江苏省氢能发展思考

江苏省氢能发展思考

汪海

中国石化销售股份有限公司江苏石油分公司

摘要：随着国家对能源安全和能源结构转型要求的逐步提高，氢能将发展为从可再生能源到实际终端应用的最佳载体，将在能源结构转型过程中扮演重要的角色。本文在分析国内外氢能发展现状的基础上，分析氢能源技术和经济性，江苏氢能发展存在的问题江苏氢能发展存在的问题，最终提出了思考和建议。

关键词：氢能车；江苏；发展

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。同时，为深入贯彻落实习近平总书记提出的“碳达峰、碳中合”的目标，推动经济高质量发展，中央及各地方政府支持政策密集出台关于氢能发展的政策，我国氢能产业发展正在进入快速期。江苏作为经济大省、能源消费大省，加快氢能及相关产业的发展是落实习总书记提出的“争当先进、争作示范、走在前列”要求的重要举措。

1.目前氢能源发展形势

1.1氢能的来源

氢能作为一种来源广泛、清洁无碳、被认为是最具发展潜力的终极清洁能源。氢能属于二次能源，常温常态下是气态，超低温高压下为液态。氢气的制取方式较多，主要有煤气化制氢、甲醇重整制氢、天然气重整制氢、工业副产氢提纯制氢和水电解制氢技术发展成熟，太阳能光催化分解水制氢、生物制氢仍处于研究和开发阶段。目前主要采用的是工业副产氢提纯制氢。

1.2国际国内发展现状

1.2.1国际氢能发展情况

已有超过30个国家或地区制定了《国家氢能战略》，美国、日本、韩国、欧盟等多个国家和地区明确氢能产业的发展战略，制定一系列产业扶持政策，不断完善氢能产业的政策体系，以实现其保障能源安全、绿色减排、保持技术领先、占领氢能市场目的。截至2020年底，全球主要经济体已建成加氢站527座，在营504座，其中欧盟179座、日本137座；全球累计推广氢燃料电池汽车超3.3万辆。

1.2.2.国内氢能发展情况

中央对氢能发展保持积极态度，已在多项产业政策中明确提出支持氢能发展要求，力度不断加强。2019年发展氢能首次写入《政府工作报告》；2020年国家发改委和司法部联合发布《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》，明确2021年完成研究制订氢能发展的标准和支持政策；2020年财政部、工业和信息部、科技部、发展改革委和国家能源局五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，将采取“以奖代补”的形式，对符合条件的城市群开展核心技术攻关和示范应用给予奖励，奖励总额400亿，单个城市群奖励上限17亿。据公开信息，全国共有17个示范城市群参与申报，其中北京城市群、上海城市群、广东城市群、河北城市群有较大可能入选首批示范城市群。

各地政府发展氢能的积极性非常高，一方面为践行绿色发展理念，另一方面为吸引氢能产业链相关企业落户，促进产业结构调整，实现经济效益。2019年以来，全国范围内已有10多个省及直辖市、超过30个地级市及县级出氢能源发展规划。上海、广东、浙江、山东等省市均在“十四五”规划中提出了氢能发展建议和目标。其中，上海提出“到2023年，实现加氢站100座，产业规模1000亿元，推广1万辆车规模”的目标。47个地区政府也结合示范群政策出台相关补贴政策，主要有：产业补贴（1000万元-1亿元）、加氢站建设补贴（200—500万元/站）、用氢补贴（10—20元/公斤）、购车补贴（根据电池功率，补贴20-100万元/辆）。截至2020年底，全国氢燃料汽车保有量约7352辆，已投营加氢站101座，拟建/在建加氢站147座。上海、北京、河北张家口、广东佛山、云浮等地开展燃料电池客车商业化示范运营累计运行超过100万公里。

1.2.3.江苏省氢能发展情况

2019年发布了《关于印发江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划的通知》（苏工信产业〔2019〕513号），规划对氢能的现状和基础进行了阐述，制定了目标、举措和保障措施。截至2020年底省内加氢站累计建成8座，其中4座在营，氢燃料电池汽车保有量300多辆，主要集中在苏州、无锡、南通、盐城。氢能和燃料电池企业约150家，主要集中在南京、无锡、苏州、南通、扬州等城市，业务涵盖燃料电池零部件、电堆、系统、车载氢系统和整车制造，其中苏州约有92家相关企业。氢燃料电池汽车重点科研机构、重点企业研发中心近20家，重视技术研发，专利申请高达1800多件。汇聚了江苏重塑、南京金龙、苏州金龙、苏州弗尔赛和国富氢能等一批骨干企业。

1.3氢能的主要应用场景

氢燃料电池当前主要应用于交通运输、工程机械、固定发电等领域。

公交客车是主要用途，占比达60%以上，随着燃料电池和储氢技术性能的提升，氢燃料电池客车的续航能力能源补给等方面的优势显现，长距离大巴具备较大发展前景。

氢燃料物流车是氢能在城际中长距离货运、城市工程、环卫领域应用的重要场景，在能量补给时间、低温适应性、装载空间等方面优于纯电动车。随着技术提升和规模的扩大，更具优势。

氢燃料电池重卡是重卡领域减排脱碳的重要替代方案。目前国内已推出多款重卡车型，并开展小范围小批量试用。其经济性预计在2030年左右超过纯电动车型。

氢燃料电池乘用车在国内尚未实现量产和销售。国际上，美国、日本销量已超过1万辆。续航里程500km以上的乘用车将在2040年达到与同等纯电动车相当的经济性。

氢能产业链条长，涉及能源、化工和交通等多个行业，氢能产业的快速发展必将带动氢能产业链上下游原材料商、零部件商、设备商、制造商和服务商的快速发展。在氢燃料电池质子交换膜、低铂催化剂、碳纸等核心材料，以及膜电极、金属双极板等部件，氢气循环部件、空压机、增湿器等关键零部件，以及长寿命、高性能、低成本的燃料电池电堆及系统等核心技术、材料上的突破将极大促进相关产业千亿级别的产能转化。

2.氢能源技术和经济的分析

2.1制氢的技术与经济性

煤制氢：中国当前煤化工行业发展较为成熟，在规模化生产条件下，煤价在200-1000元/吨时，制氢成本约6.7-12.14元/kg。但煤制氢过程会排放大量CO2,需要配套碳捕集、封存和利用（CCUS）技术和设备，成本将增加140%左右。

天然气制氢：天然气制氢技术较为成熟，根据天然气价格变化，制氢成本在7.5-24.5元/kg。

工业副产氢：我国化工工业发达，从现状看，供应潜力可达到450万吨/年，能够支持97万辆公交客车的全年运营。目前提纯后价格约20元/kg，可作为近期较低成本的分布式氢能供应源。

电解水制氢：目前国内碱性电解水制氢最为经济。其中电费用为主要成本，约占86%。按电价0.3元/kwh计，制氢成本为21.6/kg。但目前国内还没有规模应用，电解水制绿氢是未业的发展方向。

以上各类制氢的工艺和方法，成本差异较大。目前市场主流的制氢方式的成本大致在20-25元/kg，氢燃料与传统能源相比，单位价格比较高，还要加上较高的运输成本。以单位能耗水平换算比较，1kg氢气相当5-6升柴油。按现行零售价格相比，氢能的成本大约是柴油成本的一倍左右。

2.2氢能的储运与经济性

氢能储运技术主要包括气态储运、低温液态储运、固定储运和有机液体储运等。氢气运输方式包含道路车辆、铁路、轮船、管道运输四种。由于氢液化难、成本高，当前国内液氢只在航天领域少量应用。当前国内主要以高压气态存储和道路长管拖车运输为主。前期受法规限制，主要以20兆帕氢瓶为主，装载量小（一般单车运量300kg），导致单位氢气的运费极高，目前100公里以内的运价5.6元/kg，100公里以上要达到近8.5元/kg，与成品油单位运价0.7元/吨.公里相比，折合能量换算系数要高出很多。目前国际上已推出50兆帕的长管拖车，国内也正在逐步放宽对储运压力的标准，以降低运输成本。

2.3氢燃料的加注

加氢站是最重要的氢能基础设施，是氢能利用开发的主要途径。当前国内加氢站基本以35兆帕固定站和撬装站为主，70兆帕加氢站逐步研发推广。加氢站主要设备包括压缩机、储氢罐、程控盘、冷装置及相关设备，加上安装成本，总投资约在1500万左右（不含土地）。当前主要依靠政府补贴，随着关键设备的国产化，成本有望进一步下降。因此要鼓励利用现有加油加气改建合建加氢站，以节约土地成本。加油站建设成本相对较低，在700万左右（不含土地）。

2.4氢燃料电池和氢燃料汽车

氢燃料电池是将燃料氢气和氧化物中的化学能直接转化为电能，并生成水释放热量的能量转化装置，转化过程无需燃烧，零排放无污染。目前电堆行业先进企业有丰田和本田，国内电堆供应商主要为氢捷科技、新源动力、上海重塑、江苏清能、北京亿华通等。工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中氢燃料电池商用车系统功率基本在40-100kw，寿命2000小时以上。目前商用车燃料电池系统的价格平均约1万元/kw,商用车用储氢系统平均约0.5万元/kg。氢燃料电池车的成本远高于燃油车成本。当前商业氢燃料电池车主要依托政策补贴，随着生产规模化和技术进步将大幅下降，逐步实现自主市场化发展。

3.江苏氢能发展存在的问题

2019年，江苏省印发了《江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划》，除了省级层面的顶层设计，苏州、南通和盐城等城市率先推动产业发展，江苏氢能产业的区位布局已雏形显现，苏州、南通等城市聚集了一批产业链关键环节的知名企业。

但是，目前江苏省氢能产业仅在氢气制备和储运、电堆及核心零部件、电池系统、整车制造领域走在全国前列，在氢能应用领域暂时落后于先进省份，对江苏省的减排和能源转型并没有发挥积极的促进作用。主要体现在以下几个方面：

3.1氢能产业规划不明晰

相对于广东、浙江和山东等省市的氢能发展规划，江苏省关于氢能在节能减排和能源转型中地位的没有明确的定位。《江苏省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》为实现减排降排、加速绿色发展，江苏将从两方面着手，一是大力发展蓝色能源，以新能源代替传统能源，调整用能结构；二是提高能源利用效率，提升社会综合能效水平。蓝色能源主要是指海上风电和液化天然气。

3.2.氢能管理体系不明确

不仅江苏省，全国范围内氢气生产、储运、应用等环节的归口管理部门、主管部门、相关管理章程、法规体系尚不明确。没有统一的、完善的、连贯的加氢站建设和运营审批政策及流程，制氢用氢涉及土地性质变更问题。

3.3氢能应用着力点不聚焦

在十四五期间，氢能应用的着力点应该是在交通应用领域，通过类似动力电池的财政补贴政策，加大氢燃料电池汽车示范应用范围和力度，降低氢能产业链上各环节成本，最终达到氢能在能源领域的推广和应用的目的。目前江苏氢能产业的优势集中在工业生产和制造，燃料电池汽车推广与先进省份差距较大。截至2020年底，新能源汽车国家监测和管理平台已累计接入氢燃料电池汽车6002辆。其中，公交车和物流车累计接入量分别为2222辆和3153辆，分别占平台氢燃料电池汽车接入量的37.02%和52.53%。据不完全统计，在江苏省运行的燃料电池公交车和物流车是72辆和120辆，合计约200辆，而广东和上海总接入分别是2415辆和1376辆。

3.4双碳目标下江苏省氢能发展建议

江苏工业基础全国领先，制造业门类齐全、供应链稳定、制造业成本优势突出，科研创新实力雄厚，科教资源丰富，燃料电池汽车和氢气储运等核心领域技术全国领先。具有较好的氢能发展条件。但目前江苏氢能发展仍处于起步阶段，预计难以进入国家首批示范城市群。建议加快推进重点领域技术突破、新技术新业态融合应用、氢源供应、加氢站建设和示范应用，加快进入国家燃料电池汽车示范城市群。

建议：站在国家可持续绿色发展和能源安全战略高度，江苏应在全力确保能源安全、稳定供应的基础上，加快能源绿色低碳智慧转型，尤其要对氢能全产业链的发展，进行顶层设计和规划，建立一个统一且连贯的氢能政策框架，通过技术创新和投资，为经济发展创造新的价值链，在保障可再生能源比例不断提高情况下，确保江苏能源供应系统的安全性、经济性和气候友好性。

4.1高标准构建氢能全产业链，打造江苏经济发展新优势

紧密结合江苏“十四五规划”的战略要求，深入研究江苏氢能产业发展现状，充分发挥江苏在高端制造业和高科技产业优势、化工产业副产氢资源优势、人才优势，完善江苏氢能产业发展规划。重点发展燃料电池技术研发与装备制造产业，加快发展氢能储运技术研发与装备制造产业，积极发展氢能制备技术研发与装备制造产业，大力推动氢能规模化应用。持续推动苏州、南通先发优势，推进氢能经济辐射效应不断扩大，打造氢能经济新的增长极的同时，以南京市为中心，以示范城市群为依托，形成以南京市中部为核心的燃料电池车用户集群，同时以南京为枢纽，串联长三角地区，连接杭州及合肥等地，构建沪宁、宁杭氢能走廊。

4.2 打造氢能科创平台，推动氢能高质量发展

加大氢能研发投入，发挥企业创新的主体作用，建立产学研相结合的技术创新机制，设置省级氢能研发中心，面向核心技术开展基础与应用基础课题研究，加大氢能核心技术创新投入，实现氢能关建技术的突破。建立省级氢能产业发展联盟，推进能源生产、装备制造、交通运输、冶金材料等行业的企业、科研院所和金融机构组成发展联盟，围绕氢能产业链集聚创新资源，共同推进氢能产业的完善与发展。

4.3建设配套基础设施，加速氢能应用

加快加氢站等基础设施规划建设，努力建成与氢能应用相适应的供氢网络，打通氢能面向终端消费的重要通道。加快全省加氢站布局，进一步规范加氢站建设审批流程，鼓励利用现有的加油站、加气站改建或扩建加氢设施，鼓励新建加油加气站同步进行加氢设施建设。支持开展电解水制氢、储氢、加氢一体站示范，开展分布式制氢试点。打造氢能应用示范区，加大氢燃料电池公交、城市环卫等公共用车的投入，研究制定氢燃料电池汽车应用领域优先通行、优先发放专用营运额度等相关政策。

4.4完善产业扶持配套政策，强化金融支持服务

在科技攻关和产业落地、车辆购置、加氢站建设和加氢站运营等方面给予政策支持和资金保障，制定切实有效、可操性强的资金管理办法，带动社会资本投入。

江苏作为能源大省和经济强省，完全可以走出一条能源转型和绿色低碳高质量发展的新路子，努力在全国碳排放达峰之前率先达峰，实现生态环境质量持续改善目标，在“强富美高”新江苏建设道路上谱写新的篇章。

参考文献：
[1] 谢丽娟,刘小勇.广州塑造城市文化品牌的SWOT分析及路径研究[J].城市观察, 2016-12-20 .

[2] 黎冲森.燃料电池车市蓄势待发[J].汽车纵横，2021-03-28.

[3] 黎冲森.直面燃料电池汽车普及化困局[J].汽车纵横，2021-03-28.

[4] 张长令.国外氢能产业导向、进展及我国氢能产业发展的思考[J].中国发展观察，2020-01-05.

3