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一、我国氢能产业的实践和发展前景

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浙江国有资本运营有限公司新疆师范大学文/陈云李明辉

能源是国民经济和社会发展的基础，是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障。目前，中国正处于实现中华民族伟大复兴的关键时期，迫切需要有稳定、清洁、可靠的能源供应体系。目前，中国正处于实现中华民族伟大复兴的关键时期，迫切需要有一个稳定、清洁、可靠的能源供应体系。氢能具有来源丰富、能量密度高、绿色低碳等特点，被认为是21世纪最具发展潜力的能源。中国必须从国际角度深入分析氢能的发展，走出适合中国国情的氢能发展新途径。

一、氢能及其重要意义

氢能是指氢在物理化学变化过程中释放的能量。16世纪瑞士医学界首次发现氢气，但氢气早期主要医用于医药化工领域。1839年，人类开始研究氢燃料电池；1969年，使用碱性燃料电池(AFC)氢能开始应用于航空航天领域，为首次登月的阿波罗系统提供电力和水，并以液态氢为燃料推动火箭。1983年，加拿大巴拉德开发了质子交换膜燃料电池(PEMFC);这种大功率电池于1993年开始应用于公交车。Sherifetal。(2005)指出氢能可以满足几乎所有能源特性的需求，从而形成解决能源问题的永久系统。氢能产业链包括制氢、储氢和运氢。

氢能的发展具有重要意义。一是应对气候变化的需要。化石能源的使用会带来大量的二氧化碳排放，形成温室效应，破坏地球生态系统，氢能作为高密度、无污染的二次能源被认为是碳中和的最佳载体。二是促进产业升级的需要。氢能产业是一个技术和资本密集型产业，涉及许多高端制造领域，如新材料、电力设备、新能源汽车、航空航天、国防和军工，可以有效地推动传统产业的转型升级，产生新的产业链。目前，随着世界经济低迷，缺乏强大的驱动力，许多国家规划和发展氢能作为未来的产业，以促进国内或地区的经济发展。三是促进科技革命的需要。能源科技革命是历届工业革命的核心要素。氢能产业包括氢气的生产、储存、运输、燃料电池的研发等，需要科技的重大突破和进步，极大地促进了基础技术、基础材料等领域的发展。

根据国际氢能委员会最近的报告，全球氢能投资总额预计将达到5000亿美元。世界能源理事会预计，到2050年，氢能将占全球终端能耗的25%。国际能源署预测，到2070年，全球氢气需求将达到5.2亿吨。根据麦肯锡2017年发布的《2050年氢发展蓝图》，氢能将创造3000万个工作岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2.5万亿美元的市场价值。氢能产业正经历着全球前所未有的政治和商业势头。

二、全球视野中氢能发展战略综述

鉴于氢能的特点和对经济社会发展的重要性，许多国家将氢能的发展提高到国家能源战略的高度，许多省（市）也制定了相关的产业规划，大力促进氢能的发展。

(一)世界主要发达国家氢能发展战略

截至2021年2月，全球已有30多个国家发布了氢能路线图，许多经济体已将氢能产业的发展提升为国家能源发展战略。

2017年12月，日本宣布《氢能基本战略》，计划到2030年形成30万吨/年的商业供应能力，将制氢成本降至3美元/公斤，建设900个加氢站。燃料电池乘用车、燃料电池公共汽车、燃料电池叉车产量分别达到80万辆、1200辆和100辆；计划到2050年将氢能产量提高到1000万吨/年。制氢成本降至2美元/公斤，氢能发电取代天然气发电，加氢站取代加油站，燃料电池汽车取代传统燃料汽车。

2019年初，韩国发布了《氢能经济发展路线图》，提出2030年进入氢能社会，2040年生产氢燃料电池汽车620万辆，建设氢加油站1200座；推广发电、家庭和建筑氢燃料电池装置。

2019年初，韩国发布了《氢能经济发展路线图》，提出2030年进入氢能社会，2040年生产氢燃料电池汽车620万辆，建设氢加油站1200座；推广发电、家庭和建筑氢燃料电池设备。氢能经济将成为推动创新增长的重要驱动力，引领全球氢能和燃料电池产业的发展。燃料电池产量将在2040年扩大到150年GW。

2019年11月，美国燃料电池和氢能协会发布了《美国氢能经济路线图-减排和驱动氢能在美国增长》。预计2030年氢需求将超过1700万吨，美国将有530万辆氢燃料电池汽车，美国将有5600个加氢站；2050年，氢能预计将满足美国终端能源需求的14%。

2019年11月，澳大利亚宣布了澳大利亚氢能战略，确定了15个发展目标和57项联合行动，旨在将澳大利亚建设成为向亚洲市场出口氢能的三个基地之一，并在氢安全、氢经济和氢认证方面走在世界前列。到2050年，氢能产业将创造1个.工作岗位7万，产值260亿美元。

2020年6月，德国宣布了《国家氢能战略》GW，2035-2040年再增建5GW能力；为此，在氢气生产和应用领域制定了38项措施。

2020年7月，欧盟发布了《欧盟氢能战略》，计划到2050年将氢能在能源结构中的比例提高到12%~14%，增加对制氢、储氢、运氢的全产业链，以及现有天然气基础设施、碳捕集和封存技术的投资。

2020年11月，智利发布国家绿氢战略，到2030年生产世界上最便宜的绿氢，2040年成为世界三大氢出口国之一。

2020年12月，加拿大发布了《加拿大氢能战略》，对加拿大氢能发展提出了8项行动。计划到2050年实现以下目标:(1)30%的能源以氢的形式运输；(2)成为世界前三大清洁氢生产国，国内供应量超过2000万吨/年；(3)建立低碳氢供应基地，交货价格达到1.50~3.50加元/公斤；(4)运输燃料电池汽车500多万；(5)建立国家加氢网络。

2021年6月，美国宣布氢能地球计划，提出10年内将绿氢成本降低80%，从每公斤5美元降至1美元，美国能源部宣布拨款5250万美元资助31个氢能相关项目。

根据国际氢能委员会最近发布的报告，自2021年2月以来，全球启动了131个大型氢能开发项目。简而言之，越来越多的国家将氢能规划提升到国家能源战略高度，逐步明确氢能在国家能源体系中的战略地位，加强研发投资，加快基础设施和应用示范建设，继续促进氢能产业的发展。

(二)我国氢能发展战略

《中华人民共和国国民经济社会发展第十四五年规划》和《2035年愿景目标纲要》提出，组织实施未来产业孵化加速计划，在脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空间开发、氢能储能等前沿科技产业改革领域，规划布局一批未来产业。氢能已成为我国未来产业布局的重要方向，各省(市)出台相关政策，制定实施方案。氢能已成为中国未来产业布局的重要方向。各省（市）出台相关政策，制定实施计划。截至2021年8月底，近30个省、直辖市发布了氢能发展相关政策计划，其中5个省发布了氢能整体产业发展专项政策。

根据《北京氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》，2025年前，京津冀地区氢能产业链规模超过1000亿元；规划京津冀地区氢能产业布局、北京氢能产业科技创新应用示范区、北京南部氢能高端设备制造应用示范区、关键技术突破项目、京津冀氢能产业链项目、氢能现场示范应用、氢能产业公共服务平台建设项目。

根据《河北省氢能产业发展十四五规划》，到2025年，氢能产业链年产值达到500亿元，基本掌握氢气生产、储运、加注、燃料电池等高效低成本的关键技术，共建成100个加氢站，燃料电池汽车1万辆。重点建设加氢服务网络改进项目、氢能多元化利用项目、燃料电池性能改进项目、产业、大学、研究和应用服务保障项目，规划布局128个氢能项目，建设一区、一核、两带产业格局。

根据《四川省氢能产业发展规划(2021-2025年)》，到2025年，燃料电池核心技术、氢气储运技术取得阶段性突破，燃料电池汽车(含重型卡车、中轻型物流、客车)应用规模达到6000辆，培育国内领先企业25家。

根据《山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年)》，到2025年，氢能产业总产值将超过1000亿元。到2030年，关键技术取得重大突破，综合指标达到世界先进水平，在氢能领域形成创新引领优势，提出产业链各环节的发展路径。

根据《内蒙古自治区促进氢能产业发展的若干政策(试行)》，绿氢生产能力达到50万吨/年，氢能产业总产值达到1000亿元。

此外，广东、重庆、浙江、河南也出台了氢燃料汽车细分领域的专项政策。大多数其他省份将氢能相关发展计划纳入新能源汽车产业或整体能源发展计划。

三、中国氢能产业链运营实践

(一)制氢

制氢有灰氢(化石能制氢)、蓝氢(化石能制氢)三种技术路线 CCUS)绿氢(可再生能源制氢)。

三、中国氢能产业链运营实践

(一)制氢

制氢有灰氢(化石能制氢)、蓝氢(化石能制氢)三种技术路线 CCUS)绿氢(可再生能源制氢)。目前，三种制氢技术路线的比例约为1∶1．6∶2。从全球来看，氢能制备的主要途径是依靠传统能源的化学重组，其中天然气重组约占48%，真正的绿色途径仅占4%。日本电解水制氢发展迅速，其盐水电解制氢产能占总产能的63%。我国制氢主要依靠煤气化制氢和工业副产氢，电解水制氢在我国应用较少，仅占1%。在政策引导和可再生电力成本下滑带动下，预计制氢将从“灰氢”逐步向“蓝氢”“绿氢”过渡。

1.化石燃料制氢

中国石化、国家能源集团、江苏恒力集团、山东利津石化是我国煤制氢的主要企业。国家能源集团年产400多万吨氢气，居世界第一，中国石化产300万吨/年。常州兰博净化、亚联高科技、上海华西化工等天然气制氢企业。煤制氢技术成熟，成本约0.55~0.83元/标准立方米，而我国天然气依赖进口，因此天然气制氢成本较高，约0.8~1.75元/标准立方米。

二、工业副产制氢

氯碱行业的鸿兴达业和滨化股份在氢能方面有布局，烧碱产能超过100万吨，副产氢产达2.5万吨/年。嘉化能源可实现氯碱副产氢1万吨，产业链可实现制备、储存、运输、加氢全覆盖。目前，我国焦炉煤气制氢龙头是拥有660万吨焦炭产能的美锦能源，副产氢气可达到5．9万吨/年。丙烷脱氢(PDH)方面，国内PDH2023年项目计划产氢37.04万吨/年。未来，卫星石化将投产250万吨乙烷裂解项目，产氢16万吨。东华能源现有副产氢5万吨，宁波二期PDH7.5万吨建成后。目前采用PSA焦炉煤气制氢、氯碱尾气制氢等技术装置已得到推广。目前氯碱工业副产氢的生产成本约为1.1~1.4元/标准立方米PSA综合成本约为1.2~1.8元/标准立方米，而焦炉煤气净化制氢综合成本约为0.83~1.33元/标准立方米。

3.电解水制氢

电解水制氢有三种技术路线：碱性水电解槽(ALK)、水电解槽的质子交换膜(PEM)、水电解槽固体氧化物(SOEC)。碱性水电解槽(ALK)技

术较为成熟，有苏州竞立、扬州中点、天津大陆制氢等公司，单台最大产气量为10