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我国氢能产业发展动态及展望
2020年,中国向世界提出2030年前碳达峰与2060年前碳中和的目标。“双碳”目标的承诺将加速我国能源体系由以化石能源为主向以可再生能源为主转型升级,可再生能源在能源体系中的地位愈发重要。当前我国氢能产业正处于攻坚拔寨、抢滩登陆的关键时期,应进一步加强顶层设计和创新驱动,构建大规模绿氢供应体系,完善氢能基础设施建设,深化氢能与其他产业协同耦合,积极开拓国际市场,多方联动、多措并举,抓住机遇加快氢能产业高质量发展,在新一轮能源变革中发挥更大作用,有力支撑“双碳”目标的实现。
一、我国氢能产业发展新动态
目前,经过各国政府、重点企业和金融机构的共同推动,氢能浪潮已席卷全球,国际氢能动态日新月异,新技术、新模式、新业态层出不穷,我国氢能产业发展也已步入快速发展的窗口期,在政策助力、企业投入加大、产需逐步形成合力的推动下,我国氢能产业发展前景光明。根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,“十四五”时期我国将初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。绿氢制储及在工业、交通、电力等多领域的规模化应用,将是构建中国现代化氢能体系的重中之重。2021年燃料电池示范城市群及“氢进万家”等重大项目推广,2022年北京冬奥会氢能应用示范,2023年氢能进入国家发展改革委产业结构鼓励类项目,2024年政府工作报告明确提出“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”,我国加速了氢能产业布局。根据香橙会研究院调研,中国加氢站建设规模已居全球第一,燃料电池汽车推广数量居全球第二,电解槽出货量占全球60%,氢能产业发展如火如荼。目前已有近半数的中央企业布局氢能及相关产业,成为氢能市场的主力军,它们凭借在技术、人才、资本、平台等多方面的优势,将长期引领我国氢能产业的创新突破发展。中国正逐渐从氢能大国向氢能强国迈进。
二、面临的关键问题
虽然我国氢能产业发展迅速,但仍存在一些关键问题需要解决。
(一)氢能的管理体系尚需理顺
《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》虽已明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,但目前我国尚未理顺和建立起一套适合氢能发展的管理、监管体系,也没有明确的管理部门。从而导致各地涉氢项目审批建设中仍有诸多掣肘,相关部门之间存在着互为前置的问题,严重阻碍氢能产业的发展。
(二)氢能应用区域与氢源富裕区域错位
我国绿氢氢源富裕区域主要集中在“三北”(西北、华北和东北)地区。在当前技术水平下,“三北”地区风能资源储量就超过40亿千瓦,太阳能资源储量超过50亿千瓦,制氢潜力约2亿吨/年,完全满足我国氢能产业发展对大规模绿氢资源的需求。但目前我国氢能应用区域主要集中在东南沿海地区,远离绿氢氢源富集区域;同时副产氢源主要集中在城市周边的化工园区,而氢燃料电池汽车示范地区通常在人口密集的城区,运输距离动辄近百公里。氢能应用区域与氢源富裕区域的严重错位,造成氢能储运成本居高不下。
(三)氢能应用推广的商业模式和市场化运营经验有待探索
以政策牵引和规模化效应,推动氢燃料电池汽车成本快速下降是近期氢燃料电池汽车产业化发展的关键。传统燃油车辆和纯电动车推广采用融资租赁等方式,通过以租代购方式降低终端用户的一次性购置成本。当前用氢成本依然较高。亟待对标同吨位柴油车总体用车成本(TCO),加快探索物流服务一体化、以油养车和制储运用一体化等燃料电池汽车商业化运营模式,以减少购置车辆的一次性费用和运营成本,并通过稳定的运营收入保障加氢站和燃料电池汽车商业化运营,带动规模化发展。
在氢储能、建筑供热、热电联产、绿色化工、氢冶金等氢能应用领域,氢能应用较现有技术的成本高。亟须加快技术研发突破和试点示范,借鉴现有综合能源服务的商业模式,通过市场化手段实现项目收益渠道多元化,对标现有技术路线不断提升市场竞争力。“双碳”目标对风电、光伏等新能源开发提出了更高要求,但氢储能未得到足够重视,组织机制、科技创新、安全规范等环节保障尚弱,导致新能源产业大规模发展的关键支撑作用未能充分发挥。
(四)部分关键材料、零部件及装备技术水平有待提高
作为关键部分的燃料电池方面,目前国内在质子交换膜、催化剂、碳纸等核心材料上对外依存度总体较高,研发成果与国外先进水平相比还有一定差距。碳纸也是军用物资,我国燃料电池汽车商业化所用的碳纸需求急剧增大,更加剧国际碳纸市场对我国的禁运风险。燃料电池膜电极制备的主流智能设备,国内开发实力差距大,存在“卡脖子”风险。生产增湿器的企业非常少,进口依赖仍然严重。另外,系统管阀件及空气过滤器等辅助部件也需要提高国产化率。
在氢能储存、运输和加注方面,我国绝大多数加氢站加注能力为35兆帕,加氢装备的核心零部件,包括高精度高压氢气质量流量计、传感器、调压阀以及高可靠加氢枪等核心零部件均依赖进口