氢能产业解析与发展趋势
作为实现碳达峰、碳中和目标重要绿色能源发展的方向之一,国内氢能发展热度日益高涨。统计信息显示,目前全国已有20多个省份40多个地级市发布氢能规划,其规划产业规模超过万亿元;众多央企和上市公司也竞相布局氢能发展。与此同时,作为新兴产业,氢能面临制储运加等环节核心技术欠缺和成本较高、标准体系不成熟、产业链和配套设施不完善等问题,需要从完善政策、明确标准、突破关键核心技术与重要设备材料自主创新研发、引导资本投入等方面不断发力解决。
一、我国氢能产业概况
1.政策驱动效应凸显,重点区域示范叠加央企入场加速推动氢能产业
“十三五”时期是氢能产业起步加速期,国家层面相继出台了多项战略规划与政策,包括《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家科技创新规划》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》等,明确了氢能产业的发展目标、路径与保障举措。2020年,《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,以及《新时代的中国能源发展》白皮书等相继发布,产业政策导向更精准、更强调发挥市场作用。此外,随着国家燃料电池汽车示范城市群项目启动,加之各省都在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确氢能发展建设,由此氢能产业发展将全面提速。
2017年以来,我国氢能已逐步建立起制储运加用等重点环节较完整的产业链,初步具备了规模化发展的基础。京津冀、长三角、珠三角、成渝、山东及环武汉等地区先发优势明显,示范带动作用和对优势企业的吸引力不断增强,集聚效应初步显现。我国能源中央企业纷纷布局氢能业务,依托自身技术基础和资源优势,积极创新发展模式,推动与地方政府及相关企业在氢能领域开展战略合作,迅速成为我国氢能产业加快发展的重要力量。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》显示,我国氢气年产能约4100万吨,产量约3342万吨,是世界第一产氢国。
2.技术自主创新取得突破,进口替代成效显著
氢气制储运加环节:制氢方面,我国大型煤制氢、天然气制氢技术及装备世界领先;碱性电解槽技术并跑国际先进水平;质子交换膜电解槽(PEM)技术进步较大,但仍跟跑国际先进水平;固体氧化物电解池(SOEC)技术处于实验验证阶段。车载储氢容器方面,我国三型瓶技术成熟并实现全国产化,四型瓶初步具备量产水平。储运方面,我国仍以20MPa压缩氢气运输为主,液氢、固态储氢、50MPa压缩气体运输技术及装备取得显著进步,但与国际一流水平差距明显;98MPa固定储氢容器和45MPa(含以上)固定储氢瓶组性能指标基本达到国际先进水平。加氢站技术及装备方面,45MPa隔膜式和液驱式氢气压缩机已具备产业化能力;90MPa氢气压缩机核心技术取得突破;加氢机整机开发实现国产化,但阀门、流量计等关键部件仍依赖进口。