為促進氫能產業規范有序高質量發展,經國務院同意,國家發展改革委、國家能源局于2022年3月23日聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》(以下簡稱《規劃》)。

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,對構建清潔低碳安全高效的能源體系、實現碳達峰碳中和目標,具有重要意義。《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》要求,統籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展,推動加氫站建設,推進可再生能源制氫等低碳前沿技術攻關,加強氫能生產、儲存、應用關鍵技術研發、示范和規模化應用。《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》明確,加快氫能技術研發和示范應用,探索在工業、交通運輸、建筑等領域規模化應用。“十四五”規劃《綱要》提出,在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加速計劃,謀劃布局一批未來產業。
《規劃》明確了氫的能源屬性,是未來國家能源體系的組成部分,充分發揮氫能清潔低碳特點,推動交通、工業等用能終端和高耗能、高排放行業綠色低碳轉型。同時,明確氫能是戰略性新興產業的重點方向,是構建綠色低碳產業體系、打造產業轉型升級的新增長點。
《規劃》提出了氫能產業發展基本原則:一是創新引領,自立自強。積極推動技術、產品、應用和商業模式創新,集中突破氫能產業技術瓶頸,增強產業鏈供應鏈穩定性和競爭力。二是安全為先,清潔低碳。強化氫能全產業鏈重大風險的預防和管控;構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系,重點發展可再生能源制氫,嚴格控制化石能源制氫。三是市場主導,政府引導。發揮市場在資源配置中的決定性作用,探索氫能利用的商業化路徑;更好發揮政府作用,引導產業規范發展。四是穩慎應用,示范先行。統籌考慮氫能供應能力、產業基礎、市場空間和技術創新水平,積極有序開展氫能技術創新與產業應用示范,避免一些地方盲目布局、一擁而上。
《規劃》提出了氫能產業發展各階段目標:到2025年,基本掌握核心技術和制造工藝,燃料電池車輛保有量約5萬輛,部署建設一批加氫站,可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年,實現二氧化碳減排100-200萬噸/年。到2030年,形成較為完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源制氫及供應體系,有力支撐碳達峰目標實現。到2035年,形成氫能多元應用生態,可再生能源制氫在終端能源消費中的比例明顯提升。
《規劃》部署了推動氫能產業高質量發展的重要舉措:一是系統構建氫能產業創新體系。聚焦重點領域和關鍵環節,著力打造產業創新支撐平臺,持續提升核心技術能力,推動專業人才隊伍建設。二是統籌建設氫能基礎設施。因地制宜布局制氫設施,穩步構建儲運體系和加氫網絡。三是有序推進氫能多元化應用,包括交通、工業等領域,探索形成商業化發展路徑。四是建立健全氫能政策和制度保障體系,完善氫能產業標準,加強全鏈條安全監管。
《規劃》要求,國家發展改革委建立氫能產業發展部際協調機制,協調解決氫能發展重大問題,研究制定相關配套政策。各地區、各部門要充分認識發展氫能產業的重要意義,把思想、認識和行動統一到黨中央、國務院的決策部署上來,加強組織領導和統籌協調,壓實責任,強化政策引導和支持,通過采取試點示范、宣傳引導、督導評估等措施,確保規劃目標和重點任務落到實處。
氫能相關知識背景學習:
1、氫能發展背景
碳中和政策給氫能設置了時間點,加速了氫能的發展,2060年前氫能肯定是要有重大突破。氫能有3大優勢:發展氫能有利于實現大規模可再生能源的高比例消納;有利于實現終端難減排領域的碳中和;有利于早日實現能源獨立。氫能規劃將成為雙碳“1+N”政策體系中的一個,且發布速度較快;氫能將成為碳中和能源體系中的重要組成部分,將氣、電、熱等網絡有機聯系起來,構建清潔、低碳、安全、高效的能源體系;國際氫能委員會估計到2050年全球終端能源的18%由氫能承擔,2060年氫在我國終端能源體系中的占比至少20%,市場規模提升8-10倍。
2、全球氫能應用現狀
總體情況:全球氫氣產量7000萬噸/年,天然氣制氫占比48%、石油制氫30%、煤制氫18%、電解水制氫4%,主要應用于化工冶煉、合成氨等領域,逐步拓展到交通、分布式供能、家用熱電聯產、天然氣部分替代、氫冶金等領域。
3、國內外氫能政策
各國發展氫能的訴求:美國是電力供應,歐洲是深度脫碳,日本和韓國是能源安全。2020年底全球16個國家制定了國家氫能戰略,還有11個國家正在制定。
· 美國:分布式供能:利用天然氣重整制取氫氣,通過燃料電池發電
· 德國:利用可再生能源電解水制氫,將氫氣摻入到天然氣管道中
· 日本:燃料電池車和加氫站(目前燃料電池車近3000輛,加氫站有100多座);家用熱電聯產ENE-FARM(2018年累計裝機超過30萬臺)
中國氫能:氫氣產能4100萬噸/年,產量3342萬噸,來源與全球結構不同,煤制氫占比約63%,副產氫約22%,天然氣制氫約14%,電解水制氫約1.5%。我國多數氫氣用于合成甲醇、合成氨和石油煉化,少量作為工業燃料使用;交通、發電、建筑等領域的消費量目前較小,需求逐步增加。商用車中重卡是當前應用熱點,燃料電池車產業鏈已經形成,1/3央企布局氫能產業;2021年底加氫站運營和在建超200座;發電熱電聯產在廣州大學城(300kw)和遼寧大連營口三證公司也有示范(2MW)。
國內氫能政策:國家高度重視氫能產業的健康快速發展。國家發改委、能源局、工信部、科技部、財政部等多個部委從產業結構和產業技術出臺了多項國家政策,支持氫能產業的健康快速發展
· 2006年-2014年,氫能技術推廣階段;
· 2014年-2019年,氫能技術產業化階段
· 2019年首次寫入《政府工作報告》;2020年寫入《能源法》,明確了氫氣的能源屬性;國家發改委制氫氫能規劃
燃料電池汽車示范城市群:2020年9月,財政部等五部門發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》,將采取“以獎代補”方式,對符合條件的城市群開展關鍵核心技術產業化攻關和示范應用給予獎勵。重點是對核心技術的研發突破,對零部件廠商進行直接補貼和支持,依托城市群的完整產業鏈。獎勵規模合計大概17億元,其中制氫2億元、燃料電池車推廣15億元;補貼力度比較高,補貼細則比較多。關鍵點:①需求和攻擊互補:加氫站選址布局是關鍵;②產業鏈完整性:關鍵核心零部件生產企業(膜、碳紙、催化劑等)。
國內氫氣發展展望:到2030年,氫能源需求3715萬噸,終端消費占比5%。到2060年,氫能源需求1.3億噸左右,終端消費占比20%;工業領域用氫占比仍然最大,約7,794萬噸,占氫總需求量60%;交通運輸領域用氫4,051萬噸,建筑領域用氫585萬噸,發電與電網平衡用氫600萬噸。未來可再生能源制取綠氫市場規模會提升比較大。
制約因素:氫氣和天然氣屬于危險化學品,爆炸極限比較寬泛,氫氣安全是重中之重。氫氣生產需要許可證(《危險化學品安全生產許可證》、《危險化學品經營許可證》、《工業產品生產許可證》、《氣瓶充裝許可證》)。氫氣生產屬于《國民經濟行業分類》中的“2619其他基礎化學原料制造”,要求進入化工園區,建議:推動氫能向能源品管理,發展制氫母站。
4、氫能產業鏈分析
· 制氫:當前煤制氫為主,但不可持續且減排成本高,適合大規模制氫;電解水制氫發展潛力大,但是電價成為制約其應用的最大障礙。
· 運氫:國內以長管拖車為主,經濟距離在200公里以內,8-10元/百公里,需要解決長距離運氫難題,液氫和管道輸氫很有前景。國外2/3氫氣是液氫運輸;管道輸氫可以借助天然氣管道摻氫,百公里千克輸氫成本在1元以下;國內年消費3000億方天然氣中摻混部分氫氣可以笑納大概300多萬噸綠氫。截至2020年,全球共有40多個示范工程,每年有2900噸氫氣摻入天然氣管網,摻氫比例最高可達20%。歐洲35%在營或在建的可再生能源制氫項目用于天然氣摻氫。
· 儲氫:高壓儲氫為主;逐漸向液氫儲存發展,是大規模氫能應用的方向。車載儲氫瓶方面,國內是35MPa三型瓶為主,逐漸向70Mpa四型瓶過渡。
· 應用:氫能冶金、合成氨原材料、燃料電池車、家用熱電聯產等。
國內氫能仍有技術上的難點。國家科技部也設立了氫能獨立研發專項,逐步攻克各個難點。
本文由中國復合材料工業協會收集自網絡,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流。