中国氢能产业方兴未艾

 

2019年12月底武汉发现不明原因的肺炎病例，疫情时代自此拉开序幕，抗疫三年时光如白驹过隙匆匆而逝，2022年12月7日随着疫情防控“新十条”的发布，中国疫情防控迈入后疫情时代。统筹防疫情与稳增长、促发展与守底线、抓短期与谋长远这三方面重要关系，中国走出了一条高效统筹疫情防控和经济发展的辩证之道。在这三年中机遇与挑战并存，氢能发展爆发，政策规划提速，核心技术突破，基础设施完善，氢能产业显然呈现喷涌态势，中国各地政府和企业对氢能产业的规划布局也在提速，所有聚光灯都打在“氢能”身上，中国氢能发展星星之火已具燎原之势。

 

 

 

国际上，美国、日本等发达国家很早就高度重视氢能产业发展，氢能已成为加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择，特别是美国，在20世纪60年代就已经提出“氢经济”的概念，将氢能产业发展放在重要战略位置。目前，全球氢能全产业链关键核心技术正趋于成熟，燃料电池汽车出货量快速增长，成本也在持续下降，氢能基础设施建设得到明显提速，并且区域性氢能供应网络也正在逐步形成，氢能产业迈入快速增长期。

 

反观中国国内，在2019年以前，氢能产业发展还处于萌芽阶段，产业创新能力、技术装备水平、支撑产业发展的法律法规及基础性制度规范、产业发展形态与路径等仍需进一步探索与尝试。2019年是转折之年，中国氢气产量突破2000万吨，成为世界第一产氢大国。2019年3月，氢能首次被写进《政府工作报告》，要求“推进充电、加氢等设施建设”，无疑是平静的水面出现了一点波澜并迅速扩散，由此引发资本市场关注。作为氢气制备生产工业雄厚的中国，2020年——2022年氢气年产量平均增速超20%，稳居氢气产量第一大国宝座。

 

 

氢气产量的迅速提升，背后是国家氢能政策的不断扶持和资本市场的青睐。2019年中国公布的氢能产业发展政策涉及氢能基础设施、装备制造和氢能利用在内的许多领域，也涉及政策鼓励、资金支持等方面，同时加氢基础设施建设等指导意见也在逐渐丰富，相关配套政策和资金的落地都有利于解决加氢站前期资金投入大、加氢站运营安监审批难等问题，氢能产业进入快车道。

 

 

2019 年中国氢能产业发展相关政策

 

2020年，我国氢能政策如雨后春笋般接连而出，支持政策出台频率更加密集，支持力度进一步增加。除去国家部委出台相关政策，有将近30个城市和地区提出了自己的氢能或燃料电池的规划性目标。2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会首次提出，我国将努力实现“碳达峰、碳中和”目标；2020年12月，具体的“双碳”目标提出，到2030年构建以新能源为主体的新型电力系统，绿色发展与高效发展将成为我国能源体系建设的未来方向。

 

2021年3月氢能被正式纳入“十四五”规划纲要草稿；12月《“十四五”工业绿色发展规划》提出加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用。2021年全国和地方出台的氢能相关的政策累计28条，其中全国范围的氢能相关政策6条，11个省市出台了氢能相关政策累计22条。从整体看，广东、山东、上海、浙江、陕西、河北六省市12月都不止出台了一项氢能相关的政策，氢能政策支持广度与力度进一步提升，为高速发展提供了政策支持。

 

进入到2022年，我国政府部委出台多项涉及氢能领域的政策，覆盖上游“制、储、运、加”四大环节、中游燃料电池动力系统领域以及下游燃料电池整车领域，氢能行业成为我国“十四五”期间重点发展的领域。在碳达峰、碳中和的目标下，可再生能源制氢、燃料电池大规模运用将成为我国构建清洁低碳、安全高效能源体系的有力途径之一。

 

到2022年3月，国家发改委、能源局等部委正式发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》，正式确立了未来一段时间氢能的三大定位，即“未来国家能源体系的重要组成部分、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体”。至此，全国上下在政策上和政府层面达成统一认识。各地纷纷受国家整体政策、产业环境的推动，中国氢能及燃料电池产业逐步形成了3大重点区域：京津冀区域、长三角区域和珠三角区域。由于各地所拥有的资源禀赋、产业基础和技术优势的不同，各地区氢能发展的重点及路径也不同。这三大重点区域中，长三角地区的产业政策、规划及产业链覆盖范围要领先于其他两个地区，京津冀地区主要以氢燃料电池商用车的示范应用以及氢能源应用推广为主，而珠三角地区主要以打造完整的燃料电池产业链为主，氢能产业由点及面，迅速在全国展开。

 

 

在疫情肆虐的三年里，因为国家部委相关政策和“双碳”目标的提出，以及这一经济发展新方向的出现，氢能行业并没有如同其他行业一般受到较大影响，而是乘着政策的东风稳步前进。总的来说，随着疫情政策逐步改善，疫情防控措施的放开，中国氢能产业将重新回到高速发展轨道，行业向上的整体趋势也不会改变，未来发展前景依然广阔。

 

 

面对氢能这一行业的发展潜力，截至目前已有超过40家央企参与包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局。国内能源行业标杆也加快了自己在氢能领域的步伐，其中以国企央企为核心代表，从全球氢能梳理发现，各个企业在氢能发展方面，侧重点也各有不同，但各自目标明确，计划清晰。

 

中国石化集团公司（简称“中石化”）是国企中氢能业务走得最稳、发展规模最大的一个，其已将氢能定位成新能源核心业务，积极抢滩建设国内第一大氢能公司。考虑到氢能产业的发展阶段和技术特点，中石化并没有漫天撒网，而是围绕痛点和堵点，科学精准布局。在制氢、储氢、加氢、用氢的关键技术、关键设备、关键材料等氢能离不开的领域上，中石化都有所布局。中石化的目标不仅局限于此，它的最终目标即是设立氢能产业创新发展平台，支撑构建产业链完整、分工协作、共同发展的新兴产业生态体系，实现协同发展新格局。

 

中国石油天然气集团有限公司（简称“中石油”）作为中国石油业的巨头，在发展新能源领域初期就已经布局氢能业务。《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》的发布进一步推进中石油氢能产业领域发展速度呈现加速态势。按照“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署，中石油氢能产业链与天然气产业链及可再生能源协同发展，将发挥现有制氢能力和副产氢资源与二氧化碳捕集利用相结合，实现“蓝氢”供应。2022年6月5日，中石油发布《中国石油绿色低碳发展行动计划3.0》，计划在2050年占据国内30%供氢市场，由此可见中石油的远大目标。

 

国家电力投资集团（简称“国电投”）主要依托国电投中央研究院的技术研发团队。布局氢能产业主要分为两条主线：一条是产品线，以国电投氢能公司为依托，从材料到产品的研发，并进行示范应用；另一条是能源线，利用国家电投集团丰富的可再生能源电力资源及制氢技术，与合作伙伴合作建立氢网络。作为全国唯一同时拥有水电、火电、核电、新能源资产的综合能源央企集团。国家电投自2020年以来积极布局氢能产业，重点推进可再生能源发电与绿电制氢协同发展，推进可再生能源制氢装备及燃料电池相关技术的自主研发与产业化，稳步推进氢能技术创新和示范项目建设。

 

2022年，乘着氢能产业提速发展的风口，越来越多的大企业跨界布局氢能的步伐加快，包括腾讯、华为等多家上市公司在氢能产业投入“重注”。据不完全统计，今年以来，已有东华能源、洪涛股份、粤水电、杭氧股份、广汇能源等公司布局氢能赛道。上市公司的布局方式呈现多样化，包括成立子公司、设立产业基金等，涉及燃料电池材料及零部件、氢能应用等产业链环节。可见氢能产业在资本市场的关注度逐渐提高，更多的资本注入也为氢能产业带来了新的活力。在2019年底氢能概念股爆发增长，带来了社会各界对氢能的关注。随后的疫情的反复、政策的不稳定，让氢能概念股也沉寂了一年半。直至2021年“双碳”政策、具体措施不断释放，氢能概念股重回正轨，让资本更全面地研究和接纳氢能。2022年更是氢能产业上具有历史意义的一年，国家顶层政策的出台和各地政府的科学规划，资本市场的开放接纳，无疑为氢能产业架设起一条“高速公路”。

 

 

作为能源领域创新的代表，氢能在技术和人才资源暂且不足，主要原因是氢能人才专业对口较少，专业性难以满足创新发展需求。主要人才来自化学工程与工艺和机械工程类专业，以及材料科学与工程、热能与动力工程、电气工程及自动化等专业。一方面，有经验的成熟人才缺乏，需要企业自主培养，过程相对较长；另一方面，院校毕业生对口专业人才少，企业需要从化学等相关专业招聘后再进行二次培养。面对当前问题，产业人才的集聚与培养是当务之急，尤其是氢能专业人才的培训与培养迫在眉睫。

 

2022年，教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》（以下简称《方案》）的通知，其中提出，加快储能和氢能相关学科专业建设。以大规模可再生能源消纳为目标，推动高校加快储能和氢能领域人才培养，服务大容量、长周期储能需求，实现全链条覆盖。《方案》在“加快紧缺人才”培养这一重要任务中，将加快储能和氢能相关学科专业建设放在了双碳领域三大紧缺人才的首位，并指出要以大规模可再生能源消纳为目标，推动高校加快储能和氢能领域人才培养，服务大容量、长周期储能需求，实现全链条覆盖。

 

事实上，中国氢能技术储备不足，产业根基比较落后，各地差异非常明显，技术与人才大部分集中在氢能产业热点地带，绝大多数地区都不具备将技术装备推向市场变现的能力和条件。中国氢能产业链的部分关键零部件和产品技术与国外最先进的技术仍存在较大差距，关键零部件还需要依赖进口，某些关键技术其实处于被国外垄断的局面。另一方面，也有值得我们欣喜的地方，更多平台、高校院所以及联盟和产业链的创新集聚，更多氢能研究技术中心的成立，也逐步为人才支持提供学习研究帮助，氢能产业人才培养体系日趋完善。

 

根据日本媒体的统计，日本的氢能源方面的专利数世界第一，过去的十年中，日本在该领域的专利数为34624个，世界第一；中国的专利数为21235个，排名世界第二。日本媒体认为，虽然日本氢能专利方面数量依然是世界第一，但是新申请专利数呈现下降趋势，中国却呈现高速上升的趋势。如果按照这个发展趋势，中国在氢能领域专利技术很可能会超过日本。在氢能关键的5类技术中，制氢、储藏氢气、运输氢气和安全问题这4个领域，中国专利数目都已经超过日本。安全问题是氢动力推广应用最关键的问题，这个问题不解决就不可能大规模应用，这方面中国技术已经超过日本。因此，接下的数年里，我们将看到中国移动储氢技术的大规模商用，呈现高速迅猛发展态势。

 

技术与人才是氢能产业中占据核心地位，氢能领域人才的发展需要立足氢能产业的实际发展，做好氢能产业的人才顶层设计；加强政府、企业、高校、行业之间相互协调、支持，紧跟产业发展的步伐，全方位加大对氢能产业人才的培养、引进和使用，以良好的人才生态环境，为氢能产业的高速发展筑牢人才的基石。

 

 

加氢站在氢能源产业链中扮演着重要的角色，是连接制氢端和用氢端的桥梁。透过国内目前加氢站的分布与运营情况，从一定程度可以略窥国内氢能产业发展的一二。受疫情影响的因素，2019年中国加氢站建设工作并没有放缓，而是速度的提升，各方资本都想利用加氢站基础建设布局，抢占市场份额，为下一步发展谋求布局。但是在2022年出现了新的问题，2022年1月至11月，国内建成加氢站数量为40座，受疫情及其他因素影响，建站速度较去年明显放缓，预计2022年建站总数超越2021年的可能性不大。2020年全球已有建成加氢站553座，主要分布在欧洲和亚洲地区。2021年全球加氢站数量TO3地区为中国、日本、德国，数量分别为183座、157座、92座，占全球总量的比重依次为27.8%、23.8%、14.0%。预计未来，从全球主要国家的加氢站建设规划来看，2023-2030年间全球加氢站数量将迅速增长。

 

 

数据来源：国际能源署2022全球氢能回顾报告

 

移动供氢系统是移动端的氢能应用场景，也是氢能商用的重要途径，以商催产，产研相接。根据2019—2022年移动供氢系统市场规模来看，氢能燃料电池产业发展前景广阔。由北京，上海，广东，河南，河北组成的 “3+2”燃料电池汽车示范城市群已经定调，在国家政策推动下，企业不断加大对氢燃料电池关键材料和核心零部件的攻关。目前，移动供氢系统面临的问题主要集中在成本和技术方面。直接原因是部分车企在订购移动供氢系统时会指定部分零部件采用国外厂家产品；根本原因是移动供氢系统零部件国产化程度低，不能充分满足市场需求，成本下降困难。国内移动供氢系统在3年时间内有了重要发展，随着移动供氢系统阀门市场的扩大，这种局面逐渐出现了“松动”的迹象，已有国内企业在阀门上实现了不同程度的突破，向外资品牌盘踞的市场发起了冲击。国产化技术和产品不断涌现，市场占比不断扩大。进一步促进下游终端产业燃料电池的推陈出新，向更长远的方向看，新能源汽车也将受益于此。

 

 

 

氢能产业融合从来就不是一个困难的问题，作为具有零碳特点的可再生能源，赋予了氢能广阔的产业终端选择。根据预测，到2050年，预计氢能占终端能源消费比例将达10%，氢燃料电池汽车保有量3000万辆，氢气需求量6000万吨，进入氢能社会。到2060年，我国氢能需求预计达1.3亿吨，其中工业需求占主导地位，占比约60%，交通运输领域将逐年扩大规模达到31%。

 

根据北京冬奥组委公布的数据，本届冬奥会示范运行超1000辆氢燃料电池汽车，并配备30余个加氢站，是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范应用。当加氢站数量增加、氢气和燃料电池成本降低时，又能支撑更多燃料电池汽车应用，更多的燃料电池车投入市场也将进一步刺激市场的扩大。中国已在公交、城市物流车、城市管理服务用车等区域性应用场景进行示范运营。北方股份全球首台136吨级氢燃料与锂电池混合动力矿用自卸车预计在2023年初下线，其搭载业内领先的质子交换膜燃料电池以及舜华新能源提供的70MPa高压大容量车载储氢系统，是氢能利用在重卡的另一次尝试。

 

另一方面，氢能在储能方向利用前景广阔。我国风电初期发展主要集中在“三北”地区，当地经济发展水平较弱，电力需求不旺盛，消纳空间相对有限，较多的风电资源被浪费；同时，国家电网建设滞后于风电资源开发速度，对风电外送条件影响较大，导致风电产地与消纳地的空间错配，风电制氢为解决这个难题提供了方向。通过过剩的风电资源，二次制氢将能源储备起来，实现能量的转化。风电制氢在全球范围内开始得到重视和关注，而我国也在研究加快风电制氢的发展和部署。受制于国内风电制氢的审批政策以及经济性均面临较大挑战，目前尚无成熟商业运行的风电制氢系统，不过已经有公司开启了风电制氢先河。河北沽源风电制氢项目，总投资20.3亿元，年制氢1752万标准立方米。该项目由河北建投新能源有限公司投资，成为我国首个风电制氢项目。将风电制氢，既可以解决风电存在问题，又可以从另一方面降低制氢成本，推动风电和氢能产业升级。世界各国都在竞相制定氢能发展战略，因此风电制氢对中国的能源替代有着重要意义。

 

氢能产业融合一方面促进氢能自身发展向前，另一方面在多元产业融合的舞台上也扮演着重要角色，产业发展与融合是大势所趋。2022年12月15日，国务院办公厅发布关于印发《" 十四五 " 现代物流发展规划》（以下简称《规划》）的通知。其中指出：推动绿色物流发展。深入推进物流领域节能减排。加强货运车辆适用的充电桩、加氢站及内河船舶适用的岸电设施、液化天然气加注站等配套布局建设，加快新能源、符合国六排放标准等货运车辆在现代物流特别是城市配送领域应用，促进新能源叉车在仓储领域应用。绿色低碳物流创新工程。在运输、仓储、配送等环节积极扩大电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源应用。加快建立天然气、氢能等清洁能源供应和加注体系。

 

通过多种模式将氢能与可再生能源、建筑、交通及工业等领域紧密结合，探索氢能高效运营发展模式，是今后以及未来氢能发展的重要方向，将氢能以灵活的形式进行能源分配再供给，实现在其他领域的用能需求，以氢能作为关键能源载体实现多种产业资源配置灵活互补，实现氢能的长域发展与广域利用。

 

 

2022年，氢能在我国能源中的重要地位被确认，国家正在加快氢能整体规划设计，氢能产业也迎来了空前的发展机遇，就像不少专家学者认为的那样，氢能是没有冬天的产业。在疫情肆虐的三年中，氢能产业没有停滞不前，而是抓住机遇逆势而上，疫情三年虽有冲击，但未伤及整体增长趋势，在氢能产业蓬勃发展的态势下，我们也可以大胆预测，以后将是氢能的世界。

 

氢能，无疑是下一个未来。