廣西發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的思考

董大為

氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源。氫的儲(chǔ)能屬性使其具備跨時(shí)間和空間靈活應(yīng)用的潛力，能與可再生能源有效銜接，助力可再生能源消納與更大規(guī)模發(fā)展。正是基于氫的優(yōu)點(diǎn)和儲(chǔ)能屬性，在應(yīng)對(duì)氣候變化、全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，國(guó)際、國(guó)內(nèi)均普遍認(rèn)為氫能將成為未來(lái)能源系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在全球能源轉(zhuǎn)型及提高能源系統(tǒng)靈活性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。近年來(lái)，全球掀起氫能熱潮，氫能正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一。

一、氫能產(chǎn)業(yè)概述

氫能是通過(guò)一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然氣可以直接開(kāi)采。氫能可用于發(fā)電、發(fā)熱、交通燃料，具有零污染、熱值高、可存儲(chǔ)、儲(chǔ)量足、應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)。氫能產(chǎn)業(yè)為綜合性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展將涉及制氫—儲(chǔ)運(yùn)、加氫—?dú)淠芟掠螒?yīng)用等眾多環(huán)節(jié)。氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游為制氫，目前制取氫氣主要的方法有化石燃料制氫、工業(yè)尾氣制氫、電解水制氫等多種途徑；中游主要是儲(chǔ)存及加氫環(huán)節(jié)，主要儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)包括氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)以及有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)等，涵蓋儲(chǔ)氫裝置、氫氣運(yùn)輸、加氫站建設(shè)及設(shè)備等；下游為氫的綜合應(yīng)用，涉及到電力、交通供熱等領(lǐng)域的應(yīng)用。在雙碳背景下，國(guó)家積極推進(jìn)燃料電池汽車示范應(yīng)用，氫燃料電池及汽車產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。

圖1 氫能產(chǎn)業(yè)鏈圖

二、廣西發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)迫在眉睫

國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要提出要謀劃布局氫能產(chǎn)業(yè)，全國(guó)除西藏外的30 個(gè)省份都將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)納入“十四五”發(fā)展重點(diǎn)之一。自治區(qū)高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在“十四五”規(guī)劃綱要中就明確提出“謀劃布局生物工程、第三代半導(dǎo)體、人工智能、量子信息、氫能與儲(chǔ)能等未來(lái)產(chǎn)業(yè)”，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中提出“積極探索氫能產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)利用”，在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中提出要“布局建設(shè)燃料電池汽車應(yīng)用示范城市群”，未來(lái)五年廣西氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和重點(diǎn)初步明確。

在碳達(dá)峰、碳中和的背景下，在工業(yè)、交通、建筑以及發(fā)電等領(lǐng)域推廣應(yīng)用綠氫，是廣西節(jié)能降碳的重要路徑之一，是推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要舉措；氫能汽車主要以長(zhǎng)途、重載車型應(yīng)用為重點(diǎn)發(fā)展方向，是廣西健全新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈、推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要補(bǔ)充。

三、廣西發(fā)展氫能全產(chǎn)業(yè)鏈有基礎(chǔ)有條件

（一）從產(chǎn)業(yè)鏈上游看，廣西發(fā)展綠氫基礎(chǔ)具備

2020 年底，廣西可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量占裝機(jī)總?cè)萘康?0.3%；隨著2021 年橫州260 萬(wàn)千瓦風(fēng)光儲(chǔ)一體化大型基地示范等項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)，廣西海上風(fēng)電規(guī)劃獲得國(guó)家能源局批復(fù)等利好，廣西將迎來(lái)可再生能源高速發(fā)展期，可再生能源優(yōu)勢(shì)將不斷擴(kuò)大。

（二）從產(chǎn)業(yè)鏈中游看，儲(chǔ)氫材料研發(fā)有所突破

桂林電子科技大學(xué)教授周懷營(yíng)團(tuán)隊(duì)，被國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部吸收為“儲(chǔ)氫材料”研究集團(tuán)成員；團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研制的新型稀土—鎂基儲(chǔ)氫合金組裝的5 號(hào)充電電池，獲得2007 年度廣西科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，為開(kāi)發(fā)高性能電池原料提供了理論基礎(chǔ)。廣西大學(xué)新能源材料團(tuán)隊(duì)藍(lán)志強(qiáng)等人開(kāi)展了氮摻雜氧化Mxene 的制備及其對(duì)氫化鎂儲(chǔ)氫性能影響的研究并發(fā)表相關(guān)文章，該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、廣西自然科學(xué)基金等資助。

（三）從產(chǎn)業(yè)鏈下游看，發(fā)展氫燃料電池條件具備

核心技術(shù)取得重要突破。2019 年，玉柴動(dòng)力發(fā)布?jí)勖?0000 小時(shí)燃料電池系統(tǒng)，標(biāo)志著玉柴正式登上氫燃料電池行業(yè)舞臺(tái)。2021 年，上汽通用五菱完成了新一代氫燃料電池汽車研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了從膜電極、雙極板到電堆系統(tǒng)集成的全部自主化，且電堆的功率密度也已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

氫燃料電池及汽車進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。2019 年，浦北高邁新能源科技有限公司年產(chǎn)2 萬(wàn)套水氫燃料電池模塊生產(chǎn)車間竣工投產(chǎn)，標(biāo)志著廣西氫燃料電池的生產(chǎn)開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化；國(guó)家工信部發(fā)布第325 批《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》，廣西申龍汽車制造有限公司有3 款氫燃料電池客車車型正式列入管理，標(biāo)志著廣西申龍成功獲得氫燃料電池客車生產(chǎn)資質(zhì)，并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

加氫站布局已出現(xiàn)。作為氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站的布局直接關(guān)系氫燃料汽車的推廣應(yīng)用。2019 年以來(lái)，來(lái)賓廣能投加氫站、中國(guó)石化柳州博園加油加氫站順利竣工投運(yùn)，標(biāo)志著廣西在氫能源領(lǐng)域邁出跨越性一步，對(duì)推動(dòng)全區(qū)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局、帶動(dòng)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)和示范引領(lǐng)具有重大里程碑意義。

氫能領(lǐng)域合作共建取得新進(jìn)展。2021 年，玉柴芯藍(lán)新能源與北京、天津、河北等地就開(kāi)發(fā)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)、推廣氫能應(yīng)用簽訂框架性協(xié)議。廣西北投能源與江蘇林洋能源就光伏電站、儲(chǔ)能、氫能及相關(guān)新能源產(chǎn)業(yè)的合作達(dá)成框架性的合作意向，并合作探索新能源制氫以及加氫站的開(kāi)發(fā)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等。

（四）從配套產(chǎn)業(yè)看，廣西發(fā)展氫燃料汽車有優(yōu)勢(shì)

氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，離不開(kāi)汽車、化工等產(chǎn)業(yè)鏈的互動(dòng)。廣西有發(fā)展新能源汽車的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，既有上汽通用五菱、廣西申龍等整車企業(yè)，也有玉柴等動(dòng)力電池研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，已形成包含載貨車、客車、乘用車車用內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件工業(yè)等較為完成的產(chǎn)業(yè)格局，2021 年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到48.5 萬(wàn)輛。同時(shí)，依托北部灣沿海石油化工基地，廣西已形成包括原油加工、化肥、農(nóng)藥、無(wú)機(jī)化工、塑料、涂料及顏料、橡膠制品等門類的產(chǎn)業(yè)體系，初步形成了“油、煤、氣、鹽”四頭并進(jìn)、較為完整的石化產(chǎn)業(yè)鏈。新能源汽車和石化等產(chǎn)業(yè)鏈完整、產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟，配套產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)凸顯。可以說(shuō)，廣西發(fā)展綠氫的汽車、化工等配套產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)已具備。

四、廣西氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚有遺憾

（一）指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文件還未出臺(tái)

據(jù)中國(guó)氫能百人會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，2019 年1 月～2021 年7，全國(guó)31 個(gè)省份共計(jì)出臺(tái)支持氫能發(fā)展的政策文件137 份。2021 年8 月，北京、上海、廣東被列入氫燃料電池汽車示范城市群名單，多地掀起氫電產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱。而廣西僅提出未來(lái)五年要謀劃發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，尚未出臺(tái)支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體政策文件。

（二）氫能制取仍以灰氫為主

區(qū)內(nèi)現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴煤炭、天然氣等化石能源，伴隨著大量碳排放，不符合目前雙碳的要求，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性問(wèn)題依然突出。目前，廣西還未見(jiàn)有綠氫產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目建成。

（三）核心技術(shù)研發(fā)尚存不足

目前，廣西僅個(gè)別企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)在儲(chǔ)氫材料、氫燃料電池及汽車方面有一些研究，且研發(fā)緩慢或停滯，氫能產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)能力不強(qiáng)、投入不足；由于技術(shù)不成熟、成本等多方面原因，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目推進(jìn)緩慢。此外，由于加氫站布局不足，導(dǎo)致氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用規(guī)模不足。

五、對(duì)廣西發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的思考

（一）打造以應(yīng)用為主的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展涉及制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、下游應(yīng)用等眾多環(huán)節(jié)。建議圍繞綠氫的制備、氫能儲(chǔ)運(yùn)及加氫站建設(shè)、氫燃料電池的生產(chǎn)、氫燃料電池客車等車型的生產(chǎn)及推廣應(yīng)用，構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈，打造全國(guó)綠氫第一品牌。

一是依托新能源積極布局以綠氫為主的上游產(chǎn)業(yè)。隨著未來(lái)海上風(fēng)電進(jìn)入開(kāi)發(fā)建設(shè)階段，廣西新能源發(fā)展將迎來(lái)跨越式發(fā)展階段。但是，由于新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)，存在靠天吃飯的特性，亟需尋找一種具有靈活調(diào)節(jié)能力，能高效消納新能源的用電形式。而制備綠氫正是可以隨時(shí)、靈活的使用新能源發(fā)電電量，既解決新能源發(fā)電由于不穩(wěn)定不能上網(wǎng)的缺憾，又可利用其低價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在制氫工藝上具備成本優(yōu)勢(shì)。廣西要結(jié)合新能源未來(lái)產(chǎn)業(yè)布局，抓緊在海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電、光伏、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電等新能源發(fā)電項(xiàng)目周邊布局一批綠氫制備項(xiàng)目，既實(shí)現(xiàn)新能源電力的高效利用，又降低綠氫制備成本，穩(wěn)定綠氫來(lái)源。

二是分階段健全氫能儲(chǔ)運(yùn)配套、超前布局更多加氫設(shè)施。由于氫氣易燃、易爆，所以對(duì)氫氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸提出更高要求。目前，儲(chǔ)氫方式主要有氣態(tài)、液態(tài)、固體合金三種，氣態(tài)儲(chǔ)氫應(yīng)用氫氣壓縮技術(shù)，成本較低；液態(tài)儲(chǔ)氫采用冷卻技術(shù)、絕熱措施，成本較高；固體合金儲(chǔ)氫可大量吸收、儲(chǔ)存和釋放氫氣，成本較高。我國(guó)氫能運(yùn)輸主要通過(guò)氣氫長(zhǎng)管拖車、氣氫管道和液氫罐車開(kāi)展運(yùn)輸，其中：高壓長(zhǎng)管拖車技術(shù)較為成熟，是當(dāng)前主流的運(yùn)氫方式，但運(yùn)輸量小，適用于短距離運(yùn)輸；遠(yuǎn)距離管道輸氫技術(shù)尚在實(shí)驗(yàn)階段，一旦關(guān)鍵技術(shù)有所突破，其重要性將逐步提升；而液氫罐車運(yùn)輸由于液化能耗和成本高、設(shè)備要求高等原因，目前僅用于航天及軍事領(lǐng)域。結(jié)合廣西目前產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，下一步要穩(wěn)定發(fā)展氫能儲(chǔ)運(yùn)，短期內(nèi)建議采用氣氫長(zhǎng)管拖車將氣態(tài)氫運(yùn)輸?shù)郊託湔镜姆绞?。同時(shí)，要有序布局加氫站基礎(chǔ)設(shè)施。積極向先行城市學(xué)習(xí)借鑒在加氫站審批、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和安全管理等方面政策。加強(qiáng)與中石化、中石油等企業(yè)對(duì)接，加快在南寧、柳州、玉林等氫燃料電池應(yīng)用的重點(diǎn)地區(qū)城市周邊布局加氫站，為氫燃料電池汽車提供氫能保障，推進(jìn)氫能與傳統(tǒng)油氣業(yè)務(wù)一體化融合發(fā)展。

三是以貨物運(yùn)輸領(lǐng)域?yàn)橹攸c(diǎn)，逐步推廣氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用。氫能既可以為重工業(yè)提供能源，又能為交通領(lǐng)域提供燃料，主要應(yīng)用在石化、交通、供熱、電力等領(lǐng)域。其中，交通運(yùn)輸領(lǐng)域受到極大關(guān)注，國(guó)家大力支持氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目及應(yīng)用。據(jù)“第一氫能與燃料電池”相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，到2025 年，預(yù)計(jì)燃料電池汽車購(gòu)置成本將與純電動(dòng)汽車相當(dāng)，到2030 年，燃料電池商用車全生命周期成本將與傳統(tǒng)燃油車相當(dāng)，并具備經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。在“雙碳”目標(biāo)推動(dòng)下，示范應(yīng)用政策強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積極布局，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈不斷完善，關(guān)鍵零部件技術(shù)水平不斷成熟，多元應(yīng)用場(chǎng)景需求大幅釋放，加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程加快，燃料電池汽車使用成本逐年下探等多重有利因素推動(dòng)下，我國(guó)燃料電池汽車市場(chǎng)將快速增長(zhǎng)，進(jìn)入規(guī)?；痉稇?yīng)用增長(zhǎng)期。建議結(jié)合廣西的實(shí)際情況，以交通運(yùn)輸領(lǐng)域作為氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用為市場(chǎng)發(fā)展的突破口，先期在重點(diǎn)工業(yè)園區(qū)、大型物流、公交站場(chǎng)等場(chǎng)所建設(shè)加氫示范項(xiàng)目，配一定比例的氫燃料電池汽車，邁出氫能新興領(lǐng)域應(yīng)用的第一步；以廣西申龍汽車、上汽通用五菱等企業(yè)為龍頭，圍繞氫燃料電池客車、工程車、乘用車等車型，加速氫燃料汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，并逐漸向儲(chǔ)能、工業(yè)、建筑領(lǐng)域拓展。

（二）堅(jiān)持以氫能核心技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

要加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新。一是要解決好氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域核心技術(shù)攻關(guān)。以廣西大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)等院校為重點(diǎn)研發(fā)機(jī)構(gòu)，圍繞固體合金儲(chǔ)氫關(guān)鍵材料，開(kāi)展科研攻關(guān)，進(jìn)一步提高質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度，降低分解氫的溫度和壓力，延長(zhǎng)使用壽命，促進(jìn)儲(chǔ)氫合金的商業(yè)化。強(qiáng)化企業(yè)創(chuàng)新主體地位，建議以企業(yè)為盟主組建創(chuàng)新聯(lián)盟，提升電堆集成、系統(tǒng)集成技術(shù)，著力發(fā)展低成本、大功率、長(zhǎng)壽命商用電堆，攻關(guān)燃料電池整車集成及控制技術(shù)，爭(zhēng)取在氫燃料電池系統(tǒng)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)、國(guó)際領(lǐng)先。二是探索成立我區(qū)氫能關(guān)鍵材料重點(diǎn)研發(fā)中心。建議由廣西大學(xué)牽頭，成立我區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)研發(fā)中心，集中開(kāi)展儲(chǔ)氫材料、氫燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，自治區(qū)工信廳、科技廳在研發(fā)中心建設(shè)方面給予大力支持。三是組建科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)協(xié)同聯(lián)盟。組建企業(yè)與企業(yè)間、企業(yè)與高?？蒲性核妊邪l(fā)機(jī)構(gòu)之間的科技創(chuàng)新聯(lián)盟，在氫能關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域加強(qiáng)合作，加快突破氫燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)。加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)聯(lián)動(dòng)，在生產(chǎn)、應(yīng)用等領(lǐng)域開(kāi)展緊密合作，組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。四是加大人才培養(yǎng)力度。利用廣西大學(xué)、桂林理工大學(xué)等高校優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)電化學(xué)、新材料等相關(guān)學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)技術(shù)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等專業(yè)人才。積極創(chuàng)造條件引入氫燃料電池及氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀領(lǐng)軍人才和技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

（三）堅(jiān)持以強(qiáng)有力的政策措施支撐氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，都離不開(kāi)政府政策的支持。作為新興的氫能產(chǎn)業(yè)，更是需要政府的大力扶持。一是建議參照北京、上海、廣東等地，出臺(tái)適合廣西氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頂層文件。明確廣西發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)思想、發(fā)展原則、目標(biāo)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，引導(dǎo)廣西未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。二是建議由南寧或柳州擔(dān)當(dāng)牽頭城市，探索采取跨省域（如廣東、云南、貴州）組建城市群的方式，提前謀劃，時(shí)機(jī)成熟時(shí)積極申報(bào)國(guó)家示范項(xiàng)目。三是加大金融政策支持力度。發(fā)揮財(cái)政資金引導(dǎo)作用，對(duì)列入發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施方案的鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用項(xiàng)目以及儲(chǔ)運(yùn)、加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施給予重點(diǎn)支持和扶持。鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新金融產(chǎn)品和服務(wù)，對(duì)符合條件的氫能源汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、加氫站等項(xiàng)目提供信貸、擔(dān)保等支持。鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)加大對(duì)氫能源汽車市場(chǎng)消費(fèi)信貸、保險(xiǎn)的支持力度。四是加大電價(jià)支持力度。對(duì)利用新能源發(fā)電項(xiàng)目零散、不能上網(wǎng)的電力制備綠氫的項(xiàng)目，積極給予電價(jià)支持。五是發(fā)揮現(xiàn)有招商引資政策優(yōu)勢(shì)，大力開(kāi)展招商引資。針對(duì)不同氫能產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)企業(yè)，制定獨(dú)特招商引資的辦法，實(shí)施“一企一策”。積極引進(jìn)國(guó)外、國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)強(qiáng)優(yōu)企業(yè)落戶我區(qū)。