概要：氫氣，來源廣泛，適合大規(guī)模生產(chǎn)、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(jié)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(zhuǎn)型升級和新舊動能轉(zhuǎn)換過程中起到不可或缺的能源載體作用。
目前，我國氫能產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)研究、核心材料、關(guān)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)大規(guī)模商業(yè)化推廣，急需國家頂層設(shè)計規(guī)劃和政策引導(dǎo)，解決整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈中存在的問題，因此建議：
一、政府引導(dǎo)加大氫燃料電池基礎(chǔ)科研投入，突破核心材料和關(guān)鍵部件的技術(shù)瓶頸，促進產(chǎn)品國產(chǎn)化;二、鼓勵、推動各地因地制宜開展氫能示范應(yīng)用，鼓勵地方政府創(chuàng)新激勵方式，推動大規(guī)模產(chǎn)業(yè)集群的形成;三、通過政策引導(dǎo)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(yīng)體系;四、完善標準法規(guī)建設(shè)，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(lǐng)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(lǐng)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(chǎn)、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(zhuǎn)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(lǐng)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(yīng)用的眾多領(lǐng)域中，交通運輸領(lǐng)域?qū)⒙氏染邆涑杀靖偁幜ΑH氫能委員會與咨詢機構(gòu)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(shù)與可再生能源水電解制氫技術(shù)的成本將在未來10年內(nèi)迅速下降，燃料電池技術(shù)在中重型卡車、長途巴士、火車、大型乘用車、叉車等多種應(yīng)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(shù)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(jīng)濟變革，對世界政治和國際格局也將產(chǎn)生重大影響。
我國氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)受到越來越多的重視。據(jù)中國汽車工程學(xué)會預(yù)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(shù)競爭力和產(chǎn)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，截至2018年底，全球范圍內(nèi)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(chǎn)業(yè)園建設(shè)方面，目前共有32個氫能小鎮(zhèn)、氫谷、氫能產(chǎn)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(shè)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(chǎn)值總額接近萬億，巨大市場潛力下的規(guī)模效應(yīng)，是我國氫能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)。盡管我國氫能產(chǎn)業(yè)前景廣闊，但不容忽視的是，目前國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)仍存在很多問題，如產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡、不完善及產(chǎn)業(yè)鏈集群配套不充分等，這些因素制約了我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，延緩了氫能商業(yè)化的普及。
具體來看，國內(nèi)氫能產(chǎn)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(guān)鍵部件國產(chǎn)化程度低，國內(nèi)技術(shù)不成熟
近年來，我國在基礎(chǔ)研究、核心材料、關(guān)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(chǎn)品的成熟度尚未達到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用層級，產(chǎn)品級的核心材料和關(guān)鍵部件還依賴進口。在此背景下過快拓展終端應(yīng)用市場，會導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈利潤大幅外流，陷入技術(shù)受制于人的被動境地。
氫供應(yīng)鏈方面：我國發(fā)布了一系列鼓勵政策引導(dǎo)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在氫能供應(yīng)鏈關(guān)鍵零部件和技術(shù)開發(fā)方面已有所突破。液氫儲罐已可完全國產(chǎn)化，最大容積可達300立方米;氦制冷循環(huán)設(shè)備我國已掌握核心技術(shù)，但尚未達到量產(chǎn)水平;氫氣品質(zhì)檢測和氫氣泄露等重要測試裝備欠缺，權(quán)威檢測認證機構(gòu)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(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展;在高活性催化劑、高強度高質(zhì)子電導(dǎo)率復(fù)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(chǎn)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(chǎn)技術(shù)。因此，亟待加強上述核心材料、關(guān)鍵部件的技術(shù)轉(zhuǎn)化，加快形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的批量制備技術(shù)和建立產(chǎn)品生產(chǎn)線，全面實現(xiàn)核心材料、關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化與批量生產(chǎn)。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(yīng)在已有基礎(chǔ)上，進一步加強車載工況、低溫、雜質(zhì)等實際運行環(huán)境下的衰減機理與環(huán)境適應(yīng)性研究，大幅提升燃料電池產(chǎn)品的可靠性與耐久性。
(二)未形成規(guī)?；瘹淠墚a(chǎn)業(yè)集群，產(chǎn)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(guān)鍵技術(shù)來源于國家科技研發(fā)項目，這也是當前一些關(guān)鍵技術(shù)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(gòu)或企業(yè)產(chǎn)業(yè)化能力不足或產(chǎn)業(yè)化力度不夠，導(dǎo)致我國氫燃料電池汽車技術(shù)產(chǎn)業(yè)化水平滯后。
目前我國已建成部分氫能產(chǎn)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(chǎn)業(yè)集群，下游燃料電池大規(guī)模應(yīng)用場景的缺失，尤其是燃料電池乘用車應(yīng)用場景的缺失，限制了產(chǎn)業(yè)集群的差異化發(fā)展，進而影響規(guī)模經(jīng)濟及集群范圍經(jīng)濟的發(fā)揮。目前燃料電池產(chǎn)品仍處于小批量生產(chǎn)階段，成本居高不下。以60kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)為例，據(jù)測算，在生產(chǎn)規(guī)模為100套/年時，系統(tǒng)成本為380000元/套，在生產(chǎn)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(yīng)鏈欠缺協(xié)調(diào)，制約燃料電池汽車發(fā)展
基礎(chǔ)設(shè)施是保障燃料電池在汽車、火車、船舶、發(fā)電裝置等領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。2015年以來，隨著我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展以及加氫站建設(shè)補助體系的完善，各個地區(qū)開始規(guī)劃建設(shè)加氫站。但國內(nèi)加氫站早期多為示范項目，在項目結(jié)束后即被拆除。近年建設(shè)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(yīng)鏈上各環(huán)節(jié)資金投入大，基礎(chǔ)設(shè)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(chǎn)氫量2噸的天然氣制氫設(shè)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(diào)，缺乏穩(wěn)定的氫能供應(yīng)體系，導(dǎo)致設(shè)備使用率低，氫氣供應(yīng)量及氫價不穩(wěn)定，部分地區(qū)氫氣供應(yīng)商坐地起價、有站無氫、有氫無站等現(xiàn)象，不利于氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
(四)氫能標準法規(guī)不完善，制約產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展也正在促使現(xiàn)有供應(yīng)體系向綠色、經(jīng)濟、高效的氫能供應(yīng)體系轉(zhuǎn)變，在此過程中，產(chǎn)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(nèi)經(jīng)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(gòu)建高效經(jīng)濟的氫能儲運體系。我國東西部能源分布不均導(dǎo)致上游氫能資源與下游氫能應(yīng)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(guān)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(guān)標準和法律法規(guī);儲運環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)和核心材料仍有瓶頸。
加氫站建設(shè)審批程序復(fù)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(dǎo)致了若干難題。例如：由于制氫屬于工業(yè)用地性質(zhì)，加氫站屬商業(yè)用地性質(zhì)，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(chǔ)設(shè)施與下游市場相互制約，市場規(guī)模小導(dǎo)致企業(yè)成本分擔不足。另一方面，國內(nèi)整個供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈的制、儲、運、加各環(huán)節(jié)尚未打通，各種技術(shù)路線尚處于發(fā)展階段。
(五)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展可持續(xù)性堪憂
2017年，國內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)量首度破千，達到1272輛;2018年再上新高，產(chǎn)銷均達到1527輛，同比增長20%;2019年產(chǎn)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(guān)補貼政策，但市場總體受到了很大影響，燃料電池汽車產(chǎn)、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(yīng)。這一局面非常不利于燃料電池汽車產(chǎn)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(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展、促進能源和動力轉(zhuǎn)型
當前,我國在國家戰(zhàn)略層面已經(jīng)明確將氫能作為能源架構(gòu)的重要組成部分,并將燃料電池汽車定位為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流方向之一。但在燃料電池汽車領(lǐng)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(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡、不協(xié)調(diào)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(chǎn)業(yè)國際競爭力的關(guān)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(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào),理順整個燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,促進燃料電池應(yīng)用場景多樣性，以此推動我國氫能產(chǎn)業(yè)健康、全面、快速發(fā)展。因此建議:
(一)政府引導(dǎo)加大氫燃料電池基礎(chǔ)科研投入，突破核心材料和關(guān)鍵部件的技術(shù)瓶頸，促進產(chǎn)品國產(chǎn)化
氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈條長，技術(shù)含量高，有必要對我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)創(chuàng)新方面的短板進行梳理;通過政府引導(dǎo)和財政投入，超前部署，加大氫能相關(guān)技術(shù)研發(fā)投入力度，提升核心技術(shù)及集成能力。
設(shè)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(dǎo)向、企業(yè)主體，鼓勵政產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合與建立國家氫能創(chuàng)新平臺等多種模式解決產(chǎn)業(yè)鏈中企業(yè)難以攻克的技術(shù)難題;通過設(shè)立各級氫能及燃料電池投資引導(dǎo)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(guān)鍵零部件的研發(fā)，并將成果轉(zhuǎn)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(yīng)用，鼓勵地方政府創(chuàng)新激勵方式，推動大規(guī)模產(chǎn)業(yè)集群的形成
目前氫燃料電池技術(shù)的相關(guān)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(jù)自身情況，因地制宜聯(lián)合能源生產(chǎn)、汽車制造、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)等行業(yè)開展氫能示范應(yīng)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(lǐng)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(chǎn)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(dǎo)各類能源企業(yè)分布建設(shè)長期、穩(wěn)定、可持續(xù)利用的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，逐步解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期面臨的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(guān)鍵部件，或?qū)Ω吲欧?、高污染企業(yè)的罰款用于對氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的補貼等“以罰助補”的方式，鼓勵相關(guān)企業(yè)開展核心技術(shù)研發(fā)和大規(guī)模示范應(yīng)用。
通過政府主導(dǎo)，鼓勵燃料電池產(chǎn)品應(yīng)用推廣，擴大市場規(guī)模，進而推動產(chǎn)業(yè)集群的形成。利用產(chǎn)業(yè)集群專業(yè)化的分工協(xié)作、合理的產(chǎn)業(yè)空間布局、健全的公共基礎(chǔ)設(shè)施，幫助企業(yè)降低配套成本，擴大生產(chǎn)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(yīng)用場景的多樣化發(fā)展，降低區(qū)域內(nèi)企業(yè)間的同質(zhì)化競爭，促進產(chǎn)業(yè)融合，推動產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)國際競爭力。
(三)通過政策引導(dǎo)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(yīng)體系
氫能供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)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(nèi)缺乏運營經(jīng)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(jīng)驗,整合優(yōu)質(zhì)資源,鼓勵多方合作,由我國能源、汽車、金融等各相關(guān)行業(yè)的優(yōu)勢企業(yè)共同組建氫能產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)及運營聯(lián)盟，確保統(tǒng)一規(guī)劃我國氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),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(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,保障氫能穩(wěn)定、便利、低價供應(yīng)，從而推動我國氫能產(chǎn)業(yè)全面均衡發(fā)展。
加強政府支持與引導(dǎo)，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(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，引導(dǎo)和吸引社會投資特別是民間投資以合資、獨資、參股、特許經(jīng)營等方式參與建設(shè)與營運，充分發(fā)揮社會資本在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的積極作用。
(四)完善標準法規(guī)建設(shè)，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(chǎn)業(yè)通用標準建設(shè)，明確氫能主管部門，統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃審批流程，加快建設(shè)系統(tǒng)全面的標準、計量、檢測、認證以及售后服務(wù)保障體系。可依照天然氣汽車簡化燃料電池汽車車載儲氫系統(tǒng)送檢標準，盡快破除制約氫能產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與支持政策38項，布局氫能產(chǎn)業(yè)速度在加快，但國家層面的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃仍然缺失。制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想、發(fā)展目標、主要任務(wù)及保障措施等，在宏觀層面加強部門協(xié)同合作，將為產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)重點發(fā)展區(qū)域，提出氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，根據(jù)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(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
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