2022年全球氫能源產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望

來源：絲路印象 2024-07-19 17:34:01 瀏覽：1370 收藏

1、氫能簡介

1.1 氫能源介紹

氫能是一種清潔、零碳的二次能源，具有能量密度大、獲取方式多樣、制取和使用過程清潔、應(yīng)用場景多樣等特點(diǎn)，作為未來潔凈的能源載體，氫能被認(rèn)為是最有希望取代傳統(tǒng)的化石燃料的能源載體，被眾多科學(xué)家視為“21世紀(jì)終極能源”。

氫有以下特點(diǎn)：

1)氫元素是自然界中含量最高的元素，據(jù)估計(jì)占宇宙質(zhì)量的75%；

2)除核燃料外，氫的熱值是燃料中最高的，大約為142kJ/kg，是汽油的3倍；

3)氫氣屬于易燃物，點(diǎn)燃快，可燃范圍廣，且燃點(diǎn)高，燃燒速度快；

4)氫氣本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，燃燒產(chǎn)物只有水和少量氨氣，且氨氣經(jīng)過處理也不會對環(huán)境造成污染，同時燃燒生成的水還可以制氫，反復(fù)循環(huán)；

5)氫的使用方式多樣，不僅可以直接燃燒產(chǎn)生熱能，在蒸汽動力裝置中產(chǎn)生機(jī)械功，還可以當(dāng)作燃料用于燃料電池，或者轉(zhuǎn)換為固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。用氫能代替煤和石油等化石能源，不需要對目前的技術(shù)裝備進(jìn)行重大改造，在現(xiàn)有的熱力發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上，略微改造即可使用；

6)氫能的存儲狀態(tài)可以是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)，可以適用于不同要求下的儲存和運(yùn)輸以及使用。

1.2 氫能源產(chǎn)業(yè)鏈

氫能的利用從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，主要包括上游氫氣制備、中游氫能的儲存及運(yùn)輸和下游發(fā)電、供熱、燃料電池及燃料電池汽車等應(yīng)用(見圖1)。

圖1 氫能產(chǎn)業(yè)鏈

圖1 氫能產(chǎn)業(yè)鏈

氫氣的制備是通過外界作用，在合適的條件下，將自然界中含氫化合物中的氫元素轉(zhuǎn)化為氫氣的過程，制氫方式如圖2所示。

圖2 制氫方式

圖2 制氫方式

制備氫氣可以使用不同的原料，根據(jù)原料的不同，制氫方法可以分為非可再生制氫和可再生制氫，非可再生制氫是使用石化資源制氫，可再生制氫主要是使用水等可再生資源制氫?，F(xiàn)階段，制氫的手段多樣，制氫的方法較為成熟，可以從不同的資源中制取氫氣，但不同的制氫技術(shù)其成本和優(yōu)劣性均不相同。目前，按照制氫的技術(shù)路線不同，制氫方法可以分為5種：工業(yè)尾氣副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫、石化資源制氫及新型制氫方法等。在全球范圍內(nèi)，目前制氫原料大部分來源于石化資源(48%來源于天然氣，30%來源于醇類，18%來源于焦?fàn)t煤氣)，只有大約4%來源于水。電解氫不僅可以由可再生能源產(chǎn)生，充當(dāng)能量載體/載體，還可以作為儲能介質(zhì)，而且還可以克服典型可再生能源的間歇性。

氫儲運(yùn)方面，氫氣是一種優(yōu)良的儲能介質(zhì)，氫能源產(chǎn)業(yè)對氫能存儲系統(tǒng)的要求主要在于保證安全、儲存容量大、儲氫成本低、存取方便，從目前主要技術(shù)看，有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液體儲氫和儲氫材料儲氫等。與存儲方式相對應(yīng)，氫能的運(yùn)輸方式也有3種，根據(jù)氫能狀態(tài)的不同，氫能的運(yùn)輸方式有氣態(tài)輸送、液態(tài)輸送以及固態(tài)輸送，由于技術(shù)和成本問題，目前主要使用氣態(tài)輸送和液態(tài)輸送2種方式。選擇何種運(yùn)輸方式，主要考慮運(yùn)輸過程的能量效率、氫的運(yùn)輸量、運(yùn)輸過程氫的損耗和運(yùn)輸里程。氫能儲運(yùn)示意如圖3所示。

圖3 氫能儲運(yùn)

圖3 氫能儲運(yùn)

氫能的利用方面，目前主要以工業(yè)應(yīng)用為主，氫氣的主要工業(yè)用途分別是：煉油(33％)、合成氨(27％)、合成甲醇(11％)和通過直接還原鐵礦石生產(chǎn)的鋼鐵(3％)。氫氣的另一個重要應(yīng)用就是作為清潔能源通過氫氧燃料電池發(fā)電，不僅可以為電網(wǎng)供電，還是理想的移動電源。氫燃料電池是氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，在我國新能源汽車戰(zhàn)略布局中，氫燃料電池汽車屬于重要組成部分，同時，氫燃料電池汽車也是推廣氫燃料電池的重要領(lǐng)域。氫能主要應(yīng)用場景如圖4所示。

圖4 氫能主要應(yīng)用場景

圖4 氫能主要應(yīng)用場景

2、國外氫能產(chǎn)業(yè)及政策現(xiàn)狀

2.1 美國氫能現(xiàn)狀

2.1.1 美國氫能產(chǎn)業(yè)布局概況

為了確保在新興技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，美國十分重視氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游的相關(guān)技術(shù)培育，涉及氫氣的生產(chǎn)、儲運(yùn)、燃料電池制造、燃料電池汽車以及加氫站基礎(chǔ)設(shè)施等。美國在氫能領(lǐng)域擁有大量專利，僅次于日本，其專利大部分是關(guān)于質(zhì)子交換膜燃料電池、燃料電池系統(tǒng)和車載儲氫3個領(lǐng)域。美國在氫燃料電池汽車市場、加氫站利用率等方面處于全球領(lǐng)先水平。

2.1.2 美國氫能示范工程開展情況

目前美國政府及各州政府均有氫能應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)及相關(guān)示范利用，典型試點(diǎn)包括加州蘭開斯特項(xiàng)目和H2@Scale綜合示范項(xiàng)目等。美國加州蘭開斯特項(xiàng)目是由國際能源公司SGH2在蘭開斯特建設(shè)的世界上最大的綠色氫生產(chǎn)設(shè)施。SGH2蘭開斯特工廠利用回收的混合廢紙生產(chǎn)“比綠色更環(huán)?！钡臍?，每天生產(chǎn)11000kg綠色氫，每年生產(chǎn)380萬kg氫氣。H2@Scale綜合示范項(xiàng)目是美國能源部牽頭的氫能研究和開發(fā)項(xiàng)目的提案。該提案旨在通過投資與美國能源部國家實(shí)驗(yàn)室的合作研究開發(fā)協(xié)議項(xiàng)目來增加工業(yè)界和利益相關(guān)者的參與，研發(fā)可負(fù)擔(dān)得起的氫氣生產(chǎn)、儲存、分配和使用技術(shù)。

2.1.3 美國氫能發(fā)展政策

美國各屆政府也不斷提出氫能與燃料電池相關(guān)政策，支持其氫能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，20世紀(jì)70年代，受能源危機(jī)的影響提出了“氫經(jīng)濟(jì)”概念，并成立了國際氫能組織，20世紀(jì)90年代開始逐漸重視氫能與燃料電池技術(shù)，出臺了《氫能前景法案》等支持政策，21世紀(jì)初出臺了《能源政策法》并將氫能源納入國家能源戰(zhàn)略體系之中，提出《國家氫能發(fā)展路線圖》，系統(tǒng)地推進(jìn)氫能技術(shù)研發(fā)和示范。目前，美國氫燃料電池車保有量全球第一，加州政府注重燃料電池消費(fèi)市場的培育，持續(xù)給予多項(xiàng)政策支持，已成為全球燃料電池車推廣最為成熟的地區(qū)。

2.1.4 美國氫能發(fā)展分析

美國氫能技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈完善，氫能已上升到國家戰(zhàn)略層面，政策持續(xù)支持對氫能和燃料電池技術(shù)的研發(fā)，并持續(xù)加快加氫站建設(shè)。

2.2 歐洲氫能現(xiàn)狀

2.2.1 歐洲氫能產(chǎn)業(yè)布局概況

歐盟將氫能作為能源安全和能源轉(zhuǎn)型的重要保障，積極利用自身優(yōu)勢，加快氫能商業(yè)化進(jìn)程。歐盟在發(fā)展氫能方面有自身優(yōu)勢，一方面，風(fēng)力和光伏發(fā)電發(fā)展快速，可以長期為綠氫的生產(chǎn)提供便利條件；另一方面，歐盟擁有較為完善的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，通過擴(kuò)建可為氫能的運(yùn)輸提供支持?；谧陨韮?yōu)勢，歐盟在制氫、儲運(yùn)氫、氫利用和燃料電池等領(lǐng)域均取得了豐碩成果，并形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，目前正積極進(jìn)行商業(yè)化探索。歐盟利用氫能助力低碳能源轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)到2050年，歐盟氫能發(fā)電總量能夠達(dá)到2250太瓦時，占?xì)W盟能源需求總量的1/4，氫能生產(chǎn)及相關(guān)設(shè)備的產(chǎn)值將達(dá)到8200億歐元，整個氫能行業(yè)可提供540萬個高技能就業(yè)崗位，歐盟碳排放量將減少約5.6億噸。

2.2.2 歐洲氫能示范工程開展情況

目前，歐盟已部署了一定的氫能項(xiàng)目示范，重點(diǎn)項(xiàng)目包括德國H2MOBILITY加氫站計(jì)劃、西班牙Gas Natural Fenosa公司電轉(zhuǎn)氣示范項(xiàng)目等。德國H2MOBILITY加氫站計(jì)劃由H2MOBILITY聯(lián)盟于2016年發(fā)布，預(yù)計(jì)2023年之前在德國建設(shè)400座加氫站，建立一個全國范圍的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，推動氫能行業(yè)的發(fā)展。西班牙Gas Natural Fenosa公司電轉(zhuǎn)氣示范項(xiàng)目于2018年6月在巴塞羅那附近開始，該項(xiàng)目是一個污水處理廠的配套設(shè)施，其生產(chǎn)的氫氣與污水處理廠的二氧化碳用于合成甲烷，然后注入天然氣管網(wǎng)，供相關(guān)終端使用。

圖5 電氫耦合系統(tǒng)

圖5 電氫耦合系統(tǒng)

2.2.3 歐洲氫能發(fā)展政策

歐盟一直致力于清潔能源的發(fā)展，近年來已逐步明確氫能發(fā)展路線。2019年，歐洲燃料電池和氫能聯(lián)合組織主導(dǎo)發(fā)布了《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展路徑》報(bào)告，指出大規(guī)模發(fā)展氫能是歐盟實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的必由之路。2020年，歐盟委員會正式發(fā)布了《氣候中性的歐洲氫能戰(zhàn)略》政策文件，宣布建立歐盟氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。德國作為最早布局氫能和燃料電池發(fā)展的歐洲國家，2020年發(fā)布具有里程碑意義的《德國國家氫能戰(zhàn)略》，確認(rèn)只有以可再生能源為基礎(chǔ)的氫氣(綠氫)才能維持能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展，明確了“綠氫”的優(yōu)先地位。

2.2.4 歐洲氫能發(fā)展分析

歐盟發(fā)展氫能主要依托可再生能源大規(guī)模發(fā)展和完善的天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施，推動綠氫生產(chǎn)、氫能儲運(yùn)體系構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)氫能在交通、工業(yè)、建筑領(lǐng)域的能源深度脫碳化發(fā)展，支撐歐洲能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)綠色低碳發(fā)展。

2.3 日本、韓國氫能現(xiàn)狀

2.3.1 日本、韓國氫能產(chǎn)業(yè)布局概況

日本、韓國受限于資源和能源匱乏問題，均將氫能上升至國家戰(zhàn)略高度并提出了氫能發(fā)展路線，大力發(fā)展氫能相關(guān)技術(shù)，政策導(dǎo)向明確，內(nèi)容逐步細(xì)化完善。已在全國范圍內(nèi)開展了多項(xiàng)氫能項(xiàng)目試點(diǎn)，其燃料電池在商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)布局著重發(fā)展家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供應(yīng)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)用/產(chǎn)業(yè)用燃料電池以及燃料電池車。

2.3.2 日本、韓國氫能示范工程開展情況

目前日本政府和韓國政府均有氫能應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)及相關(guān)示范利用，典型試點(diǎn)包括日本的北九州氫能社區(qū)和韓國的氫能經(jīng)濟(jì)候選城市建設(shè)等。日本的北九州氫能社區(qū)是世界上第一個氫能示范社區(qū)，該項(xiàng)目的目的是檢測從附近一家工廠向住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)以及公共設(shè)施提供氫能的狀況。2019年12月，韓國國土交通省宣布，將安山、蔚山、萬州和全州選為“氫能經(jīng)濟(jì)候選城市”，另外，三陟市被選定為專門研究和開發(fā)(R&D)氫技術(shù)的城市。

2.3.3 日本、韓國氫能發(fā)展政策

日韓氫能產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向明確，內(nèi)容細(xì)化完善。2014年日本發(fā)布了《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》；2016年更新了《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》，公布了燃料電池汽車的普及計(jì)劃，計(jì)劃到2025年度使供給加氫站增至320處，相當(dāng)于目前的4倍；2018年，日本發(fā)布《第四期能源基本計(jì)劃》，將氫能定義為核心二次能源(與電力、熱能并列)，明確提出建設(shè)氫能社會。2018年，韓國發(fā)布《創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略投資計(jì)劃》，將氫能產(chǎn)業(yè)列為三大戰(zhàn)略投資方向之一，計(jì)劃未來5年投入2.6萬億韓元；2019年，韓國工業(yè)部聯(lián)合其他部門發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》，明確了制氫、加氫和燃料電池發(fā)展的目標(biāo)。

2.3.4 日本、韓國氫能發(fā)展分析

日韓政府大力發(fā)展氫能，為了保障本國能源安全和振興產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，持續(xù)出臺財(cái)稅激勵政策，促進(jìn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)、固定式燃料電池電站、家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)的規(guī)?；l(fā)展。

2.4 澳大利亞氫能現(xiàn)狀

2.4.1 澳大利亞氫能產(chǎn)業(yè)布局概況

澳大利亞擁有發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的巨大優(yōu)勢，總體氫能戰(zhàn)略是大力發(fā)展清潔、創(chuàng)新、安全和有競爭力的氫能源產(chǎn)業(yè)，以新能源制氫、氫發(fā)電、氫出口作為重要策略，有潛力成為全球最大的氫氣生產(chǎn)國之一澳大利亞國土范圍內(nèi)蘊(yùn)含豐富的煤炭、天然氣等化石能源資源，可以用于制取充足的氫氣；澳大利亞擁有完善的煤炭產(chǎn)業(yè)鏈以及完善的天然氣生產(chǎn)、液化、儲運(yùn)等基礎(chǔ)設(shè)施及專業(yè)技術(shù)支持，可以在氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)揮作用；另外，澳大利亞與中、日、韓等國家有良好的貿(mào)易往來，鑒于亞洲市場對于氫能的需求，其未來氫能出口潛力巨大。

2.4.2 澳大利亞氫能示范工程開展情況

目前，澳洲已部署了一定的氫能項(xiàng)目示范，重點(diǎn)項(xiàng)目包括Jemena悉尼綠色天然氣項(xiàng)目和Yara綠色氫工廠項(xiàng)目等。Jemena悉尼綠色天然氣項(xiàng)目利用可再生能源電解水制取氫氣，一部分加入到Jemena現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)供用戶使用，一部分通過汽輪機(jī)發(fā)電并網(wǎng)，剩余部分則供應(yīng)給氫燃料電池車加氫站。Yara綠色氫工廠項(xiàng)目采用可再生能源電解制氫，水源則嘗試?yán)煤Ｋ幚?，制取的氫氣主要用于制氨，生成農(nóng)業(yè)肥料用于國內(nèi)或出口國外。

2.4.3 澳大利亞氫能發(fā)展政策

澳大利亞政府高度重視氫能發(fā)展，支持和鼓勵清潔、創(chuàng)新、安全和有競爭力的氫能源產(chǎn)業(yè)。從2015年初至2019年底，政府已累計(jì)投入1.46億澳元用于支持氫能源相關(guān)研發(fā)、可行性研究以及項(xiàng)目試點(diǎn)工作。

2.4.4 澳大利亞氫能發(fā)展分析

澳大利亞擁有發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的巨大優(yōu)勢，且有潛力成為全球最大的氫氣生產(chǎn)國之一。澳大利亞政府大力支持氫能發(fā)展，已將其上升至國家戰(zhàn)略高度并已在全國范圍內(nèi)開展多項(xiàng)氫能項(xiàng)目試點(diǎn)。澳大利亞氫能發(fā)展的總體戰(zhàn)略是大力發(fā)展清潔、創(chuàng)新、安全和有競爭力的氫能源產(chǎn)業(yè)，以新能源制氫、氫發(fā)電、氫出口作為重要策略，力爭在2030年成為全球氫能市場的主要參與者。澳大利亞對于未來氫能發(fā)展規(guī)劃采用適應(yīng)性發(fā)展路線方法，確保氫能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和良性循環(huán)，同時以氫能中心作為其未來大規(guī)模商用的主要途徑。

3、中國氫能產(chǎn)業(yè)及政策現(xiàn)狀

3.1 中國氫能產(chǎn)業(yè)布局概況

我國的氫能產(chǎn)業(yè)鏈已基本完善，初步形成從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到示范應(yīng)用的全方位格局，布局了完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈，氫能產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)是加強(qiáng)儲運(yùn)和加氫發(fā)展，以此帶動上下游產(chǎn)業(yè)，為經(jīng)濟(jì)增長提供強(qiáng)勁動力[17]。從制氫來看，我國已成為世界第一產(chǎn)氫大國，工業(yè)氫氣產(chǎn)量領(lǐng)跑全球。從儲氫和運(yùn)氫方面看，我國目前高壓氣態(tài)儲運(yùn)氫技術(shù)相對成熟，但實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長距離儲運(yùn)技術(shù)的商業(yè)化仍需要解決成本與技術(shù)的平衡問題，整體技術(shù)仍落后于國際先進(jìn)水平。從加氫方面看，我國加氫站建設(shè)腳步逐漸加快，但數(shù)量仍低于發(fā)達(dá)國家，且地區(qū)間分布不均衡。

中國央企紛紛布局氫能產(chǎn)業(yè)，中國石油天然氣集團(tuán)公司、中國石油化工集團(tuán)有限公司布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈，積極開展氫氣供應(yīng)、車輛加氫、加氫站運(yùn)營，中國海洋石油集團(tuán)有限公司推動氫能與天然氣利用，發(fā)展海上風(fēng)電綠色制氫戰(zhàn)略規(guī)劃，石化企業(yè)推動傳統(tǒng)油企向綜合服務(wù)商轉(zhuǎn)型[。國家電力投資集團(tuán)公司從能源線和裝備線進(jìn)行氫能產(chǎn)業(yè)布局，從可再生能源電制氫、燃料電池技術(shù)研發(fā)、制造、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品示范應(yīng)用、氫能基地建設(shè)等全鏈條氫能產(chǎn)業(yè)布局。中廣核集團(tuán)重點(diǎn)布局電制氫、氫儲能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用，是國內(nèi)發(fā)電企業(yè)唯一擁有燃料電池電站的運(yùn)營商，韓國兆瓦級電站由中廣核運(yùn)營投資。中國華能布局大型平價風(fēng)光互補(bǔ)新能源基地開發(fā)建設(shè)，構(gòu)建風(fēng)光煤電輸用一體化清潔能源集群，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。中國南方電網(wǎng)公司成立氫能源領(lǐng)域研究中心，主要負(fù)責(zé)開展氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、氫能設(shè)備入網(wǎng)評價、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維體系等研究，孵化氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品。

3.2 中國氫能示范工程開展情況

2019年，國網(wǎng)安徽省電力公司開始在六安建設(shè)1MW分布式氫能綜合利用站電網(wǎng)調(diào)峰示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目是國內(nèi)第1個兆瓦級氫能源儲能電站，質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)電解水制氫規(guī)模達(dá)1MW，制氫流量220Nm3/h；2020年，國網(wǎng)浙江省電力公司在浙江臺州開始建設(shè)百千瓦級氫能源示范項(xiàng)目，PEM電解水制氫規(guī)模達(dá)100kW；2020年，山西首座氫儲能綜合能源互補(bǔ)項(xiàng)目在大同簽約，項(xiàng)目二期項(xiàng)目預(yù)計(jì)建設(shè)1000MW光伏發(fā)電站，配套建設(shè)50MW電解水制氫液態(tài)儲氫系統(tǒng)，日產(chǎn)氫量10t；京能集團(tuán)在內(nèi)蒙古鄂托克前旗開工建設(shè)5000MW風(fēng)光氫儲一體化項(xiàng)目(2021年建成)，規(guī)劃2萬m3/h水制氫及制氧，產(chǎn)能每年30~50萬噸氫氣；2021年，中國大唐集團(tuán)有限公司在內(nèi)蒙古興和縣規(guī)劃開發(fā)5000MW清潔能源項(xiàng)目，其中包含建設(shè)150萬kW“清潔能源制氫”項(xiàng)目；2021年2月，全國首個“氫能進(jìn)萬家”示范社區(qū)落戶佛山，專注熱電聯(lián)供裝備產(chǎn)業(yè)化；2021年4月，科技部與山東省政府簽署“氫進(jìn)萬家”科技示范工程協(xié)議，打造國內(nèi)首個萬套氫熱電聯(lián)供示范基地。

3.3 中國氫能發(fā)展政策

當(dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展，中央及地方支持政策密集出臺。2016年，國家層面相繼出臺《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016—2030年)》《中國制造2025－能源裝備實(shí)施方案》等文件，將氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略高度。2021年3月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》將氫能列為前瞻性未來產(chǎn)業(yè)，組織實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。目前，各級政府大力支持氫能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目和燃料電池的推廣應(yīng)用。中國氫能產(chǎn)業(yè)已初步形成京津冀、華東、華南以及華中4個區(qū)域性產(chǎn)業(yè)集群，4大集群覆蓋了氫能的制氫、儲運(yùn)及應(yīng)用等領(lǐng)域，并以氫燃料電池作為重要發(fā)展方向，形成各自產(chǎn)業(yè)配套及商業(yè)應(yīng)用模式。

3.4 中國氫能發(fā)展分析

我國政府大力支持氫能發(fā)展，將其上升至國家戰(zhàn)略高度，地方政府和央企也開展氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局，初步建立了從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到示范應(yīng)用的全氫能產(chǎn)業(yè)鏈，但與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國氫能發(fā)展還有差距，在頂層設(shè)計(jì)、核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、跨領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建等方面有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

4、中國氫能在新型電力系統(tǒng)中的發(fā)展前景

4.1 氫能在新型電力系統(tǒng)中作用與定位

隨著可再生能源裝機(jī)快速增長以及用戶側(cè)負(fù)荷的多樣性變化，電網(wǎng)面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。在碳中和目標(biāo)下，氫能作為新興零碳二次能源得到快速發(fā)展，為電力系統(tǒng)發(fā)展帶來機(jī)遇。

氫能未來將成為能源電力低碳轉(zhuǎn)型的推動者，在新型電力系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在以下4個方面。

1)利用可再生能源電制氫，促進(jìn)可再生能源消納。我國可再生能源發(fā)展領(lǐng)先全球，水、風(fēng)、光裝機(jī)量均為世界第一，據(jù)國家能源局發(fā)布的2020年可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行情況可知，目前國內(nèi)風(fēng)電、光伏利用率分別為97%和98%，隨著大規(guī)?？稍偕茉吹目焖侔l(fā)展，其運(yùn)行消納問題會進(jìn)一步顯現(xiàn)，利用可再生能源制氫可有效提升我國可再生能源消納水平。

2)利用氫儲能特性，實(shí)現(xiàn)電能跨季節(jié)、長周期、大規(guī)模存儲。電化學(xué)儲能存在儲能時間短、容量規(guī)模等級小等不足，目前主要用于電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰、平滑新能源出力波動性，實(shí)現(xiàn)小時級別的短周期響應(yīng)與調(diào)節(jié)，而氫儲能具有儲能容量大、儲存時間長、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，能夠在電化學(xué)儲能不適用的場景發(fā)揮優(yōu)勢，在大容量長周期調(diào)節(jié)的場景中，氫儲能在經(jīng)濟(jì)性上更具有競爭力。

3)利用氫能電站快速響應(yīng)能力，為新型電力系統(tǒng)提供靈活調(diào)節(jié)手段?；赑EM的電解水制氫裝備具有較寬的功率波動適應(yīng)性，可實(shí)現(xiàn)輸入功率秒級、毫秒級響應(yīng)，同時可適應(yīng)10%~150%的寬功率輸入，為電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)，提高電力系統(tǒng)安全性、可靠性、靈活性，是構(gòu)建零碳電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)的重要手段。

4)推動跨領(lǐng)域多類型能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，拓展電能綜合利用途徑。氫能作為靈活高效的二次能源，在能源消費(fèi)端可以利用電解槽和燃料電池，通過電氫轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電力、供熱、燃料等多種能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互補(bǔ)和協(xié)同優(yōu)化，推動分布式能源發(fā)展，提升終端能源利用效率。

4.2 電氫耦合應(yīng)用前景

氫能在能源、交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，可以作為能源互聯(lián)轉(zhuǎn)化的重要媒介，推動能源清潔高效利用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模深度脫碳。氫能發(fā)展的初衷是解決低碳和生態(tài)環(huán)保等問題，可再生能源電制氫是未來氫能發(fā)展的主要方向，將應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)“源、網(wǎng)、荷”各環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)電氫耦合發(fā)展態(tài)勢。電氫耦合系統(tǒng)示意如圖5所示。

應(yīng)用前景如下。

1)應(yīng)用于電源側(cè)。利用可再生能源綠色制氫技術(shù)，將風(fēng)能、太陽能等可再生能源電力清潔高效地轉(zhuǎn)換為氫能，推動氫能在電源側(cè)與可再生能源耦合，促進(jìn)大規(guī)模可再生能源消納，提高可再生能源利用率。

2)應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)。利用氫能具有跨季節(jié)、長時間的儲能特性，發(fā)揮氫儲能作用，可積極參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)，提高電力系統(tǒng)安全性、可靠性、靈活性，實(shí)現(xiàn)能源跨地域和跨季節(jié)的能源優(yōu)化配置。

3)應(yīng)用于用戶側(cè)。通過氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供、區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻及建筑深度脫碳減排的應(yīng)用，可擴(kuò)展氫能在終端用能領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和綜合能源業(yè)務(wù)發(fā)展，推動冷–熱–電–氣多能融合互補(bǔ)，提升終端能源效率和低碳化水平。