咸陽市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路徑研究＊

胡 平，苑易偉，白 蕾，3，孟嬌嬌，3

（1.咸陽市新能源及微電網(wǎng)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 咸陽 712000；2.西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院，陜西 西安 710048；3.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

在全球應(yīng)對氣候變化和清潔能源轉(zhuǎn)型的大背景下，氫能源以其綠色、高效、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，成為全球最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉碵1]。隨著氫能技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，美國、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)逐步將氫能上升到國家能源戰(zhàn)略高度[2]，相繼出臺一系列政策、規(guī)劃，明確氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線，不斷推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，大力開展氫能應(yīng)用示范和推廣。中國在氫能產(chǎn)業(yè)方面也取得了一定的發(fā)展[3]，從科技創(chuàng)新、財(cái)政支持等方面鼓勵氫能技術(shù)的研究與示范。地方政府先行先試，大力支持培育了一批從事氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品制造的企業(yè)，開展了氫燃料電池電堆、動力系統(tǒng)和汽車、氫燃料電池發(fā)電裝置等實(shí)踐探索，建設(shè)示范性加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施，營造了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好氛圍。2019年的國務(wù)院《政府工作報(bào)告》中列出[4]：推動充電、加氫設(shè)施等建設(shè)，國家層面正在醞釀氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、路線圖，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)初步形成。地方政府也積極制定氫能發(fā)展規(guī)劃與指導(dǎo)意見[5]，加快核心技術(shù)突破及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，把氫能產(chǎn)業(yè)作為實(shí)現(xiàn)新舊動能轉(zhuǎn)換、推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。當(dāng)前已初步形成自主技術(shù)研發(fā)、氫能制—儲—運(yùn)—加—用等完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模[6]，形成京津冀、長三角、珠三角、山東半島及環(huán)武漢地區(qū)等氫能發(fā)展先行區(qū)，并輻射帶動周邊地區(qū)，構(gòu)筑形成了良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展氛圍。中國目前已經(jīng)迎來氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新風(fēng)口，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存、奮進(jìn)與發(fā)展同在。

1 咸陽市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與機(jī)遇

1.1 發(fā)展基礎(chǔ)

通過對咸陽市資源稟賦、氫能產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)的產(chǎn)業(yè)配套進(jìn)行分析，咸陽市具備氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

1.1.1 制氫資源稟賦優(yōu)越

咸陽市有很多氯堿化工產(chǎn)業(yè)，工業(yè)副產(chǎn)氫資源富余，制氫成本低，具有煤制氫的先天優(yōu)勢。延長石油集團(tuán)在延長興化集團(tuán)建成碳?xì)涔こ碳夹g(shù)中心和年產(chǎn)8萬m3純氫項(xiàng)目，規(guī)劃建設(shè)新材料科技產(chǎn)業(yè)園發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。武功縣境內(nèi)的陜西博菲特閥體控制技術(shù)有限公司專門開發(fā)加氫槍、氫閥、氫儲罐安全閥，并與航天六院開展技術(shù)合作，為火箭發(fā)動機(jī)提供液氫閥門。咸陽高新區(qū)的陜西六元碳晶股份有限公司，專門從事物理法提純石墨裝置與制備工藝研究，已形成99.999%的高純石墨粉體；近期又攻克了氫燃料電堆石墨雙極板成型技術(shù)。陜西中科起航科技公司已攻克了氫能汽車核心部件之一的儲氫系統(tǒng)控制器技術(shù)難題，解決儲氫瓶壓力、溫度、安全報(bào)警檢測與整車氫氣泄漏檢測問題。咸陽市天然氣公司與位于咸陽東郊的長慶石化具備每小時(shí)6萬m3的制氫能力和純化能力。

1.1.2 發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)條件好

新能源汽車發(fā)展技術(shù)路線中，公交客車及重型卡車、物流車的技術(shù)路線基本以燃料電池汽車為主，輕型乘用車以電動汽車或者混合動力汽車為主。咸陽市汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好，咸陽秦星雷丁汽車有限公司已研發(fā)出陜西省第一臺氫燃料電池大巴車，目前正在積極籌備咸陽公交示范線運(yùn)行；武功縣的國營四達(dá)機(jī)械制造公司具備生產(chǎn)大中型客車、輕型客車以及軍用特種車的能力；咸陽秦楚汽車產(chǎn)業(yè)園覆蓋汽車銷售及零部件生產(chǎn)企業(yè)近40家。這些都為咸陽市加速發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

1.1.3 科教資源稟賦優(yōu)越

陜西發(fā)展氫燃料電池具有得天獨(dú)厚的科技與人才優(yōu)勢。陜西西氫航天動力科技有限公司聯(lián)合國家技術(shù)轉(zhuǎn)移中心建立氫能動力技術(shù)研究所，圍繞“燃料電池動力系統(tǒng)、電控輔助系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、燃料電池核心部件及共性技術(shù)”展開研究，專注于燃料電池汽車、燃料電池?zé)o人機(jī)、備用電源、動力電源、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品檢測、產(chǎn)品試驗(yàn)等領(lǐng)域的民用市場開發(fā)。陜西華秦科技公司電解氫制氫設(shè)備研制技術(shù)全國領(lǐng)先；陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院開展光伏純水（PEM）制氫技術(shù)攻關(guān)，已形成相應(yīng)的SPE制氫技術(shù)儲備，正在進(jìn)行產(chǎn)品樣本中試，并爭取產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目在咸陽落地。此外還有數(shù)家壓力容器企業(yè)正在進(jìn)行儲氫、運(yùn)氫技術(shù)研發(fā)，有望在不久的將來形成規(guī)模化生產(chǎn)能力。

1.2 存在問題

1.2.1 產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)較弱

咸陽市氫能產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，氫能產(chǎn)業(yè)鏈還在構(gòu)建過程中，部分環(huán)節(jié)還需進(jìn)一步完善，氫能產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)之間的聯(lián)系較弱，制氫企業(yè)的氫氣供給方向不明，氫氣儲運(yùn)裝備產(chǎn)品的生產(chǎn)、制造、研發(fā)、示范仍未廣泛開展。

1.2.2 區(qū)域協(xié)作有待加強(qiáng)

現(xiàn)有氫能企業(yè)布局分散，缺少區(qū)域氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同總體規(guī)劃，企業(yè)間無法有效協(xié)作聯(lián)動，各環(huán)節(jié)的研發(fā)活動趨于封閉，資源不能共享。企業(yè)只依靠單打獨(dú)斗難以突破規(guī)?；慨a(chǎn)的技術(shù)屏障，急需支持和鼓勵產(chǎn)業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)之間的協(xié)作，不斷提升產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展水平，提高區(qū)域整體產(chǎn)業(yè)水平。

1.2.3 企業(yè)規(guī)模亟待培育

咸陽市成規(guī)模的氫能相關(guān)企業(yè)很少，特別是在儲運(yùn)環(huán)節(jié)，目前仍屬于空白階段。在氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)中，咸陽秦星新能源汽車擁有國內(nèi)先進(jìn)的專用車研發(fā)能力，但是目前尚未真正涉及氫燃料電池汽車領(lǐng)域，應(yīng)將相關(guān)氫能汽車發(fā)展意向盡快落實(shí)為具體項(xiàng)目。

1.2.4 研發(fā)創(chuàng)新競爭力不足

目前咸陽市氫能企業(yè)核心技術(shù)缺少變革性的自主創(chuàng)新，與國外先進(jìn)技術(shù)存在代差。在氫氣提純、儲氫材料與裝備、加氫站裝備制造等領(lǐng)域，與國際先進(jìn)技術(shù)存在一定的差距；在氫燃料電池領(lǐng)域，核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件仍受制于國外領(lǐng)軍企業(yè)，規(guī)模生產(chǎn)和市場應(yīng)用還有較大距離。因此，亟需引導(dǎo)和鼓勵氫能企業(yè)開展自主創(chuàng)新，通過技術(shù)創(chuàng)新提升氫能產(chǎn)業(yè)競爭力。

1.3 發(fā)展機(jī)遇

1.3.1 國家實(shí)施“能源安全戰(zhàn)略”帶來重大戰(zhàn)略機(jī)遇

“保能源安全”是中央提出的“六?！比蝿?wù)之一。2020-01-01實(shí)施的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》將高效制氫、運(yùn)氫、高密度儲氫技術(shù)開發(fā)應(yīng)用及設(shè)備制造、加氫等內(nèi)容列入第一類第五項(xiàng)（新能源）中。從2020年開始，國家統(tǒng)計(jì)局首次將氫氣納入能源統(tǒng)計(jì)。國家實(shí)施“能源安全戰(zhàn)略”，有利于出臺氫能利好政策，有利于吸引氫能產(chǎn)業(yè)投資，有利于加快培養(yǎng)氫能人才。

1.3.2 “新基建”等大政方針帶來了新的市場機(jī)遇

2020年4 月，中央提出“保產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定”。2020年6月，中央提出形成“以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”。這些大政方針為咸陽市建設(shè)氫能城市和發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)帶來了市場機(jī)遇。其中，“新基建”將提供內(nèi)循環(huán)發(fā)展新動力，將創(chuàng)造多種多樣的應(yīng)用場景，將帶來資金、人才等要素的“集聚效應(yīng)”。

1.3.3 國內(nèi)氫能發(fā)展勢頭迅猛預(yù)示了良好的發(fā)展前景

自2018年李克強(qiáng)總理參觀了豐田汽車北海道廠區(qū)后，氫燃料電池汽車即成為市場關(guān)注焦點(diǎn)，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模急劇擴(kuò)大。隨著氫燃料電池成本持續(xù)下降，預(yù)計(jì)到2030年燃料電池汽車市場規(guī)模將達(dá)到5 000億，車用燃料電池市場規(guī)模將達(dá)到1 200億。氫能發(fā)電供熱、家庭氫能熱電聯(lián)供等技術(shù)已進(jìn)入試驗(yàn)階段，氫能電站項(xiàng)目已被國家電網(wǎng)列入2019年科技項(xiàng)目指南，石化企業(yè)用氫也將持續(xù)增加。

1.3.4 氫能技術(shù)突飛猛進(jìn)帶來了技術(shù)保障

2018年以來中國氫能產(chǎn)業(yè)開始加快發(fā)展，高性能產(chǎn)品的研發(fā)以及批量生產(chǎn)、催化劑等核心技術(shù)研發(fā)取得了重大進(jìn)展，氫能制儲運(yùn)技術(shù)基本成熟，氫燃料電池關(guān)鍵部件已有了自主知識產(chǎn)權(quán)。車用耐高溫低濕質(zhì)子膜及成膜聚合物批量制備技術(shù)、車用燃料電池催化劑批量制備技術(shù)、質(zhì)子交換膜燃料電池極板專用基材開發(fā)技術(shù)、公路運(yùn)輸用高壓和大容量管束集裝箱氫氣儲存技術(shù)、液氫制取儲運(yùn)與加注關(guān)鍵技術(shù)等關(guān)鍵共性技術(shù)得到發(fā)展。

1.3.5 咸陽市推進(jìn)“大城市建設(shè)”帶來了基礎(chǔ)支撐

立足咸陽市氫資源、科技創(chuàng)新資源、產(chǎn)業(yè)鏈配套資源分布，統(tǒng)籌各地區(qū)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及發(fā)展定位，按照布局合理、各有側(cè)重、協(xié)同發(fā)展的原則，依托西咸新區(qū)打造咸陽市燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈核心區(qū)。通過發(fā)揮秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺總窗口的科技資源集聚和引導(dǎo)作用，區(qū)域工業(yè)配套、招商政策等優(yōu)勢，加快引進(jìn)未勢能源、清能科技、延長桑萊特等燃料電池領(lǐng)域優(yōu)勢企業(yè)，發(fā)展配套產(chǎn)業(yè)鏈，打造燃料電池系統(tǒng)、電堆、關(guān)鍵材料及零部件的技術(shù)研發(fā)和裝備制造高地。

2 氫能發(fā)展技術(shù)路徑

在“碳達(dá)峰碳中和”背景下，咸陽市必須抓住能源轉(zhuǎn)型升級的機(jī)遇，積極拓展產(chǎn)業(yè)空間，重點(diǎn)圍繞燃料電池零部件、制氫、儲運(yùn)、加氫站等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)積極布局，招引核心企業(yè)，引育高端人才，盡快形成集聚效應(yīng)，讓氫能產(chǎn)業(yè)成為咸陽市經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長極。

2.1 統(tǒng)籌謀劃，高點(diǎn)布局

摒棄以煤為主的能源發(fā)展思路，科學(xué)制定咸陽市煤-氫結(jié)合、風(fēng)-氫結(jié)合、光-氫結(jié)合、電-氫結(jié)合的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。建立以氫能源整車、零部件、系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、電堆為特色的產(chǎn)業(yè)基地；依托“彬長旬、榆林神木、延安能化基地”布局建立制氫、儲氫基地，逐步把咸陽市打造成陜西最大的氫能產(chǎn)業(yè)化示范基地。在咸陽市率先開展氫燃料公交車線路示范運(yùn)行、氫燃料電池灑水車示范運(yùn)行，助力治污降霾，提升城市形象。加快建設(shè)氫氣管網(wǎng)、液氫等基礎(chǔ)設(shè)施重大示范工程。力爭通過3～5年時(shí)間，在西咸新區(qū)、咸陽高新區(qū)等，建成滿足各類型清潔能源汽車應(yīng)用基本需求的充換兼容、快慢充互補(bǔ)、多場景結(jié)合、智能化的充電網(wǎng)絡(luò)和加氣網(wǎng)絡(luò)。

2.2 政策引導(dǎo)，激勵推進(jìn)

研究制定《咸陽市促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)營補(bǔ)貼辦法》，對加氫站的運(yùn)營給予階段性的扶持補(bǔ)貼；完善加氫站安全法規(guī)體系建設(shè)，加強(qiáng)安全管理及風(fēng)險(xiǎn)評估，科學(xué)布局加氫站網(wǎng)點(diǎn)；積極開展公共交通、租賃等領(lǐng)域的示范應(yīng)用；創(chuàng)建產(chǎn)業(yè)集聚與應(yīng)用示范園區(qū)，大力推進(jìn)制氫、運(yùn)氫、加氫等國內(nèi)外優(yōu)勢資源整合與良性互動，建立氫能產(chǎn)業(yè)企業(yè)孵化載體和創(chuàng)業(yè)扶持體系；利用秦創(chuàng)原科技創(chuàng)新平臺，吸引氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)公司落地秦創(chuàng)原核心區(qū)孵化轉(zhuǎn)化科技成果，形成氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)、裝備生產(chǎn)、系統(tǒng)應(yīng)用聚集區(qū)。

2.3 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同發(fā)展

由政府相關(guān)部門牽頭，聯(lián)合省內(nèi)高校、企業(yè)、相關(guān)地市成立咸陽市氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟。通過政產(chǎn)學(xué)研用的模式，延鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈，推動氫能產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。以咸陽秦星新能源汽車為代表的汽車制造企業(yè)可聯(lián)合省內(nèi)高校建立和優(yōu)化新能源整車開發(fā)流程，推進(jìn)氫燃料汽車尤其是公交車、物流車等特種車輛的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，完善有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及檢測、認(rèn)證體系，實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展。支持省內(nèi)的油氣企業(yè)利用已有的天然氣、原油長輸管道，聯(lián)合高校、中石油管研院等單位，共同開展氫氣管道輸送相關(guān)技術(shù)研究。

2.4 筑巢引鳳，融合發(fā)展

通過舉辦招商推介活動等形式，不斷拓寬招商引資平臺，對符合產(chǎn)業(yè)政策擁有核心技術(shù)的項(xiàng)目與企業(yè)，實(shí)行綠色通道，積極引進(jìn)氫能源產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)，取得與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目招商的比較優(yōu)勢。加強(qiáng)氫能創(chuàng)新工程中心、氫能企業(yè)技術(shù)中心、氫能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等創(chuàng)新平臺建設(shè)，引導(dǎo)企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展燃料電池系統(tǒng)及核心零部件、站用加氫及儲氫設(shè)施、新型催化材料及助劑、電池生產(chǎn)裝備、新能源汽車整車、專用生產(chǎn)裝備和測試設(shè)備等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，培育產(chǎn)業(yè)鏈，打造產(chǎn)業(yè)集群。

3 結(jié)束語

為深入貫徹習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神，牢固樹立“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念，按照高質(zhì)量發(fā)展要求，發(fā)揮咸陽市氫能產(chǎn)業(yè)先發(fā)優(yōu)勢，推進(jìn)氫能燃料電池關(guān)鍵技術(shù)突破和重大裝備國產(chǎn)化進(jìn)程。實(shí)施“標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、核心帶動、品牌助力”發(fā)展戰(zhàn)略，建立健全咸陽市氫能產(chǎn)業(yè)鏈，培育氫能產(chǎn)業(yè)體系，科學(xué)布局并加快完善氫能基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)創(chuàng)新平臺建設(shè)和人才團(tuán)隊(duì)培育，加大力度支持氫能終端產(chǎn)品商業(yè)化推廣應(yīng)用，將咸陽市打造成陜西省氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展引領(lǐng)區(qū)。