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1、我國氫能產業的實踐和發展前景

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一、我國氫能產業的實踐和發展前景

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浙江國有資本運營有限公司新疆師范大學文/陳云李明輝

能源是國民經濟和社會發展的基礎，是人類社會賴以生存和發展的重要物質保障。目前，中國正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時期，迫切需要有穩定、清潔、可靠的能源供應體系。目前，中國正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時期，迫切需要有一個穩定、清潔、可靠的能源供應體系。氫能具有來源豐富、能量密度高、綠色低碳等特點，被認為是21世紀最具發展潛力的能源。中國必須從國際角度深入分析氫能的發展，走出適合中國國情的氫能發展新途徑。

一、氫能及其重要意義

氫能是指氫在物理化學變化過程中釋放的能量。16世紀瑞士醫學界首次發現氫氣，但氫氣早期主要醫用于醫藥化工領域。1839年，人類開始研究氫燃料電池；1969年，使用堿性燃料電池(AFC)氫能開始應用于航空航天領域，為首次登月的阿波羅系統提供電力和水，并以液態氫為燃料推動火箭。1983年，加拿大巴拉德開發了質子交換膜燃料電池(PEMFC);這種大功率電池于1993年開始應用于公交車。Sherifetal。(2005)指出氫能可以滿足幾乎所有能源特性的需求，從而形成解決能源問題的永久系統。氫能產業鏈包括制氫、儲氫和運氫。

氫能的發展具有重要意義。一是應對氣候變化的需要?；茉吹氖褂脮泶罅康亩趸寂欧?，形成溫室效應，破壞地球生態系統，氫能作為高密度、無污染的二次能源被認為是碳中和的最佳載體。二是促進產業升級的需要。氫能產業是一個技術和資本密集型產業，涉及許多高端制造領域，如新材料、電力設備、新能源汽車、航空航天、國防和軍工，可以有效地推動傳統產業的轉型升級，產生新的產業鏈。目前，隨著世界經濟低迷，缺乏強大的驅動力，許多國家規劃和發展氫能作為未來的產業，以促進國內或地區的經濟發展。三是促進科技革命的需要。能源科技革命是歷屆工業革命的核心要素。氫能產業包括氫氣的生產、儲存、運輸、燃料電池的研發等，需要科技的重大突破和進步，極大地促進了基礎技術、基礎材料等領域的發展。

根據國際氫能委員會最近的報告，全球氫能投資總額預計將達到5000億美元。世界能源理事會預計，到2050年，氫能將占全球終端能耗的25%。國際能源署預測，到2070年，全球氫氣需求將達到5.2億噸。根據麥肯錫2017年發布的《2050年氫發展藍圖》，氫能將創造3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，創造2.5萬億美元的市場價值。氫能產業正經歷著全球前所未有的政治和商業勢頭。

二、全球視野中氫能發展戰略綜述

鑒于氫能的特點和對經濟社會發展的重要性，許多國家將氫能的發展提高到國家能源戰略的高度，許多?。ㄊ校┮仓贫讼嚓P的產業規劃，大力促進氫能的發展。

(一)世界主要發達國家氫能發展戰略

截至2021年2月，全球已有30多個國家發布了氫能路線圖，許多經濟體已將氫能產業的發展提升為國家能源發展戰略。

2017年12月，日本宣布《氫能基本戰略》，計劃到2030年形成30萬噸/年的商業供應能力，將制氫成本降至3美元/公斤，建設900個加氫站。燃料電池乘用車、燃料電池公共汽車、燃料電池叉車產量分別達到80萬輛、1200輛和100輛；計劃到2050年將氫能產量提高到1000萬噸/年。制氫成本降至2美元/公斤，氫能發電取代天然氣發電，加氫站取代加油站，燃料電池汽車取代傳統燃料汽車。

2019年初，韓國發布了《氫能經濟發展路線圖》，提出2030年進入氫能社會，2040年生產氫燃料電池汽車620萬輛，建設氫加油站1200座；推廣發電、家庭和建筑氫燃料電池裝置。

2019年初，韓國發布了《氫能經濟發展路線圖》，提出2030年進入氫能社會，2040年生產氫燃料電池汽車620萬輛，建設氫加油站1200座；推廣發電、家庭和建筑氫燃料電池設備。氫能經濟將成為推動創新增長的重要驅動力，引領全球氫能和燃料電池產業的發展。燃料電池產量將在2040年擴大到150年GW。

2019年11月，美國燃料電池和氫能協會發布了《美國氫能經濟路線圖-減排和驅動氫能在美國增長》。預計2030年氫需求將超過1700萬噸，美國將有530萬輛氫燃料電池汽車，美國將有5600個加氫站；2050年，氫能預計將滿足美國終端能源需求的14%。

2019年11月，澳大利亞宣布了澳大利亞氫能戰略，確定了15個發展目標和57項聯合行動，旨在將澳大利亞建設成為向亞洲市場出口氫能的三個基地之一，并在氫安全、氫經濟和氫認證方面走在世界前列。到2050年，氫能產業將創造1個.工作崗位7萬，產值260億美元。

2020年6月，德國宣布了《國家氫能戰略》GW，2035-2040年再增建5GW能力；為此，在氫氣生產和應用領域制定了38項措施。

2020年7月，歐盟發布了《歐盟氫能戰略》，計劃到2050年將氫能在能源結構中的比例提高到12%~14%，增加對制氫、儲氫、運氫的全產業鏈，以及現有天然氣基礎設施、碳捕集和封存技術的投資。

2020年11月，智利發布國家綠氫戰略，到2030年生產世界上最便宜的綠氫，2040年成為世界三大氫出口國之一。

2020年12月，加拿大發布了《加拿大氫能戰略》，對加拿大氫能發展提出了8項行動。計劃到2050年實現以下目標:(1)30%的能源以氫的形式運輸；(2)成為世界前三大清潔氫生產國，國內供應量超過2000萬噸/年；(3)建立低碳氫供應基地，交貨價格達到1.50~3.50加元/公斤；(4)運輸燃料電池汽車500多萬；(5)建立國家加氫網絡。

2021年6月，美國宣布氫能地球計劃，提出10年內將綠氫成本降低80%，從每公斤5美元降至1美元，美國能源部宣布撥款5250萬美元資助31個氫能相關項目。

根據國際氫能委員會最近發布的報告，自2021年2月以來，全球啟動了131個大型氫能開發項目。簡而言之，越來越多的國家將氫能規劃提升到國家能源戰略高度，逐步明確氫能在國家能源體系中的戰略地位，加強研發投資，加快基礎設施和應用示范建設，繼續促進氫能產業的發展。

(二)我國氫能發展戰略

《中華人民共和國國民經濟社會發展第十四五年規劃》和《2035年愿景目標綱要》提出，組織實施未來產業孵化加速計劃，在腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深?？臻g開發、氫能儲能等前沿科技產業改革領域，規劃布局一批未來產業。氫能已成為我國未來產業布局的重要方向，各省(市)出臺相關政策，制定實施方案。氫能已成為中國未來產業布局的重要方向。各?。ㄊ校┏雠_相關政策，制定實施計劃。截至2021年8月底，近30個省、直轄市發布了氫能發展相關政策計劃，其中5個省發布了氫能整體產業發展專項政策。

根據《北京氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》，2025年前，京津冀地區氫能產業鏈規模超過1000億元；規劃京津冀地區氫能產業布局、北京氫能產業科技創新應用示范區、北京南部氫能高端設備制造應用示范區、關鍵技術突破項目、京津冀氫能產業鏈項目、氫能現場示范應用、氫能產業公共服務平臺建設項目。

根據《河北省氫能產業發展十四五規劃》，到2025年，氫能產業鏈年產值達到500億元，基本掌握氫氣生產、儲運、加注、燃料電池等高效低成本的關鍵技術，共建成100個加氫站，燃料電池汽車1萬輛。重點建設加氫服務網絡改進項目、氫能多元化利用項目、燃料電池性能改進項目、產業、大學、研究和應用服務保障項目，規劃布局128個氫能項目，建設一區、一核、兩帶產業格局。

根據《四川省氫能產業發展規劃(2021-2025年)》，到2025年，燃料電池核心技術、氫氣儲運技術取得階段性突破，燃料電池汽車(含重型卡車、中輕型物流、客車)應用規模達到6000輛，培育國內領先企業25家。

根據《山東省氫能產業中長期發展規劃(2020-2030年)》，到2025年，氫能產業總產值將超過1000億元。到2030年，關鍵技術取得重大突破，綜合指標達到世界先進水平，在氫能領域形成創新引領優勢，提出產業鏈各環節的發展路徑。

根據《內蒙古自治區促進氫能產業發展的若干政策(試行)》，綠氫生產能力達到50萬噸/年，氫能產業總產值達到1000億元。

此外，廣東、重慶、浙江、河南也出臺了氫燃料汽車細分領域的專項政策。大多數其他省份將氫能相關發展計劃納入新能源汽車產業或整體能源發展計劃。

三、中國氫能產業鏈運營實踐

(一)制氫

制氫有灰氫(化石能制氫)、藍氫(化石能制氫)三種技術路線 CCUS)綠氫(可再生能源制氫)。

三、中國氫能產業鏈運營實踐

(一)制氫

制氫有灰氫(化石能制氫)、藍氫(化石能制氫)三種技術路線 CCUS)綠氫(可再生能源制氫)。目前，三種制氫技術路線的比例約為1∶1．6∶2。從全球來看，氫能制備的主要途徑是依靠傳統能源的化學重組，其中天然氣重組約占48%，真正的綠色途徑僅占4%。日本電解水制氫發展迅速，其鹽水電解制氫產能占總產能的63%。我國制氫主要依靠煤氣化制氫和工業副產氫，電解水制氫在我國應用較少，僅占1%。在政策引導和可再生電力成本下滑帶動下，預計制氫將從“灰氫”逐步向“藍氫”“綠氫”過渡。

1.化石燃料制氫

中國石化、國家能源集團、江蘇恒力集團、山東利津石化是我國煤制氫的主要企業。國家能源集團年產400多萬噸氫氣，居世界第一，中國石化產300萬噸/年。常州蘭博凈化、亞聯高科技、上海華西化工等天然氣制氫企業。煤制氫技術成熟，成本約0.55~0.83元/標準立方米，而我國天然氣依賴進口，因此天然氣制氫成本較高，約0.8~1.75元/標準立方米。

二、工業副產制氫

氯堿行業的鴻興達業和濱化股份在氫能方面有布局，燒堿產能超過100萬噸，副產氫產達2.5萬噸/年。嘉化能源可實現氯堿副產氫1萬噸，產業鏈可實現制備、儲存、運輸、加氫全覆蓋。目前，我國焦爐煤氣制氫龍頭是擁有660萬噸焦炭產能的美錦能源，副產氫氣可達到5．9萬噸/年。丙烷脫氫(PDH)方面，國內PDH2023年項目計劃產氫37.04萬噸/年。未來，衛星石化將投產250萬噸乙烷裂解項目，產氫16萬噸。東華能源現有副產氫5萬噸，寧波二期PDH7.5萬噸建成后。目前采用PSA焦爐煤氣制氫、氯堿尾氣制氫等技術裝置已得到推廣。目前氯堿工業副產氫的生產成本約為1.1~1.4元/標準立方米PSA綜合成本約為1.2~1.8元/標準立方米，而焦爐煤氣凈化制氫綜合成本約為0.83~1.33元/標準立方米。

3.電解水制氫

電解水制氫有三種技術路線：堿性水電解槽(ALK)、水電解槽的質子交換膜(PEM)、水電解槽固體氧化物(SOEC)。堿性水電解槽(ALK)技

術較為成熟，有蘇州競立、揚州中點、天津大陸制氫等公司，單臺最大產氣量為10