国外氢能产业导向、进展及我国氢能产业发展的思考

1、国外氢能产业导向、进展及我国氢能产业发展的思考 （张长令 中国汽车技术研究中心有限公司）氢能是具有广阔发展前景的二次能源，氢能产业是具有战略意 义的新兴产业。为有效推进氢能产业发展，世界主要国家对氢能技 术研发及应用高度重视，不仅将氢能产业提升到国家能源战略高 度，还出台了相应支持政策和中长期发展规划，旨在抢占产业发展 的制高点。近年来，我国氢能及燃料电池汽车产业发展加快，产业战略布 局不断强化。然而，我国对氢能产业的战略定位还不够明朗，相关 产业政策体系还不够完善，氢能产业发展仍面临较大挑战。为此， 本文系统分析国外氢能产业导向及进展，并结合我国氢能产业进展 和存在的问题，提出了产业发展的思

2、路及对策建议。国外氢能产业导向及进展分析总体来看，世界主要国家氢能产业发展导向基本明朗，主要包 括明确的氢能产业发展战略及产业定位、政府相关部门分工、制氢 技术路线，以及推进氢燃料电池试点示范与多领域应用、持续的氢 燃料电池技术研发支持、不断完善的氢能产业政策体系等方面。.氢能发展战略及产业定位清晰美国、日本、韩国、欧盟等都制定了氢能发展战略，明确了氢能产业定位。美国最早提出了以氢能经济为基础的发展蓝图，2002年美国能源部发布了国家氢能路线图，提出2040年要全面实现氢经济的目标。2005年，美国将氢能列入主流能源选择之一。2015年，美国能源部提出推动氢能大规模生产与应用。日本在 2011

3、年福 岛核电站核泄漏事故之后放弃了纯电动汽车计划。面对日益高涨的 化石燃料价格以及越来越大的能源漏洞，日本凭借其在氢能及燃料 电池领域的技术优势，极力推进氢的运用，将氢能与电力、热力共同作为三大“二次能源”，倡导构建氢能社会。日本政府在 2014年第四次能源基本计划中明确提出了建设和发展氢能社会的战略方向。韩国政府于2018年发布了关于韩国建立氢能经济社会的方案，目标是利用可再生能源、天然气、水等制取氢气，建立一个以 氢能为主要能源的可持续、低碳社会。所谓氢能经济社会，是指通 过如太阳能、风能、液化天然气、液化石油气及水来产生氢气，从而打造一个以氢气为主要能源的零二氧化碳排放社会。2018年6

4、月，韩国发布了氢燃料电池汽车产业生态路线图，旨在推动氢能燃料电池汽车的普及。欧盟于 2002年成立了氢能与燃料电池高层小组，2003 年发布氢能和燃料电池一一我们未来的前景，制定 了欧洲向氢经济过渡的近期（2000-2010年）、中期（2010 2020 年）和长期（2020-2050年）三个阶段主要的研发和示范路线图。2016年，欧盟发布可再生能源指令，将氢能作为能源系统的重 要组成部分。就具体国家来看，2004年11月，挪威氢委员会提出，氢能是未来可持续能源系统的重要部分，2005年制定了国家氢能战略。德国环境部提出“电力燃料行动计划”，旨在成为未来全 球氢技术领导者和出口者。.氢能相关政

5、府部门分工明确为落实氢能发展战略和推进相关产业政策实施，韩国明确了政 府部门分工，德国成立了专门的组织机构。为实现构建氢能经济社 会的目标，韩国政府优化和调整了政府部门分工，并增加设立了专 门部门，在韩国工业部下设置了助力氢发展的可再生能源部、帮助 氢燃料电池汽车发展与分销的汽车与航空部、负责加氢站安全的能 源安全部，在韩国环境部下设置了负责加氢站建设的清洁空气规划 部，在韩国国土交通部下分设了负责加氢站分布的道路运营部和负 责氢燃料电池汽车安全工作的汽车管理部。德国政府在2004年成立了国家氢能与燃料电池组织（NOW/, 以支持氢能产业发展。该组织的管理层由来自德国联邦交通和数字 基础设施部

6、等多个部门的人员组成。为推动氢能发展项目的实施， NOWfc 2006年启动了国家创新计划（NIP）计划。通过该计划，共 募集14亿欧元的专项资金用于20072016年的750个氢能项目开 发。募集资金中的7亿欧元由德国政府出资，剩余资金则按项目合 作制度由产业提供。.结合各自资源禀赋特征确立了制氢技术路线为保障氢能供给，世界主要国家和地区根据各自资源禀赋优势 确立了不同的制氢技术路线。当前，美国氢气生产以天然气重整制 氢为主，同时也在发展可再生能源电力水电解制氢。日本受本土资 源禀赋限制，氢能社会发展首先计划建立海外氢能供给链。为减少 碳排放量，提高能源自给率，日本提出要加快发展可再生能源制

7、 氢，利用风电、光伏发电等富余电力发展水电解制氢。德国重点发 展电转气(P2G制氢。法国计划通过可再生能源电力制取氢气，建 立规模化供氢体系。韩国提出，到 2025年氢制备以副产氢为主，同 时发展水电解制氢；到2030年，发展大规模天然气重整制氢和水电 解制氢。冰岛地热和水力资源丰富，72%勺电力供应来源于地热和水力发 电。由于有庞大的可利用的清洁能源供应，冰岛可以直接用全国电 网进行电解水生产氢燃料。挪威天然气资源充裕，挪威有广阔的地 域，适合二氧化碳收集，正大力发展天然气制氢和二氧化碳捕捉封 存技术。.推进氢燃料电池试点示范及多领域应用(1)氢能示范城市及示范区作为积极推进氢能燃料电池示范

8、应用的国家，德国和韩国都提 出了氢能示范区计划。作为德国国家创新计划氢和燃料电池技术(NIP)的一部分，氢能示范区(HyLancd)计划自2019年初提出以来获得各地积极响应。根据资助类型的不同，德国氢能示范区可分 为侧重于理念萌芽或着手组织搭建的地区(HyStarter )、侧重于创 建集成概念和具备开展项目可行性分析的地区(HyExperts)、侧重 于已着手方案具体实施的地区(HyPerformer)三类。2019年下半 年，德国国家氢能与燃料电池组织先后确定了3批次共25个氢能示范区试点。与此同时，德国政府在全国范围内开展了20个“能源转型实验室”项目，推动氢能在交通、供暖等领域的综合

9、利用，其中 12家公司将以工业级规模测试氢能技术。“氢能示范区”与“能源 转型实验室”将充分发挥区域协同效应，提高绿氢竞争力。2019年12月，韩国国土交通部宣布选择安山、蔚山、完州与 全州作为“氢经济示范城市”试点，选择三陟市(江原道)作为氢 技术研发中心。韩国政府将在三个示范城市各投资290亿韩元(合1.73亿元人民币)，其中50油地方政府支付。所谓“氢能城市”是指到2022年在电力、交通、供暖/制冷等 领域广泛利用氢能的城市。每个城市选定一个 10平方公里的氢能示 范区域，在住宅和交通领域率先采用氢能技术。(2)氢燃料电池多领域应用燃料电池汽车方面，从2013年到2018年，美国累计燃料

10、电池 汽车销量从14辆增加至5905辆，年复合增长率高达235%截至 2019年5月，美国共有6547辆燃料电池汽车投入运行。根据美国可再生能源实验室的数据，截至 2018年8月，美国有32辆燃料电 池巴士投入示范运营，到2020年计划新运营35辆燃料电池巴士。除燃料电池汽车以外，国外还在燃料电池叉车等移动式燃料电 池领域以及热电联产等固定式燃料电池领域开展了示范应用。燃料 电池叉车已在美国、德国等国家应用，目前全球最大的燃料电池叉 车企业在美国已生产超过25000辆，累计运行时间超过1.8亿小 时。家用热电联产方面，截至 2018年底，日本共部署了超过29万 个商业Ene-Farm装置。到2

11、019年4月，日本家庭热电联产装置数 量超过30万个。与此同时，欧洲已经部署了大约 10000个家用燃料 电池热电联产系统，日本企业作为燃料电池组供应商参与市场。作为燃料电池发电的积极行动者，韩国氢能经济发展路线 图提出，除了 308兆瓦的大型燃料电池发电外，还有 7兆瓦的燃 料电池为3167个家庭/建筑物供电。.长期、持续的氢燃料电池技术研发支持为突破氢燃料电池技术和保持领先优势，日本、欧盟等国家和 地区对相关技术研发长期、持续地支持。日本从1993年启动了氢能源研究方面的计划及策略贯彻的 WE-NE项目。第一阶段的 WE-NET 项目从1993到1998年，主要集中研究不同氢技术的可行性分

12、析， 以及适用于日本的氢能源行业计划。第二阶段的WE- NE砌目从1998到2002年，主要是对选定方案的介绍、验证及测试，同时开展更进一步的研究和计划。以上两个阶段的研发预算为200亿日 元，约合2亿美元。接下来的研究项目聚焦氢能源安全利用方面的 基础技术研发，持续到2020年，主要方向是氢能源基础建设在日本 的逐步普及和渗透。欧盟和欧洲主要国家也出台了相应的技术研发支持政策。2008年，欧洲工业委员会和研究机构等发起了燃料电池与氢能联合行 动计划项目，2008 2013年该项目投资约9.4亿欧元，主要用于 交通和基础设施、固定式发电和热电联产、制氢和氢气运输等领域 的研究。2013年，欧盟

13、委员会资助14亿欧元启动了第二阶段(20142024年)的燃料电池与氢能联合行动计划项目，目标 将燃料电池系统成本降低90%将燃料电池发电效率提高10%力争 可以利用可再生能源电力发展大规模制氢，以促进氢燃料电池汽车 产业的发展。据不完全统计，2007 2015年欧盟在氢能与燃料电池 方面的投入约74亿欧元。2006年，德国政府、工业和科学界达成 战略联盟，启动称为“氢和燃料电池技术国家创新计划 ( NIP)的 长达10年的重大项目，用以资助相关技术研发。鉴于NIP第一阶段成效显著，德国政府相关部门已确定将 NIP计划延续第二期至2026 年，重点将包括研发和市场启动两个方面。.不断完善氢能产

14、业政策体系美国、日本、韩国、欧盟等国家和地区不仅明确了氢能产业发 展战略，制定了一系列产业支持政策，还不断完善氢能产业政策体 系。其中，日本和韩国最为典型。2019年3月，日本经济产业省发 布了新版氢能与燃料电池路线图，提出了燃料电池汽车推广应 用、燃料电池动力系统经济性、加氢站建设及运营等新的发展目 标。同时，日本制定了 “氢/燃料电池战略技术发展战略”，不仅规 定了具体的技术发展项目，还明确了符合路线图中每个领域设定的 目标。该战略着眼于三大技术领域：燃料电池技术领域、氢供应链 领域和电解技术领域，确定了包括车载用燃料电池、固定式燃料电 池、大规模制氢、水制氢等10个项目作为优先领域，并通

15、过互相合 作来促进技术的研究与开发。韩国也在2019年发布了新的政策。2019年10月，韩国国土、 基础设施、交通和旅游部宣布了 “氢试点城市推广战略”。根据该 战略，到2019年底，确定三个氢能试点城市，每个城市规划出3到10平方公里，在住宅和交通区域引入和采用氢技术。韩国还计划到 2040年将全国40%勺城市建成氢能城市，总计运营82.5万辆燃料电 池汽车和1.2万辆燃料电池公交车。我国氢能产业发展的思考与对策建议根据以上分析，日本、韩国、美国、欧盟等国家和地区明确了 氢能定位，日本、韩国等国家制定了氢能产业发展战略，韩国、德国等国家确定了相关政府部门分工。通过持续的氢燃料电池技术研 发支

16、持、推进氢燃料电池试点示范及多领域应用、结合其资源禀赋 特征确立制氢技术路线等措施，世界主要国家已在燃料电池汽车技 术研发、产业链构建及加氢站建设方面取得优势。2017年以来，我国氢能及燃料电池汽车产业发展也如火如荼。截至2019年底，我国在建和已建的加氢站有 130多座，其中61座 已经建成，投入运营的加氢站有 52座。我国已初步形成京津冀、长 三角、珠三角、山东半岛及中部地区等产业集群和示范应用，在示 范运营区域运行的各类汽车近 4000辆，燃料电池商用车产销和商业 示范应用的规模位居国际前列。然而，由于顶层设计仍然不够明确，氢能等方向支持政策亟待 强化完善，很大程度上制约了我国氢能产业发

17、展。为此，我国有必 要对国外有价值的政策经验进行吸收和借鉴，做好以下几个方面的 工作。.加快明确氢能产业定位随着我国氢能及燃料电池汽车产业的不断发展，我国氢能产业 政策导向及产业定位逐渐明朗。2019年10月召开的国家能源委员 会会议指出，探索先进储能、氢能等商业化路径。根据新能源汽 车产业发展规划(2021 -2035) (征求意见稿)，到2035年我国 燃料电池商用车将实现规模化应用。为促进产业发展，我国还需进一步明确氢能产业定位。首先， 明确氢气的能源属性。其次，明确氢能在我国能源体系中的定位， 建议将其定位为一种战略性能源和清洁能源体系的重要组成部分。 最后，结合对氢能产业定位及纯电驱

18、动的新能源汽车产业发展战 略，厘清燃料电池汽车与纯电动汽车的关系，明确燃料电池汽车在 新能源汽车产业中的发展定位。.确定氢能产业相关部门分工根据前文的分析，为较好地支持氢能产业发展，美国、日本、 韩国、欧盟等国家和地区均指定或设立了明确的机构开展产业发展 的组织管理工作。在我国新能源汽车产业发展过程中，也建立了相 应的工作机制，形成了明确的部门分工。为保障氢能产业发展，我国亟需建立氢能产业领导及协调机 制，确定氢能产业相关部门分工。建议建立由国家能源局牵头，涵 盖住建、市场监管、应急管理、商务等部门的国家氢能产业工作机 制，解决氢气定性、氢能供给等问题，统筹氢能产业发展的主要工 作。为保障氢燃料电池汽车产业发展，我国宜建立以发改、工信、 科技、财政、能源五部委为核心，其他相关部委参与的国家氢燃料 电池汽车产业发展部际协调机制；建立多部门联席办公制度，重点 解决氢燃料电池汽车发展过程中的外部环境制约因素。.推进氢燃料电池示范应用工作自2003年起，我国已在国家层面启动了两批氢燃料电池汽车示 范项目，示范运行规模都在百辆以上。当前，我国氢燃料电池汽车 示范运行规模已突破3500辆，其中，上海、佛山等典型城市氢燃料 电池汽车示范运行规模在2020年有望达到1000辆。为此，我国亟 需研究和出台氢