我国氢能产业发展的特点、问题与定位.docx

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1、我国氢能产业发展的特点、问题与定位内容摘要：我国氢能产业发展目前呈现出三个特点：一是氢气产量和储氢材料产销量世界第一，为我国氢能技术开发利用创造了有利条件；二是氢能产业发展的财税支持政策、技术标准等政策框架进一步完善；三是地方政府非常重视氢能产业发展，全国31个省市自治区均发布了氢能产业发展的相关政策。然而，从低碳转型的逻辑看，我国制氢原料以化石能源为主导，现阶段大规模推动氢能产业发展将导致C02排放量快速增加，不利于我国“双碳”工作的推进，而且在氢能开发利用技术还处于研发和示范阶段的情况下，各地大规模推进产生低水平重复投资的后果。此外，我国氢能产业规划的应用场景选择单一也不利于真正发挥氢能在

2、未来低碳能源系统中的作用。因此，我国氢能产业发展应该在在能源转型趋势下合理确定氢能在我国未来能源系统中地位，从我国能源产业实际出发选择氢能产业发展切入点，并致力于构建创新驱动的氢能产业政策框架。早在上世纪90年代中期，氢就作为“提供脱碳，可持续能源系统必不可少的元素”而被寄予厚望，但此后二十年的发展进程远远低于人们的期望。2015年，根据根据巴黎协定设定的1.5温控和净零排放目标,2030年前全球目前年均约12%的脱碳速度需要提高五倍方可实现。由于交通运输和工业领域脱碳的复杂性和难度，仅靠可再生能源远不能满足C02或温室气体净零排放的“脱碳”要求，氢能由于具备来源多样、清洁低碳、安全、灵活高效

3、、应用场景丰富等特点再次受到重视，被视为未来十年替代碳氢化合物，应对气候变化的关键要素。近年来，氢能因其在能源转型和工业脱碳中重要作用日益受到关注，但氢能作为一个“产业”在各国都处于初步发展阶段。本文主要探讨我国氢能产业发展的现状与特点、存在的问题以及相关发展建议。一、我国氢能产业发展现状与特点氢能产业，无论从氢的制造、运输和储存，还是氢作为能源利用方面都还属于萌芽状态的产业。目前，我国氢能产业发展表现出如下三个特点。1 .我国氢气产业基础较好，为氢能产业发展创造良好条件我国存在着一个以化石能源制氢和工业副产氢回收的生产和非能源利用的“氢气产业”，并且这一产业已经有相当规模。据中国煤炭工业协会

4、数据统计，20122020年，中国氢气产量整体呈稳步增长趋势，中国氢气年产量从1600万吨增加到2500万吨，是世界第一大产氢国家。其中，中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业。2020年，中国石化氢气年生产量达350万吨，占全国氢气产量的14%；国家能源集团年生产400万吨的氢气，占总体产量的16%。此外，2020年，我国金属储氢材料产销量已超过日本，成为世界最大储氢材料产销国。与“氢气”产业相比，我国“氢能”产业发展还处于初级阶段。目前的2500万吨氢气产量中，仅有1%左右作为能源使用，但我国氢气产量和储氢材料产销量世界第一，为我国氢能技术开发利用和氢能产业发展创造了有利条件，

5、主要表现在：第一，我国氢燃料电池车产销量及加氢站数量居世界前列。与电动汽车相比，全球氢燃料电池汽车产业发展还处于萌芽状态。根据中国汽车工业协会提供的数据，2020年，全球共销售氢燃料电池汽车9006台。其中韩国是全球最大的氢燃料电池汽车销售市场，销量为5823台；中国则是全球第二大氢燃料电池汽车销售市场，销量为1177台。截止2020年底，中国的氢燃料电池汽车保有量仅次于韩国和美国，居全球第三。其中韩国是全球唯一氢燃料电池汽车保有量超过一万量的国家。从氢燃料电池汽车的加氢站数量看，2020年，日、德、中三个国家加氢站共有311座，占全球总数的56%。其中中国加氢站为69座，居全球第三。第二，氢

6、能源作为技术密集型行业，有着极高的技术要求。尽管我国氢能产业链的一些关键技术与国际先进水平还有差距,但近年来我国氢能利用技术研发能力有了相当提高。早期，我国氢能源相关技术专利的研发较为缓慢，专利年申请量不足百件。自2015年开始，国内氢能源专利申请数量迅速攀升。根据知识产权产业媒体IPRdaily与incoPat创新指数研究中心联合发布“2020上半年全球氢能产业发明专利排行榜(T0P100)入榜的全球前100名企业中，中国石化的氢能产业发明专利申请数量以434件专利位列第一，远高于其他企业。入榜的前100名企业主要来自13个国家和地区，中国占比45%,日本占比15%,美国占比13%,德国占比

7、7%;英国和韩国各占比4%,法国占比3%,沙特阿拉伯、瑞士和芬兰各占比2%,挪威、丹麦和荷兰各占比1%。为推进氢能技术发展及产业化，20182020年，国家重点研发计划启动实施“可再生能源与氢能技术”重点专项。其中，科技部通过“可再生能源与氢能技术”重点专项部署了27个氢能研发项目，研发经费投入约5亿元。从重点转向分布的产业链环节来看，下游应用是氢能源2018-2020年研发任务的重点，其次是制氢和储氢技术。在2018-2020年的国家重点研发项目中，燃料电池技术类有14个，占总项目的51.9%;制氢技术类5个，占比18.5%;储氢技术类6个，占比22.2%；加氢站技术类2个，占比7.4%。2

8、021年，科技部更加重视重点专项研发项目分布的均衡性。在2021年2月1日发布的关于对十四五国家重点研发计划氢能技术等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知中，重点专项研发项目在燃料电池技术类、制氢技术类和储氢技术类的分布比例分别为32%、32%和32%。2 .我国氢能产业发展的政策框架进一步完善2006年，国务院发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）所确定的发展重点中，“氢能及燃料电池技术”被列为国家重点发展的一种先进能源技术。不过这主要停留在科学研究层面，直到2012年国务院发布的节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年）和2014年国务院办公厅

9、发布的能源发展战略行动（2014-2020年），国家正式将“氢能与燃料电池”作为能源科技创新战略方向。2020年以来，我国出台了一系列氢能相关政策，使我国氢能产业发展政策框架得到进一步完善，主要表现在三个方面：一是发布政策文件的政府部门和机构多，包括财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、司法部、国家能源局、国家关税税则委员会、国家标准化委员会等。很多政策文件都是两个以上的部委局联合制定发布，这表明氢能产业发展已经上升为国家战略，引起相关部委局的高度重视。二是政策文件涵盖了影响氢能产业的各个方面，既包括氢能产业发展规划与布局，也包括制氢、储氢、燃料电池、加氢站等产业链各环节，还包括氢能技术

10、研发支持重点、氢能支持项目申报流程和评价方法等，使我国氢能支持政策的系统性和严谨性得到极大改善。三是政策手段以政府规划指导和财政补贴为主，同时也通过推动产业发展技术标准的制定引导产业良性竞争，以及降低部分氢能产业链关键进口零部件关税降低进口成本等方式支持国内氢能设备制造业的发展。到目前为止，我国已经发布实施氢能和燃料电池技术、应用、检测、安全相关的国家标准80项，行业标准约40项。这些技术规范和标准对氢能和氢燃料电池汽车规范发展起到了积极的推动作用。3 .各地氢能产业发展以燃料电池汽车为主导方向除了国家层面的战略重视之外，全国31个省市自治区均发布了氢能产业发展的相关政策。有的地方是在改省的国

11、民经济和社会发展十四五规划与2035远景目标这样的综合性政策规划文件中对氢能发展做出了部署和规划，如安徽、湖南、云南、黑龙江、陕西等省；有的地方则在综合性做出规划文件之外，发布了专门的氢能源相关专项政策或规划，如北京、山东、河北、天津、四川、浙江、宁夏等省市；一些省市则通过氢燃料汽车等相关政策规划发布氢能源产业建设目标。值得注意的是，几乎所有发布专门氢能产业政策的省市都把氢能产业发展的主导方向和重点放在了燃料电池汽车及其产的关键不在于陆地交通，而是因为氢能在一些“脱碳”难度大的工业部门所体现出的独特优势。业链的发展方面,尽管氢能发展目前在全球范】受到高度重视从主要省市的氢能产业发展规划所制定的

12、目标，可以清晰地看出，燃料电池汽车及其产业链是各地发展氢能的主要，甚至是唯一选择。表2中列举的13个省市自治区中，除了宁夏以外，其余省市自治区的氢能产业规划都具体化为氢燃料电池车汽车的生产或推广目标，其中还有两个省（山东和浙江）规划了氢燃料电池发动机产能目标。对于氢能在其他领域的应用则没有涉及。二、我国氢能产业发展当前存在的问题在我国当前的氢能利用的技术、材料和设备制造水平下，各地纷纷大规模鼓励氢能产业发展的政策已经初步带来了一些不利的影响，突出的问题有三个。1 .我国制氢原料以化石能源为主导，C02排放量压力大中国是世界第一产氢大国，2020年全国氢气产量约2500万吨。这些氢气基本是作为工

13、业原料，作为能源使用的“氢”微乎其微。从制氢的原料及方式看，我国和全球一样，基本是化石能源制氢和工业副产品提纯制氢。如表2所示，我国化石能源制氢包括煤制氢、天然气重整制氢和石油制氢，三种制氢原料及技术路线产量占比分别为43%、16%和13%；工业副产提出制氢主要是焦炉煤气和氯碱尾气制氢，其产量占28%。电解水制氢和其他制氢方式占比微乎其微。在气候变化和能源转型的大背景下，化石能源制氢必须要考虑其产生的大量二氧化碳排放问题。根据我国不同技术路线制氢的产量占比及其碳排放数据，按照2020年我国氢气产量2500万吨计算，2020年我国煤制氢的产量为1075万吨，按照每公斤氢气排放20公斤二氧化碳计算

14、，其二氧化碳年排放量为2.15亿吨；天然气重整制氢产量为400万吨，排放二氧化碳为4000万吨；石油制氢产量325万吨，排放二氧化碳3250万吨；工业副产提纯制氢700完吨，排放二氧化碳3500万吨。2020年化石能源制氢合计排放二氧化碳3.225亿吨，大致占我国工业过程排放二氧化碳量的24.8%。因此，在“绿氢”不具备真正的成本竞争力之前，大规模推动氢能产业发展，将导致“灰氢”规模快速扩展和二氧化碳排放量的快速增加，不利于我国“双碳”工作推进。2 .地方过快推进氢能产业发展导致低水平重复投资从全球看，欧盟主要国家、美国、日本、韩国等国都发布了“氢能发展战略”或“路线图”，但在氢能开发方面，基

15、本处于技术研发和项目示范阶段，氢能开发利用技术总体上还不具备达到大规模商业推广的条件。与发达国家相比，我国在燃料电池技术发展、氢能产业装备制造等方面相对落后。关键零部件主要依靠进口，燃料电池的关键材料包括催化剂、质子交换膜以及炭纸等材料大都采用进口材料；关键组件制备工艺亟需提升，膜电极、空压机、双极板、氢循环泵等和国外存在较大差距；氢能技术标准中关于氢品质、储运、加氢站和安全标准的内容较少，难以满足国际技术通则以系统为实验对象的要求。另外，高精度氢气品质检测和高灵敏度氢气泄露等重要测试装备欠缺，权威检测认证机构仍未形成。从全球范围氢能专利布局来看，大量核心专利掌握在美国、日本等国，我国尚未成为主导国际氢能发展的技术来源方。因此，从技术研发实力和产业基础看，我国氢能产业2025年之前还不具备大规模商业化的条件，但目前各地氢能规划和氢能产业园区建设已呈现过热苗头。据不完全统计，目前发布氢能产业规划的省市，地级市以上有50多个，除大的省区以外