“氢”装上阵 提升绿色发展“加速度”

近年来，随着国家碳达峰碳中和“顶层设计”的落地，氢能产业不断获得国家政策的“加持”，我国氢燃料电池膜电极等核心技术不断取得突破，氢能源全产业链布局日渐清晰。

根据冬奥组委信息，冬奥会期间将在延庆赛区和张家口赛区投入700余辆氢燃料大巴车，旨在提供交通服务保障，北京冬奥会有望成为向世界展示我国氢能产业发展成果的重要舞台。

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氢能简介

特性：“氢能”因完全无碳、获取来源广泛、能量密度高、易于长时间大规模集中存储的特性，被誉为“终极能源”。作为一种能量载体，其作用与电相似，均可通过多种能源和技术生产，且二者可互相转化，用于诸多领域。因此，氢能是一种“二次能源”甚至“三次能源”，是联系一次能源（化石能源、可再生能源等）和能源用户的中间纽带。

分类：按照制氢过程的污染程度可将氢能分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢一般指用化石燃料制成的氢，如石油、天然气、煤炭制氢；蓝氢指由配套碳捕捉技术的化石燃料制成的氢；绿氢则指通过可再生能源（如风电、水电、太阳能）制成的氢。绿氢制造无碳排放，是真正的清洁能源。

应用范围：氢能产业链一般分为上、中、下游三大环节，上游是氢气制备，中游是氢能储运，下游是氢气应用。近几年氢能的商业化应用领域被不断拓展，从地上交通走向航空水运，从供热供能开始走向储能调峰与工业脱碳，从军用、工业级产品走向小型化消费级产品等。

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行业发展

20世纪70年代，美国宾夕法尼亚大学约翰·鲍克里斯（JohnBockris）首次提出“氢能经济”概念，相关领域开始展开对氢能的初步探索。

20世纪90年代，气候问题成为关注焦点，氢能的零碳绿色再次获得全球高度关注。

21世纪初，氢能产业迎来了快速发展的关键期，全球各国注重加强顶层设计和加大产业应用示范推广力度，许多国家都制定了氢能开发规划。

氢作为新型二次能源越来越受到全球主要国家和企业的重视。欧盟已成立“欧洲清洁氢联盟”，并计划在未来25年投入4700亿欧元用于清洁能源。作为资源匮乏国家，日本在多年前就开始寻找石化之外的替代能源，日本政府对氢能和氢燃料电池的研发力度和推广力度可谓全球第一。韩国对氢能社会也十分重视，利用其国内汽车产业链全面加强氢燃料动力车和加氢站建设。

近10年，氢能技术成熟度明显提升，示范应用成果受到广泛认可，氢能经济、氢能社会慢慢从概念、模型中显露出真实的轮廓。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》显示，截至2020年底，占全球GDP约52%的27个国家都制定了国家氢能战略。数据显示，目前国际制氢年产量6300万吨左右，中国每年产氢约2200万吨，占世界氢产量的三分之一，成为世界第一产氢大国。

国际氢能委员会预测，到2050年，全球氢能产业将创造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规模，并在全球能源消费占比达到18%。

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优势和困境

优势

在我国“双碳”目标下，氢能作为一种多用途的能源载体和化学原料，具有广泛的应用潜力和价值：

与其他新能源相比，氢能源储量大、污染小、效率高；氢能具有将可再生能源、核能和化石燃料结合起来的优势，其生产和应用将能帮助运输、发电和制造业三大最耗能产业脱碳；氢能源可储藏的特性，能用于发电、制作交通工具的燃料电池，可应用于重载卡车、有轨电车、船舶、无人机、分布式发电等行业；氢能使用无温度限制，这使氢能对不同应用环境有更好的适应性；氢能源单位质量所蕴含的能量约是石油的3倍、煤炭的4.5倍，消耗相同质量的氢气、煤和石油，氢气产生的能量最大，这可以增加汽车、飞机、轮船、潜艇的续航里程，对于重载货运（如公路货运、远洋海运与内河水运等）、长距离客运、航空与航天等运载工具有重要意义。

困境

制氢：氢的来源就是氢能应用推广的瓶颈之一，氢能不像煤、石油、天然气等一次能源可直接开采，而需通过利用其他能源来制取，目前，氢气几乎都来自化石能源制氢，制氢过程排放大量二氧化碳。同时，绿色氢气面临生产使用成本较高的困境，目前比较成熟的制氢方法有碱性水电解、水煤气和重整制氢等，而PEM等新型电解水制氢方法还在推进中。

氢的储运：储氢是目前氢能产业发展的一大瓶颈，理想的储氢方式要求高储氢密度、快速吸/放氢速度，同时要求使用寿命长、安全性能好、成本低。目前，70兆帕下的高压储氢技术已在燃料电池汽车中广泛使用，已能满足燃料电池汽车行驶500公里的要求，但仍需降低成本，提高储氢密度；氢气运输的主要方式是容器运输和管道运输，采用容器运输时，氢气以压缩气体或液体的形式运输，成本较高。氢气与天然气性质相似，也可采用管道运输，但与天然气相比，氢气扩散损失较高，且管道材料吸附氢气会产生脆性易断裂，这将增加运输及维护成本，这两种方式的运输方式尚不成熟。

技术设备：氢能产业链长，涉及的关键核心技术多。不少核心技术如燃料电池、PEM制氢、液态储氢、碳纤维材料等与世界先进水平还存在差距。高效长寿低成本电解槽和氢专用燃烧器等关键设备仍需进一步技术攻关。我国的氢能技术储备不足，应用规模小，成本高，基础设施不完善，仍需要依赖补贴才能实现商业化闭环；地区间差异十分明显，大部分地区并不具备将技术装备向市场变现的能力和条件，氢能项目一哄而上的现象比较突出。此外，氢能产业部分关键材料及核心零部件严重依赖进口的局面还没有得到根本改观。

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国家政策

中国氢能产业发展略晚于发达国家，但20余年来的飞速发展，我国氢能产业自2018年起已成为全球氢能发展的焦点地区，2019年，氢能被首次写进《政府工作报告》，明确将推动加氢等设施建设。基于对氢能产业发展的高度重视，国家提出的鼓励氢能产业发展的相关政策如下：

2020年4月，财政部、工信部、科技部和发改委等四部委明确提出要争取通过4年时间，建立氢能和燃料电池汽车产业链。

2020年9月，财政部等五部委发布关于开展燃料电池汽车示范应用的通知，提出将对燃料电池汽车的购置补贴政策调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。

2021年10月，我国成立碳达峰碳中和工作领导小组提出《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，统筹推进氢能“制储输用”全链条发展；推动加氢站建设；加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用。

2021年12月，工信部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》提出，提升清洁能源消费比重，鼓励氢能等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用。

据不完全统计，目前，国内已有50多个地级市发布氢能产业规划，北京、山东、河北、河南等省份相继出台“十四五”氢能发展规划或扶持政策，从产业规模、企业数量、燃料电池汽车、加氢站等方面明确阶段目标。同时，北京、上海、重庆、河南等地还出台了不同程度的氢能补贴和奖励政策。

未来发展趋势

中国的可再生能源与新能源汽车产业将在未来30年里迎来确定性的高速发展，钢铁等冶金产业也亟需找到脱碳的有效方式，中国作为能源需求大国，经济的快速增长伴随着未来相当长一段时间里能源消费量仍将继续增长，能源战略安全问题与低碳环保压力将更加严峻。

双碳目标指引下，必须加快能源高质量发展，推进能源绿色转型，守住能源安全底线。构建可再生能源为主的新型能源体系势在必行，交通、工业等减碳脱碳也成为必然选择，作为我国参与全球能源竞争的重要抓手，氢能将在其中扮演必不可少的重要角色。

氢能产业发展目前已获得政府、企业、科研机构与资本等各界的高度重视和关注，具有良好的技术与产业基础，有望在5年后真正迎来配套完善、规模提升、效益显著、全面应用的发展新阶段，成为我国实现能源高质量发展的新引擎、参与全球气候治理的新动能。