任重而道远！如何厚植氢能新质生产力？
发布日期：2024/5/10
2024年政府工作报告将“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力”列为政府工作任务之首，并首次提出加快前沿新兴氢能等产业发展。
3月26日，2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会（以下简称2024中国氢能展）在京开幕。在同期举办的国际氢能技术创新合作论坛、绿氢技术与氢电协同发展论坛上，围绕“厚植氢能新质生产力，培育绿色发展新动能”，专家学者们开展了深入探讨。
同在阳春三月，2024中国氢能展更像是行业对于政府决策如何精准落实的热切回应。
氢能是加快新质生产力建设的重要方向
一个共识是，氢能在推动新质生产力发展方面，发挥着举足轻重的作用。
“氢能是推动‘四个革命、一个合作’能源安全新战略的重要抓手，是加快新质生产力建设的重要方向。”中国氢能联盟秘书长、国家能源集团氢能事业部主任刘玮表示。
中国电力科学研究院有限公司技术战略研究中心室主任康建东指出，国际上主要国家纷纷把氢能作为促进能源转型、保障能源安全和推动工业脱碳的重要手段，我国发展氢能是促进新能源消纳利用、实现“双碳”目标的重要举措。
在海德氢能源科技（江苏）有限公司副总经理胡骏明看来，氢能作为新质生产力的代表，将推动全社会的碳减排与能源转型。
在供给侧，氢能将加速可再生能源转型；在消费侧，氢能将促进工业领域脱碳；此外，‘氢—电’能源体系的构建将有效实现国家能源供给自主，保障能源安全。”胡骏明解释。
氢能发展的动力也伴随着更多的关注与日俱增。
中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高透露：“中国在氢能核心关键技术如燃料电池和电解槽方面已经取得了重大的技术突破。”
“各级政府均在研究支持氢能产业高质量发展的指导意见，清洁低碳氢能创新应用工程和燃料电池汽车示范应用城市群建设进入了关键阶段。可再生能源制氢大基地建设、氢能高速、海洋氢能等创新应用工程加快推进，全产业链关键技术攻关及装备自主化持续深入，氢能企业融资及上市步伐加快，中外双边多边氢能合作日趋频繁。”中国氢能联盟理事长，国家能源集团党组书记、董事长刘国跃在中国氢能联盟第一届理事会第六次理事会议上总结称。
记者在2024中国氢能展上看到，国家能源集团“氢能创新服务链”专区亮点频频。
中国氢能联盟研究院副总经理刘聪敏告诉记者，这是以国家能源氢储运创新平台、我国氢能领域首台（套）装备等为代表的一批凸显国家能源集团加速氢能产业发展的核心装备首次公开集中展示。
国家能源集团积极响应中国氢能联盟号召，持续以国家级创新平台建设为牵引，以产融结合为特色，加大氢能战略性新兴产业培育孵化，锻造氢能创新服务链和科创集群，构建“绿色氢能产业链”和“氢能创新服务链”体系。
此次展示，正是“氢能创新服务链”积极抢占国际氢能产业技术高地的一次集中呈现，彰显出中国氢能产业的快速发展的科技创新实力和前沿新兴动能。
——氢气品质移动检测车填补全球在氢气品质移动、快速检测领域的技术装备空白；
——一体化移动式燃料电池用氢质量分析仪入选国家能源局第三批能源领域首台（套）重大技术装备（项目）名单，是全球首台满足ISO 14687-2019和GB/T 37244-2018中13项杂质的氢气品质移动快速检测系统；
——5兆瓦碱性电解水制氢系统一体化测试平台填补全球规模化碱性电解水制氢系统测试台架空白，后期将布局在国内首个氢能关键装备检测实证基地；
——一站式海上绿色氢醇氨生产作业系统作为海洋能源岛概念平台，是解决深远海海上风电等绿色能源500兆瓦—1000兆瓦规模，离岸远、并网成本高等难题的有效途径。
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刘聪敏介绍，“氢能创新服务链”作为氢能创新集群，研发投入超20亿元，包括国家能源氢储运创新平台等3个国家级氢能专项平台、绿色氢能关键装备检测实证基地等3个国家级氢能基地、“氢能领跑者行动”为重点的51项国际国内氢能标准、一体化移动式燃料电池用氢质量分析仪等4项国家能源局首台（套）重大技术装备（含在申报）、10项国家氢能重点研发项目等，联合130余家研发合作单位，原创技术策源地正在加速建设。
另据记者了解，为推动我国氢储运关键技术和产业链自主化，2023年4月，国家能源局发布了“十四五”第一批“赛马争先”国家能源研发创新平台认定名单。国家能源氢储运创新平台由国家能源集团国华投资公司（氢能公司）获批牵头建设，参建单位包括中国氢能联盟研究院、嘉庚创新实验室、北京低碳清洁能源研究院、中国科学院理化技术研究所、同济大学等共12家国企和权威科研院所，聚焦“大规模、高密度、低能耗和高安全”储运关键技术研发，实施“三链引领，两线突破”研发战略，即以气氢、液氢和氢基绿色燃料储运加三链条的关键技术研发为引领，突破安全与检测、数字化与智能化两条主线的全方位保障技术，面向能源安全和碳中和能源转型两大国家战略需求，致力于打造全球先进储运技术创新高地。
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“国家能源氢储运创新平台建成后将有力推动我国氢储运关键技术的自主化和产业链自控，掌握国际氢能话语权，实现我国氢能技术从‘跟跑’向‘领跑’的跨越。”刘聪敏说。
谈及氢储运，中国科学院理化技术研究所首席科学家谢秀娟指出：“氢能是唯一同时用于交通、储能、发电、分布式冷热电联供和工业生产制造等领域的能源。当氢能大规模应用时，储氢密度是关键性经济指标之一。液氢储运运量更大、充装更快、占地更小，是面对未来更大加氢需求下的更优选择。”
展望未来，康建东认为：“全球范围内，氢能产业链已初步实现商业化，预计5—10年内将迎来产业爆发。”
“未来几年，随着科技创新不断为氢能产业赋能，氢能应用场景不断涌现，氢能的投融资热度会持续增长，产业发展态势将持续向好。”商务部投资促进事务局副局长李勇表示。
「氢洲」打造世界级绿氢生态创新区
2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察调研时首次提出要整合科技创新资源，引领发展战略性新兴产业和未来产业，加快形成新质生产力。今年全国两会期间，习近平总书记参加江苏代表团审议时强调，要牢牢把握高质量发展这个首要任务，因地制宜发展新质生产力。
“总书记的系列重要论述深化了对生产力发展规律的认识，为开辟发展新领域、新赛道塑造发展新动能新优势提供了科学指引。氢能作为能源领域新质生产力的典型代表，正迎来重大发展机遇。”刘国跃表示。
刘国跃强调，在看到机遇的同时也不能忽视氢能产业发展存在的风险挑战。
从国际看，全球在绿氢及其衍生物关键技术装备等领域的标准尚不统一，制约全球氢能发展。美国、欧洲等区域加快税收减免项目补贴，装备制造本地化等政策争夺国际市场话语权，全球竞合面临新的挑战。
“按照国际能源署的预测，10%的可再生能源必须通过长周期储能来解决。到2060年，中国1.5万亿千瓦时电能需要由氢储存，这是非常广阔的前景。”欧阳明高预计，未来燃煤发电会逐步变成燃氢发电，2030年绿氢规模将达500万吨到1000万吨。
在欧阳明高看来，对于氢能，已经认知的价值是战略价值，由此催生了氢能热。“如何把战略价值变成商业价值？这中间核心是氢能的性价比。我们要以绿氢低成本为源头，以多元化大规模商业化应用为拉动，带动绿氢全产业链发展。”
刘玮在国际氢能技术创新合作论坛上说，经过长期的产业观察发现，制备成本高、应用场景单一、科技创新不足、产业生态不健全是当前国内外绿色氢能示范项目的优化方向。
坚持问题导向，鄂尔多斯世界级绿氢生态创新区——“氢洲”项目应运而生，并于2024中国氢能展上正式发布。
缘何选址鄂尔多斯？刘玮解释，主要基于政策基础、资源基础、场景基础三方面的考虑。“一是鄂尔多斯市拥有目前国内在氢能产业发展当中最好的政策基础；二是鄂尔多斯作为我国重要的综合能源基地，具有丰富的风光资源，风电、光伏技术总可开发量约为1.4亿千瓦；三是鄂尔多斯煤炭、石化产业底蕴深厚，具备氢能交通、化工脱碳、煤炭清洁利用、集中式热电联供等多元化绿氢消纳场景。”
欧阳明高也颇为赞同：“鄂尔多斯的风光条件和氢能应用场景是全国无所比拟的，所以我们会把氢能发展的重心全部转移到鄂尔多斯。”
据悉，欧阳明高院士团队已与中国氢能联盟在“氢洲”项目上达成合作。
刘玮介绍，作为规模化、一体化、生态化、市场化绿氢项目落地解决方案，“氢洲”项目以建设鄂尔多斯世界级绿氢生态创新区为目标，依托鄂尔多斯丰富资源基础，发挥国家能源集团多元应用场景优势、中国氢能联盟生态优势以及氢能关键技术创新优势，落地清洁能源供应场景、创新氢储运场景、多元化应用场景和产业服务生态场景。
“氢洲”项目在产业建设方面，将打造全球领先的可再生能源制氢大基地，以规模化引领氢能产业发展，最终实现绿氢产能每天超700吨；在生态协作方面，落地我国首个绿色氢能关键装备检测实证基地，服务技术装备创新孵化，辅以数字化平台、产业基金引导供应链产业链高质量发展；在科技引领方面，打造全球首个以氢能为内核的科技创新示范基地，以全新系统范式牵引氢能领域基础创新和体系创新；在国际合作方面，与联合国开发计划署（UNDP）、中国国际经济技术交流中心联合推动绿色氢能可持续发展示范，持续输出国际影响力。
“作为标杆示范引领，‘氢洲’项目致力打造成本标杆、储运标杆、规模标杆、场景标杆。”刘玮说，“以成本标杆为例，目标是实现绿氢成本降至16元/公斤的水平。”
另据了解，中国氢能联盟携手UNDP开展了可再生能源氢综合应用示范，在典型城市开展清洁氢认证和减碳资产的开发，推动绿氢成本降低。
值得一提的是，“氢洲”项目还聚焦打造国家西氢东送核心节点。
康建东认为，基于我国区域间氢能能流模拟分析，结合电力、氢能输送经济性特点，远距离、大规模输送场景下，高压输电代替输氢的经济性更好。因地制宜采用直接输氢与高压输电相结合的多元化输送方式，通过绿氢基础设施和电网通道建设协同发展，能够充分发挥输电技术成熟、经济性好的优势和储氢大规模长周期的能源储存功能，提高能源配置的灵活性和可靠性，实现绿氢优化配置。
“氢洲”项目还有更长的路要走。刘玮透露，计划在青海、甘肃、新疆等同类型地区复制推广“氢洲”项目，后续依托“一带一路”国际合作在全球范围内落地，为我国万亿产值规模氢能产业集群建设提供有力支撑。
氢电协同助力建设新型能源体系
“2024年政府工作报告进一步强调深入推进能源革命，加快建设新型能源体系。”中电联首席专家、氢能分会秘书长蒋敏华指出，通过可再生能源与电解制氢技术的结合，推动氢电协同发展正逐步成为我国打造新型电力系统、助力新型能源体系建设的重要途径。
“我们未来新型电力系统最核心的就是储能，随着可再生能源的不断增长，储能的需求越来越大。”欧阳明高强调，“而储能分为发电侧、电网侧和用户侧，按时间周期分成长周期、中周期、短周期，按照规模又分为大规模、中规模、小规模，我们在长周期大规模的储能方面主要靠氢储能，包括集中式氢储能。”
国网能源研究院有限公司能源互联网研究所所长代红才分析称，随着能源技术的不断发展，电能和氢能作为具有广泛应用前景的清洁二次能源，逐步经历了技术萌芽阶段、独立发展阶段和协同推进阶段。在新型能源体系中，氢电协同发展有望破解新能源大规模发展后的系统灵活调节、新能源消纳以及能源安全保供问题，电能与氢能将以更强的耦合关系存在。
“绿电是绿氢的基础和保障，绿氢是助力绿电消纳利用的重要灵活性资源。”代红才如是阐述绿电与绿氢的关系，“电力系统的‘发输配用’与氢能系统的‘制储输用’全面耦合，可实现电力系统与氢能系统在多维度、多层次上的互利共赢。”
代红才同时补充，经测算，氢电协同在加速低碳转型、保障系统安全、提升经济效益等方面具备价值潜力。
“以提升经济效益价值为例。从电力系统来看，氢电协同丰富了灵活性资源选项，可实现对其他灵活性资源投资的部分优化替代，降低整体系统建设成本。从绿氢项目来看，通过将设备的调节价值转化为经济价值，可有效提升项目经济性。从国民经济来看，氢电协同将有效拉动新兴产业投资，为培育和发展新质生产力贡献力量。”代红才解释道。
刘玮说，从全球的氢能产业发展来看，绿氢已步入重要的战略机遇期。“但也要看到氢能产业和氢电协同方面仍处于发展初期，在关键技术和相关的商业模式上都存在短板和弱项。”
“当前，氢能在电力系统的应用处于产业导入期，未来发展将是一个长期的过程，但具有广阔的发展前景。”康建东分析，受技术、经济性等因素影响，氢能在电力系统中尚未具备大规模推广的条件，建议示范先行，随着技术进步与产业成熟逐步推广、有序发展。
对此，康建东呼吁，一是强化顶层设计，推进电氢协同。建议氢能布局与新型电力系统建设规划相衔接，明确氢能在新型电力系统应用发展的路线图，开展激励政策设计，进行应用引导和优化补贴。
二是加强产学研用协同，开展跨行业、跨学科联合攻关。培育电氢耦合联合科研创新团队，建设技术创新联合体，突破关键核心技术，产学研用全方位入手推动电氢耦合产业发展。
三是建立健全标准体系，引领电氢产业高质量发展。围绕产业发展需求，积极推进团体、行业标准及国家标准的制定，开展标准验证，促进工程标准化建设和规范化管理。
四是打造典型示范工程，推动电氢产业规模化发展。围绕绿氢生产基地，建设国家级风光氢储试验示范工程，开展氢能多类技术路线验证；在大规模新能源汇集、负荷密集接入、调峰调频困难等关键电网节点，探索布局氢储能电站，参与电网灵活性调节；在国家氢燃料电池车示范城市，尤其是重卡、物流车辆需求密集区，因地制宜建设分布式电制氢加氢站综合能源服务站。加强商业模式创新，打造电氢耦合精品示范工程。
代红才也坦言，从当前产业探索和示范项目来看，氢电协同发展仍面临项目经济性较差，认证体系与技术标准不健全，部分关键技术有待突破，尚未实现氢、电基础设施协同规划等关键问题，制约了协同效应的充分发挥。
代红才建议，应以激发绿氢需求、完善融资财税激励机制、健全认证及相关技术安全标准、加强关键技术研发投入为关键着力点，构建推动氢电协同发展的政策体系。
同时，完善相关价格与市场机制，助力绿氢项目绿色价值与调节作用的充分发挥。“在碳市场方面，设灰氢项目碳排放量标准，引导绿氢项目碳减排量进入碳市场，助力绿氢的绿色价值转化为经济价值。在电力市场方面，推动形成可充分反映不同时、空电力价值差异的电能量价格信号，形成合理的价差空间，逐步扩大辅助服务市场规模，促进绿氢项目的调节价值转化为经济价值。”代红才说。
“未来随着风光新能源发电量占比不断攀升，预计风光新能源发电量占比超过50％时，氢储能电站作为大规模长周期跨季节储能方式，其作用和优势将会进一步凸显。”康建东判断。
来源：氢能联盟CHA
