“十四五”時(shí)期，在一系列政策支持下，氫能產(chǎn)業(yè)將迎來重大發(fā)展契機(jī)，能源、交通、工業(yè)等領(lǐng)域都將加快推進(jìn)氫能示范應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，助推各個(gè)行業(yè)通過氫能實(shí)現(xiàn)加速的降碳脫碳和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

從供給來看，我國(guó)已是世界上最大制氫國(guó)，氫氣年產(chǎn)量約3300萬噸。

從終端消費(fèi)來看，我國(guó)氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如石油煉制、石化產(chǎn)品生產(chǎn)、化肥制造、新型合成燃料工業(yè)等，其中耗氫量最大的是合成氨，其次是合成甲醇。

近日，全球最大綠氫耦合煤化工項(xiàng)目——內(nèi)蒙古鄂爾多斯市風(fēng)光融合綠氫示范項(xiàng)目開工。該項(xiàng)目利用鄂爾多斯地區(qū)豐富的太陽(yáng)能和風(fēng)能資源發(fā)電直接制綠氫，年制綠氫3萬噸、綠氧24萬噸，將有力推動(dòng)綠氫產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推進(jìn)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。近年來，我國(guó)對(duì)氫能應(yīng)用場(chǎng)景的探索不斷深入，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)u入良性通道。

產(chǎn)業(yè)政策和標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)完善

為促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范有序高質(zhì)量發(fā)展，2022年3月23日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)?！兑?guī)劃》明確了氫的能源屬性，是未來國(guó)家能源體系的組成部分，充分發(fā)揮氫能清潔低碳特點(diǎn)，推動(dòng)交通、工業(yè)等用能終端和高耗能、高排放行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。同時(shí)，明確氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向，是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本原則和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標(biāo)，明確到2025年，基本掌握核心技術(shù)和制造工藝，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站，可再生能源制氫量達(dá)到10萬~20萬噸/年，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100萬~200萬噸/年。到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。到2035年，形成氫能多元應(yīng)用生態(tài)，可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比例明顯提升?！兑?guī)劃》統(tǒng)籌謀劃、整體布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，是碳達(dá)峰碳中和“1+N”政策體系中的“N”之一，既是能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手，也為碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了有力支撐。

氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在持續(xù)完善。目前，我國(guó)已經(jīng)發(fā)布?xì)淠芨鳝h(huán)節(jié)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)80余項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約40項(xiàng)，全力推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展。

內(nèi)蒙古自治區(qū)已將氫能作為能源品種管理，拓寬了氫能應(yīng)用范圍，部分地區(qū)還對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣提供資金支持，并制定獎(jiǎng)懲機(jī)制，降低氫能項(xiàng)目投資成本的同時(shí)，有力地保障了項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。在地方政策和推廣補(bǔ)貼的支持下，長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀等地區(qū)已初步呈現(xiàn)出氫能產(chǎn)業(yè)的集群效應(yīng)，而以內(nèi)蒙古、寧夏等地為代表的西北部地區(qū)，充分利用風(fēng)光資源稟賦優(yōu)勢(shì)，已具備布局風(fēng)電、光伏電解水制氫的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，一批氫能示范項(xiàng)目正在逐步落地投產(chǎn)。

“十四五”時(shí)期，在一系列政策支持下，氫能產(chǎn)業(yè)將迎來重大發(fā)展契機(jī)，能源、交通、工業(yè)等領(lǐng)域都將加快推進(jìn)氫能示范應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，助推各個(gè)行業(yè)通過氫能實(shí)現(xiàn)加速的降碳脫碳和轉(zhuǎn)型升級(jí)。同時(shí)，協(xié)同風(fēng)光等新能源大規(guī)模開發(fā)利用，我國(guó)將逐步構(gòu)建起蓬勃發(fā)展、清潔低碳的氫能產(chǎn)業(yè)。

開發(fā)利用實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)突破

在制氫方面，2022年9月，全球最大煤制氫變壓吸附裝置項(xiàng)目在陜西榆林正式投入運(yùn)行，將有力助推我國(guó)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化。煤制氫裝置采用了自主研發(fā)的大型化變壓吸附專利技術(shù)，以煤炭為原料，每年產(chǎn)氫總能力達(dá)35萬噸。作為煤炭資源高效清潔利用的重要手段，該技術(shù)對(duì)我國(guó)能源安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善意義重大。該項(xiàng)目攻克了大型煤制氫裝置在工藝技術(shù)、設(shè)計(jì)制造等方面的難題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外技術(shù)的替代和超越，不僅搭建了由煤炭向石油化工產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的橋梁，還有效實(shí)現(xiàn)了資源回收、污染治理和碳減排。

2022年11月，廣東石化石油焦制氫聯(lián)合裝置順利產(chǎn)出合格氫氣，標(biāo)志著全國(guó)首套100%石油焦制氫聯(lián)合裝置投產(chǎn)運(yùn)行取得圓滿成功。該裝置年產(chǎn)氫氣將達(dá)16億標(biāo)準(zhǔn)立方米，年產(chǎn)燃料氣將達(dá)31億標(biāo)準(zhǔn)立方米。

在加氫站建設(shè)方面，2022年4月，由國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華投資蒙西公司建設(shè)的重載鐵路加氫站科研示范項(xiàng)目順利完工，標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)重載鐵路加氫科研示范站正式建成，具備加氫條件。該項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內(nèi)新朔鐵路海勒斯壕南站，該站將為國(guó)內(nèi)首臺(tái)大功率氫能源動(dòng)力調(diào)車機(jī)車和國(guó)內(nèi)首臺(tái)以“氫燃料電池+鋰電動(dòng)力電池”為動(dòng)力的“零排放”接觸網(wǎng)作業(yè)車提供氫能供應(yīng)。

在氫電耦合應(yīng)用方面，2022年5月，浙江寧波慈溪?dú)潆婑詈现绷魑⒕W(wǎng)示范工程開工，該示范工程是國(guó)家電網(wǎng)公司首個(gè)氫能相關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃配套項(xiàng)目。項(xiàng)目投運(yùn)后，每日可滿足慈溪濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)10輛氫能燃料電池大巴加氫和50輛純電動(dòng)汽車直流快充需求。

此外，制氫加氫一體站建設(shè)也在積極推進(jìn)。2022年7月，國(guó)內(nèi)首座兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站在安徽六安投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)制氫—儲(chǔ)氫—?dú)淠馨l(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通。該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首次對(duì)具有全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“制、儲(chǔ)、發(fā)”氫能技術(shù)的全面驗(yàn)證和工程應(yīng)用。示范站采用先進(jìn)的質(zhì)子交換膜水電解制氫技術(shù)，額定裝機(jī)容量1兆瓦，年制氫可達(dá)70余萬標(biāo)準(zhǔn)立方米、氫發(fā)電73萬千瓦時(shí)，對(duì)于推動(dòng)氫能研究應(yīng)用、服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要的示范引領(lǐng)作用。所制氫氣可在氫燃料電池車、氫能煉鋼、綠氫化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，氫能發(fā)電可用于區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰需求。

2022年8月，全國(guó)首座“氨現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫一體站”示范項(xiàng)目啟動(dòng)儀式在福建省福州市長(zhǎng)樂區(qū)舉行，這也是“氨制氫加氫”這一國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)首次走出實(shí)驗(yàn)室，投入商業(yè)應(yīng)用。此項(xiàng)目的實(shí)踐與突破，可顯著降低氫氣的儲(chǔ)運(yùn)成本、用氫成本并提高安全性，同時(shí)解決加氫站儲(chǔ)氫用氫面臨的瓶頸問題，為交通領(lǐng)域燃料電池汽車的商業(yè)化推廣提供了一條重要的技術(shù)途徑。此外，因其整套制氫裝置具有占地面積較小、運(yùn)輸方便等特點(diǎn)，為今后“以油育氫、以氫增油”的油氫合建模式提供了一條重要路徑。

供需兩端將發(fā)生結(jié)構(gòu)性調(diào)整

從供給來看，我國(guó)已是世界上最大制氫國(guó)，氫氣年產(chǎn)量約3300萬噸。其中，煤和天然氣制氫占比約78%，是成本較低且技術(shù)成熟的制氫方式，但存在碳排放量高、氣體雜質(zhì)多的缺點(diǎn)，在“雙碳”背景下增長(zhǎng)空間受限，現(xiàn)有產(chǎn)能亟待清潔替代。工業(yè)副產(chǎn)氫約占21%，主要利用氯堿化工和煉焦等行業(yè)的尾氣提純制氫，具有一定成本優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)可再生能源電解水制氫行業(yè)剛剛起步，受制于技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，整體占比不到1%，但其脫碳性能決定了未來將成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展主體。

從終端消費(fèi)來看，我國(guó)氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如石油煉制、石化產(chǎn)品生產(chǎn)、化肥制造、新型合成燃料工業(yè)等，其中耗氫量最大的是合成氨，其次是合成甲醇。目前氫能在交通領(lǐng)域的消費(fèi)占比仍較低，年用量不到2萬噸。自國(guó)家正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技戰(zhàn)略創(chuàng)新方向以來，氫燃料電池汽車領(lǐng)域逐漸成為氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的熱點(diǎn)領(lǐng)域，“十四五”期間，各地規(guī)劃氫燃料電池電堆的總產(chǎn)能已高達(dá)300萬千瓦，規(guī)劃的燃料電池汽車總產(chǎn)能超過10萬輛。同樣逐漸火熱的還有建筑領(lǐng)域，基于氫燃料電池的固定式UPS電源以及冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)正在加速發(fā)展。

除此之外，因?yàn)闅渚哂虚L(zhǎng)周期儲(chǔ)能特性，對(duì)可再生能源規(guī)模化利用具有重要意義，氫能將在新型電力系統(tǒng)中起到重要作用。