成,而綠氫產能仍處于起步階段。我國電解水制氫技術不斷取得進步,核心材料基本實現國產化替代,質子交換膜(PEM)電解水制氫技術也在快速發展。未來,電解水制氫將占據主導地位,突破綠氫的關鍵技術并降低其成本是核心因素。
二是氫氣儲運環節。高壓儲氫是目前占絕對主導地位的氫能存儲方式,我國現階段處于35MPa的Ⅲ型瓶規模化應用和70MPa的Ⅲ型瓶示范應用階段,Ⅳ型瓶尚未得到大規模推廣應用,Ⅳ型瓶性能優異,可滿足車載儲氫要求,將加速替代I型、Ⅱ型、Ⅲ型瓶。此外,液氫存儲和固態儲氫無需壓力容器,我國還處于試驗階段,是未來實現大規模氫能儲運的方向。
三是氫氣加注環節。截至2024年底,國內累計建成加氫站超過540座,加氫站類型逐步由純氫站轉為油氫合建、一體化模式。國內主要以35MPa氣氫加氫站為主,核心裝備體系由壓縮機、高壓儲氫容器及加氫機構成,設備成本占總成本的70%以上。國際市場上液氫加注設施已實現商業化成熟應用,而我國仍處于示范站規劃建設的初級階段。當前,加氫站主要服務于燃料電池汽車及工業用氫領域,隨著氫能應用場景的拓展,將向多元化方向發展。
四是氫氣應用環節。我國氫氣消費領域主要由合成甲醇、合成氨為主,其次為煉化和煤化工,并在化工、電力、交通等領域實現多元化應用示范。交通領域,我國氫燃料電池汽車產業已進入規模化示范新階段,其中物流運輸車輛和專用車型共同構成當前示范運營的主力車型。工業領域,目前氫能示范性應用已經開始,但在綠氫成本尚無法與灰氫持平的情況下,綠氫的規模化應用將主要依賴工業領域的灰氫替代場景。電力領域,主要集中在燃料電池發電和熱電聯產,在大型沙戈荒基地配套煤電降碳、零碳產業園區實現新能源可靠替代等場景,具有廣闊的應用前景。
二、存在問題
一是成本較高。制取環節,當前可再生能源制氫成本較高,核心受制于電力成本、電解槽投資和項目運行運營效率,由于電解水制氫的電力需求與可再生能源發電特性存在固有矛盾,導致電解槽裝備對波動性光伏和風電的適應性較差。整體來看,在綠氫的成本構成中,電費占70%,設備及其他運行成本占30%。儲運環節,氫能儲運體系面臨技術代差與規模效應不足的雙重制約。運輸方面,現階段主導的20MPaⅠ/Ⅱ型高壓氣態儲運技術存在明顯效率瓶頸,特別是當運輸距離過長時,較之液氫槽車運輸的邊際成本優勢完全喪失,因此長管拖車只適合短距離運輸。管網建設方面,受制于終端需求密度不足和用氫規模有限,管道輸氫的固定成本難以攤薄。加注環節,加氫站建設仍面臨高成本挑戰,單站建設成本高達1200萬元—2500萬元,目前建設加氫站所需關鍵零部件沒有量產的成熟產品,導致加氫站的建設成本過高,投入回報率低,尚未具備經濟效益和競爭力。
二是關鍵核心技術壁壘高。關鍵材料和設備仍面臨核心技術受制于人的發展瓶頸,質子交換膜、氣體擴散層、車用壓力氫氣傳感器等關鍵材料依賴進口,高壓閥件、碳纖維、壓縮機、加氫槍等關鍵零部件進口依賴嚴重,國產膜電極、雙極板、空壓機、循環泵等關鍵部件性能有待提升,大量核心專利被美、日等國企業壟斷,直接推高了產業鏈各環節的生產成本,嚴重制約市場化應用進程。
三是氫能應用場景布局不足。氫能產業的應用以交通領域為主,尤其是氫燃料電池汽車領域,但在化工、冶金等工業領域的應用仍處于試點驗證階段。在交通領域,國際市場上氫燃料電池汽車的發展主要集中在乘用車領域,豐田、現代兩家企業占據95%以上份額,我國氫燃料電池汽車的發展呈現出明顯的商用車主導特征,占比高達99%,氫能的應用較為單一。
三、對策建議
一是破解綠氫產業發展經濟性難題。在生產端持續推動電解水制氫技術創新,提高綠氫制取的規模、效率和穩定性。在應用側,推動大規模可再生能源制氫,不斷突破大型電解水制氫設備的技術瓶頸,通過開發新型電解槽技術和采用高效催化劑降低制氫電耗,提高運行調節范圍,提高核心部件和大型裝備壽命。從全產業鏈的角度推動生產側和應用側共同發力,不斷突破關鍵核心技術并在市場應用中迭代升級,保持產業鏈供應鏈安全穩定。
二是強化核心技術自主創新能力。持續加強卡點筑基攻關工作,布局70MPa加氫用高壓氫氣壓縮機和質子交換膜電解槽等項目,實現70MPa供應體系全鏈條貫通和產業化能力培育,解決氫氣規模化制備、供應和車載應用的產業化瓶頸。面向工業、儲能、發電等氫能應用的主戰場,布局固態儲氫裝置、固體氧化物燃料電池電堆等項目,解決氫能多領域應用的規模儲存手段和技術路線拓展問題。
三是加速氫能多元化場景落地推廣。大力發展氫能交通,加快研究氫能汽車路權支持政策,推動氫能車輛替代。鼓勵具備技術儲備和產業基礎的整車企業加快氫燃料乘用車研發進程,優先在基礎設施完善區域開展乘用車商業化運營試點。加快推動液氫重卡示范驗證和產業落地,牽引帶動液氫制儲運加用全鏈條示范和產業化發展。進一步探索管道摻氫、摻氫發電、氫能供熱等氫能多領域全場景示范應用。
作者介紹
常 寧
中級經濟師
咨詢工程師(投資)
長期專注產業規劃、區域經濟等領域,深度參與高精尖產業、新型工業化、京津冀協同等研究和規劃,參與/負責《北京市“十四五”時期高精尖產業發展規劃》《大興區“十五五”時期高精尖產業發展規劃》《海淀區新型工業化研究服務》《京津冀重點產業鏈高質量發展研究》等多項課題和規劃,獲全國優秀咨詢成果獎1項,北京市優秀咨詢成果獎3項。
編輯:張 華
審核:王子強