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2020年，盡管新冠疫情重創(chuàng)全球經(jīng)濟(jì)，但氫能發(fā)展勢頭不減。在我國，碳中和目標(biāo)的提出以及相關(guān)規(guī)劃政策的出臺，助推氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。雖然氫燃料電池汽車市場表現(xiàn)欠佳，但頂層設(shè)計不斷完善、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展、技術(shù)水平不斷提升、產(chǎn)業(yè)格局不斷優(yōu)化。本文從政策、市場、產(chǎn)業(yè)等角度，全面回顧了2020年國內(nèi)外氫能發(fā)展形勢，并對2021年氫能發(fā)展進(jìn)行展望和建議。
2020年是氫能發(fā)展的“曲折前行”之年。新冠疫情雖然重創(chuàng)全球經(jīng)濟(jì)，但氫能被視為經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和綠色轉(zhuǎn)型的重要路徑，發(fā)展勢頭絲毫不減；我國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量雖然都有下降，但工業(yè)、能源等領(lǐng)域明星工程不斷涌現(xiàn)；核心技術(shù)和裝備制造能力雖然與國際先進(jìn)水平存在差距，但政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系不斷健全，再加上央企的入局，發(fā)展動力不斷釋放。更為重要的是，“碳中和”宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，為氫能發(fā)展創(chuàng)造更多空間和可能，全社會發(fā)展氫能的共識不斷增強。
一、積極應(yīng)對氣候變化背景下，氫能發(fā)展熱度不降反升
2020年綠色轉(zhuǎn)型步伐加快，氫能備受青睞。新冠疫情使得全球經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷二戰(zhàn)以來最為嚴(yán)重的衰退，但綠色轉(zhuǎn)型的步伐并未因此停止，中國、歐盟、日本、加拿大、南非等國家和地區(qū)相繼提出了“碳中和”目標(biāo)，美國總統(tǒng)拜登也宣布重返《巴黎協(xié)定》，并多次提出不遲于2050年達(dá)成碳凈零排放。綠氫具有的低碳、清潔、靈活等特點，有望成為實現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略的重要組成部分，備受全球主要國家和地區(qū)青睞。截至2020年底，G20國家中已有九個國家和地區(qū)發(fā)布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，還有七個國家和地區(qū)已開展氫能應(yīng)用試點示范，并正在推進(jìn)氫能戰(zhàn)略前期研究工作。例如，德國在《國家氫能戰(zhàn)略》中指出，氫能對德國實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的作用不可替代，應(yīng)大力發(fā)展可再生能源電解水制氫，并將綠色氫氣用于工業(yè)、交通等“難以減排領(lǐng)域”。為此，德國將投入90億歐元打造氫能供應(yīng)鏈及應(yīng)用示范，力爭成為全球綠氫技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。政府層面的高度關(guān)注，也催生出一批“明星項目”。例如瑞典鋼鐵集團(tuán)于2020年8月投產(chǎn)的HYBRIT氫能煉鋼項目、英國啟動的“HyDeploy”天然氣摻氫項目、沙特與美國空氣集團(tuán)建設(shè)的“綠氫合成氨”項目等。
我國氫能發(fā)展也保持迅猛發(fā)展勢頭，規(guī)劃政策利好不斷。2020年，全國共有超過30個地方政府發(fā)布了氫能發(fā)展相關(guān)規(guī)劃，涉及加氫站數(shù)量超過1000座、燃料電池車數(shù)量超過25萬輛，不論是規(guī)劃數(shù)量還是發(fā)展目標(biāo)，均比2019年有大幅提升。特別是2020年9月，北京市發(fā)布了《氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020-2025年）》，提出了到2025年推廣1萬輛氫燃料電池汽車的目標(biāo)，并補齊了京津冀氫能產(chǎn)業(yè)集群的“最后一塊拼圖”。據(jù)高工氫電分析，2020年，中國氫能產(chǎn)業(yè)投融資規(guī)模為712億元，在氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的投融資金額達(dá)515億元，部分先發(fā)地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初步形成，匯聚產(chǎn)值規(guī)模突破千億元。2020年9月21日，財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局發(fā)文“開展燃料電池汽車示范應(yīng)用工作”，聚焦商用車和綠氫兩大場景，采取“以獎代補”方式，對開展燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和示范應(yīng)用的城市群給予獎勵，力爭形成布局合理、各有側(cè)重、協(xié)同推進(jìn)的燃料電池汽車發(fā)展新模式。該政策毫無疑問為氫燃料電池汽車發(fā)展打了一劑“強心針”，更是在全國各地掀起了申報熱潮，甚至還出現(xiàn)了多個跨省級行政區(qū)域聯(lián)手申報城市群的案例。
二、氫燃料電池汽車遭遇市場寒流，氫能多元化應(yīng)用取得積極進(jìn)展
2020年，氫燃料電池汽車遭遇市場寒流，產(chǎn)銷量雙雙下降。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的信息顯示，2020年，燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成1199輛和1177輛，同比分別下降57.5%和56.8%，其中一些月份還出現(xiàn)了“個位數(shù)”產(chǎn)銷量。誠然，受到疫情影響，燃料電池汽車供應(yīng)鏈?zhǔn)艿經(jīng)_擊，但整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)卻并未受到明顯影響，全年表現(xiàn)搶眼，呈現(xiàn)出“逆勢上揚、走出低谷”的跡象。據(jù)統(tǒng)計，2020年，全國新能源汽車保有量接近500萬輛，同比增長近30%。燃料電池汽車發(fā)展陷入困局，本質(zhì)上是“扎堆造車”的發(fā)展模式與氫能供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈不健全之間矛盾的集中體現(xiàn)，也是氫能相關(guān)技術(shù)儲備、企業(yè)實力和財政支撐能力不足的現(xiàn)實縮影。
2020年，氫能在我國多元化應(yīng)用示范取得積極進(jìn)展。在工業(yè)領(lǐng)域，全球最大規(guī)模的太陽能電解水制氫儲能及綜合應(yīng)用示范項目在寧夏寧東能源化工基地開工，該項目是我國煤制烯烴行業(yè)首個引入綠氫的項目；由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研發(fā)的千噸級液態(tài)太陽燃料合成示范項目，于2020年10月在甘肅蘭州通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，該項目利用可再生能源制氫制取合成燃料，為解決可再生能源消納和二氧化碳利用問題提供了新的解決方案；同年11月，特諾恩與河鋼集團(tuán)簽訂合同，開工建設(shè)綠氫直接還原鐵工廠。在能源領(lǐng)域，2020年9月，江蘇鏵德氫能獲得我國首張燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)認(rèn)證，并于當(dāng)年10月產(chǎn)品出口到了歐洲市場；同月，弗爾賽燃料電池發(fā)電系統(tǒng)亮相西安交大信息物理融合能源系統(tǒng)聯(lián)合實驗室平臺。
三、政策法規(guī)逐漸完善，引領(lǐng)氫能產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展
2020年，我國對氫能的發(fā)展共識逐步增強，產(chǎn)業(yè)政策法規(guī)不斷取得創(chuàng)新突破。2020年，國家各相關(guān)部委發(fā)布了《2020年國家標(biāo)準(zhǔn)立項指南》《國家重點研發(fā)計劃“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件”等重點專項2020年度項目申報指南》《關(guān)于加快建立綠色生產(chǎn)和消費法規(guī)政策體系的意見》《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》《新時代的中國能源發(fā)展白皮書》等文件，分別從標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策等層面，進(jìn)一步明確了國家對發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的支持。
與此同時，各部委積極推進(jìn)氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，強化標(biāo)準(zhǔn)對技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用。2020年4月，工信部發(fā)布《2020年新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點》，明確提出要推動研制燃料電池等重點標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。2020年6月2日，國家市場監(jiān)督管理總局正式發(fā)布GB/T 38914-2020《車用質(zhì)子交換膜燃料電池堆使用壽命測試評價方法》、GB/T 28816-2020《燃料電池術(shù)語》和GB/T 38954-2020《無人機用氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)》三項燃料電池國家標(biāo)準(zhǔn)。2020年6月12日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了關(guān)于國家標(biāo)準(zhǔn)《加氫站技術(shù)規(guī)范（局部修訂條文征求意見稿）》和《汽車加油加氣加氫站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》公開征求意見的通知，并于2020年年底完成了報批評審工作。此外，中國氫能聯(lián)盟還發(fā)布了全球首個“綠氫”團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，采用生命周期評價方法建立了低碳?xì)?、清潔氫和可再生氫的量化?biāo)準(zhǔn)及評價體系。
四、技術(shù)進(jìn)步成效顯著，核心產(chǎn)品成本下降超預(yù)期
制儲運等環(huán)節(jié)技術(shù)進(jìn)步顯著，共同構(gòu)建安全、高效、經(jīng)濟(jì)氫能供應(yīng)鏈。制氫方面，我國堿性電解槽技術(shù)領(lǐng)跑國際先進(jìn)水平，電解槽成本已下降至7000元/kW左右，僅為發(fā)達(dá)國家的一半甚至更低；質(zhì)子交換膜電解槽技術(shù)實現(xiàn)了“從無到有”，單槽功率達(dá)到兆瓦級，但催化劑、質(zhì)子交換膜等技術(shù)比較落后、成本較高。車載儲氫容器方面，我國三型瓶技術(shù)成熟已實現(xiàn)全國產(chǎn)化，四型瓶初步具備量產(chǎn)水平，但由于碳纖維等關(guān)鍵材料大部分依賴進(jìn)口，儲氫瓶成本高于國外同類產(chǎn)品。儲運方面，我國仍以20MPa壓縮氫氣運輸為主，45MPa（含以上）固定儲氫瓶組性能有待實踐驗證；液氫項目加速落地，中石化巴陵石油化工有限公司和湖南核電有限公司共同投資11億元建設(shè)國內(nèi)首座液氫工廠，鴻達(dá)興業(yè)生產(chǎn)的液氫已完成首次國內(nèi)長距離運輸，中科富海實現(xiàn)了我國大型氫液化設(shè)備的首次出口等。
雖然燃料電池成本下降超預(yù)期，“千元千瓦”目標(biāo)指日可待，但“卡脖子”問題仍然存在。2020年，我國燃料電池電堆與系統(tǒng)集成水平大幅提升，并向高功率、高集成、低成本方向發(fā)展。多家燃料電池生產(chǎn)企業(yè)推出了100kW及以上的電堆與系統(tǒng)，有力回應(yīng)了“功率低、適用場景有限”等質(zhì)疑。同時，燃料電池成本也在快速下降，廣東國鴻等燃料電池電堆企業(yè)相繼發(fā)布新產(chǎn)品，電堆價格最低下探至2000元/kW以內(nèi)，“千元千瓦”目標(biāo)指日可待。在核心零部件方面，膜電極、空壓機、雙極板等國產(chǎn)化進(jìn)展迅速，正快速縮小與國際先進(jìn)水平的差距，2020年成本同比降幅達(dá)30%以上。據(jù)統(tǒng)計，與2015年相比，2020年燃料電池電堆性能大幅提升，其中，電堆功率提升37%，石墨板及金屬板電堆功率密度分別提升47%、50%，石墨板及金屬板電堆壽命分別增長300%、67%，系統(tǒng)集成能力大幅增強。但值得注意的是，關(guān)鍵材料技術(shù)對外依存度仍然較大，質(zhì)子交換膜和氣體擴散層產(chǎn)業(yè)化仍未取得實質(zhì)性突破，催化劑、氫氣循環(huán)泵雖然已實現(xiàn)量產(chǎn)，但性能指標(biāo)及穩(wěn)定性仍不及進(jìn)口產(chǎn)品。
五、央企入局并持續(xù)發(fā)力，鞏固和引領(lǐng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2020年，央企加速入局氫能產(chǎn)業(yè)并持續(xù)發(fā)力，成為推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。在我國提出“2030碳達(dá)峰”及“2060碳中和”目標(biāo)的背景下，大型央企，尤其是能源企業(yè)面臨著低碳轉(zhuǎn)型的迫切需求，氫能則是其轉(zhuǎn)型的重要方向之一。當(dāng)前，我國涉足氫能的央企主要有能源企業(yè)、能源裝備制造企業(yè)、鋼鐵企業(yè)、汽車企業(yè)等。2020年，企業(yè)加速推進(jìn)其氫能業(yè)務(wù)布局，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
一是加大與產(chǎn)業(yè)先發(fā)地區(qū)的氫能戰(zhàn)略合作。2020年，國家及各地方政府涉氫產(chǎn)業(yè)支持政策頻出，我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展前夜，央企加快氫能產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)布局，積極與珠三角、長三角、京津冀等產(chǎn)業(yè)先發(fā)地區(qū)展開戰(zhàn)略合作，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。例如國電投與北京市簽署協(xié)議，圍繞氫能應(yīng)用、綠電進(jìn)京、能源創(chuàng)新等展開戰(zhàn)略合作；中石化廣東與廣州黃埔區(qū)、廣州開發(fā)區(qū)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，規(guī)劃新建20座以上的加氫、加油、充電、非油、光伏發(fā)電等“五位一體”綜合能源銷售站；一汽解放與佛山合作，在佛山高明區(qū)建設(shè)一汽解放南方新能源基地，主要聚焦燃料電池商用車的研發(fā)生產(chǎn)。
二是強化與氫能產(chǎn)業(yè)鏈頭部企業(yè)的戰(zhàn)略合作。近年來，央企依托其自身技術(shù)及資源優(yōu)勢，積極布局氫能產(chǎn)業(yè)，已形成了技術(shù)積累及產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2020年，央企氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出與國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)鏈頭部企業(yè)合作的發(fā)展態(tài)勢，提升研發(fā)創(chuàng)新能力，拓寬業(yè)務(wù)范圍，全力營造產(chǎn)業(yè)生態(tài)，向產(chǎn)業(yè)落地和市場開拓。以寶武集團(tuán)為例，2020年，寶武集團(tuán)積極推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，與重塑科技等民營企業(yè)開展氫能戰(zhàn)略合作，并已成功運營10輛氫燃料電池半掛牽引車。
三是推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，拓寬氫能終端應(yīng)用領(lǐng)域。2020年，央企加快布局氫能基礎(chǔ)設(shè)施。例如中石化具備豐富的副產(chǎn)氫資源、齊全的終端能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，在加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。據(jù)報道，截至2020年底，中石化已經(jīng)在北京、廣東、上海等地建成9000kg/d的高純氫供應(yīng)能力，正在布局可再生能源制氫項目；已建成10座油氫混合加氫站，其中9座已正式運營。與此同時，央企還積極拓寬氫能應(yīng)用領(lǐng)域，其中，國家能源集團(tuán)自主研發(fā)的首套20kW固體氧化物燃料電池（SOFC）發(fā)電系統(tǒng)試車成功；寶武集團(tuán)打造氫能供應(yīng)鏈的同時，將探索發(fā)展氫冶金。
六、2021 年我國氫能發(fā)展展望及建議
2021年，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展或?qū)聪隆翱爝M(jìn)鍵”。隨著國家重點研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”重點專項的實施，氫能綠色制取、安全致密儲輸和高效利用等關(guān)鍵技術(shù)將取得突破，產(chǎn)業(yè)自主可控程度有望提升；在應(yīng)用方面，隨著氫燃料電池汽車示范城市建設(shè)工作的啟動，將有望帶動燃料電池汽車推廣走出頹勢，同時，氫能在化工、鋼鐵等“難以減排領(lǐng)域”的應(yīng)用，也有望得到更多重視和發(fā)展。為更好地推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提出以下四方面建議：
首先，圍繞“碳中和”目標(biāo)制定出臺氫能發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。2020年我國已向全球做出2030年前“碳達(dá)峰”和2060年前“碳中和”莊嚴(yán)承諾，彰顯了構(gòu)建“人類命運共同體”的大國擔(dān)當(dāng)。作為全球最大的發(fā)展中國家和工業(yè)化國家，我國實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)難度更大、時間更短、挑戰(zhàn)更多。氫能具有的清潔、低碳、靈活等特點，能夠成為“難以減排領(lǐng)域”深度脫碳的重要解決方案，建議在“碳中和”戰(zhàn)略的制定過程中予以高度重視。同時，氫能發(fā)展戰(zhàn)略也應(yīng)緊緊圍繞“碳中和”目標(biāo)來制定，確保氫能與現(xiàn)有能源體系更好融合、相互促進(jìn)、共同發(fā)展。
第二，加強國企與民企合作，共同打通氫能供應(yīng)鏈。我國氫能產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出國企和民企共同參與的局面。由于氫能產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，存在技術(shù)不確定性較大、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后、社會認(rèn)知不充分等問題，需要國企和民企各盡所長，共同打通氫能供應(yīng)鏈。建議國企側(cè)重氫能供應(yīng)鏈中上游，即氫能資源開發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等環(huán)節(jié)，為氫能“降成本”、提供基礎(chǔ)性公共服務(wù)等；民企側(cè)重氫能供應(yīng)鏈下游，即技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵材料設(shè)備制造等，特別是及時響應(yīng)國內(nèi)外市場變化，與時俱進(jìn)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)路線。
第三，因地制宜、分型分策推進(jìn)氫能綜合示范區(qū)建設(shè)。近幾年，盡管全球很多國家對此都開展了積極探索，但尚未形成“放之四海而皆準(zhǔn)”的發(fā)展模式。建議各地區(qū)、行業(yè)立足于氫能產(chǎn)業(yè)格局和當(dāng)?shù)貙嶋H情況，綜合考慮資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、現(xiàn)實訴求等因素，選擇有代表性的地區(qū)、有所側(cè)重進(jìn)行示范，加快技術(shù)攻關(guān)、提升制造水平、創(chuàng)新體制機制，與燃料電池汽車示范政策形成互補、互促，共同探索氫能在我國的發(fā)展路徑、技術(shù)路線和商業(yè)模式，為氫能大規(guī)模融入能源生產(chǎn)和消費體系，提供經(jīng)驗借鑒。
第四，積極開展國際合作交流，樹立氫能發(fā)展“中國模式”。在積極應(yīng)對氣候變化、加快推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的背景下，我國已成為全球最活躍的新能源市場，氫能產(chǎn)業(yè)更是已開始吸引全球頭部企業(yè)和高端人才團(tuán)隊集聚。未來，應(yīng)以可再生能源資源優(yōu)勢、巨大的終端應(yīng)用市場空間為依托，更加積極地開展國際技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和貿(mào)易合作，帶動我國氫能技術(shù)快速提升，提高在國際氫能產(chǎn)業(yè)圈的影響力，保持在全球氫能產(chǎn)業(yè)的“第一梯隊”。
原標(biāo)題:2020國內(nèi)外氫能發(fā)展形勢回顧與2021展望
