綠色低碳循環(huán)城市建設(shè)視角下嘉興氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究★

秦國棟， 陳曙光， 戴志冰

（1.嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 浙江 嘉興 314000； 2.同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院， 浙江 嘉興 314000）

0 引言

嘉興市錨定“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，大力推動能源結(jié)構(gòu)性優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建低碳產(chǎn)業(yè)體系，開展綠色低碳科技創(chuàng)新。2021 年，嘉興市馳而不息推進(jìn)生態(tài)環(huán)境整治，積極構(gòu)建綠色能源體系，全力打造綠色低碳循環(huán)城市金名片。發(fā)展氫能，是打造綠色低碳循環(huán)城市金名片的重要路徑。氫能作為來源廣泛、零排放的二次能源，被視為本世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是未來能源技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向[1]。

1 我國氫能發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 政策環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀

自2019 年《政府工作報告》首次提出發(fā)展氫能以來，國家密集出臺了一系列相關(guān)扶持政策，氫能的地位不斷提升。2019 年制定的《新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點》《關(guān)于推動先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實施意見》等政策，旨在推動氫能源的發(fā)展、開展氫能的創(chuàng)新研究。2020 年4 月，氫能被寫入《中華人民共和國能源法》，將氫能納入到能源范疇，在法律層面為氫能發(fā)展鋪平了道路。同年9 月，五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，采取“以獎代補”方式，對入圍示范的城市群撥付獎勵資金，鼓勵發(fā)展氫能及燃料電池。2022 年3 月23 日，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035 年）》。規(guī)劃指出，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分、氫能是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體、氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向，該規(guī)劃將促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)范有序高質(zhì)量發(fā)展[2-4]。已經(jīng)出臺的國家層面的關(guān)鍵政策如表1 所示。

自2019 年以來，多省市相繼發(fā)布?xì)淠芗叭剂想姵剀嚠a(chǎn)業(yè)規(guī)劃，加速氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。北京、山東、河北和浙江等省市相繼出臺氫能及燃料電池車發(fā)展規(guī)劃或扶持政策，并從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)數(shù)量、燃料電池汽車和加氫站等方面明確階段目標(biāo)。部分省市發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)規(guī)劃如表2 所示。

1.2 我國氫能資源情況

隨著我國氫能政策的逐漸明晰，且應(yīng)用越來越廣泛，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快車道，氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021 年我國氫氣產(chǎn)量將近2 700 萬t，到2022 年將超2 800 萬t，如圖1 所示。

圖1 2016—2022 年中國氫氣產(chǎn)量

目前，國內(nèi)已由單一的化石能源制氫發(fā)展為多種制氫模式，不同地區(qū)可以依據(jù)自身資源情況，結(jié)合不同技術(shù)路線確定制氫產(chǎn)能。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院的預(yù)測，到2050 年，可再生能源制氫將占70%的制氫總量，如圖2 所示，可充分降低碳排放，助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

圖2 2020—2050 年中國氫氣供給結(jié)構(gòu)

1.3 我國加氫站發(fā)展情況

與高速發(fā)展的氫能制儲運以及氫能應(yīng)用相對應(yīng)，我國的加氫站需求量也在激增。隨著中石化、中石油等企業(yè)的加入，極大地加速了建站進(jìn)度。截止2022 年6 月1 日，中國累計建成201 座加氫站，且198 座在運營，如圖3 所示。另外，在建85 座，規(guī)劃建設(shè)170座。根據(jù)預(yù)測，2035 年，我國加氫站數(shù)量將突破2 000座，屆時交通加氫設(shè)施將初現(xiàn)規(guī)模。

圖3 2022 年中國加氫站分布情況

1.4 我國氫能應(yīng)用情況

我國氫能應(yīng)用集中在工業(yè)、交通、電力和建筑等四大領(lǐng)域，其中，在交通領(lǐng)域的燃料電池車目前應(yīng)用較多。與燃油汽車相比，燃料電池車具有無污染、零排放、無噪聲和無傳動部件等優(yōu)勢。與電動車相比，又具有續(xù)航里程長、充電時間短和起動快等優(yōu)勢。故業(yè)內(nèi)預(yù)言，新能源汽車的終點是燃料汽車。我國目前已研發(fā)出燃料電池乘用車、客車和物流車等不同類型。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021 年，燃料電池汽車產(chǎn)銷分別為1 777 輛和1 586 輛，同比分別增長48.2%和34.7%，如圖4 所示。2025 年，預(yù)計達(dá)到5 000 輛。

圖4 中國燃料電池汽車產(chǎn)銷情況

2 嘉興市氫能源發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 政策情況

嘉興市為響應(yīng)國家氫能戰(zhàn)略，全市重點打造氫能產(chǎn)業(yè)平臺，出臺多項氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策，涉及到加快氫能產(chǎn)業(yè)培育、增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新動力、加快示范應(yīng)用推廣和強(qiáng)化要素資源支持等多個方面，如表3 所示。這些政策的出臺，有力地推動了嘉興市氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

表3 嘉興氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)支持政策

2.2 產(chǎn)氫情況

從全國地域來看，嘉興市工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富，主要來自于嘉興港區(qū)和平湖市的化工新材料產(chǎn)業(yè)基地。2021 年，全市工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能為5.3 萬t。2023 年預(yù)計生產(chǎn)15.9 萬t，2025 年預(yù)計可以達(dá)到25 萬t，2030 年預(yù)計可以達(dá)到30 萬t，如圖5 所示。嘉興市豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫能，可以充分保障嘉興市及長三角周邊城市的燃料電池汽車使用。

圖5 嘉興市氫能產(chǎn)量圖

2.3 儲氫加注站發(fā)展情況

作為國家燃料電池汽車示范應(yīng)用上海城市群的一員，嘉興市將成為浙江省氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點地區(qū)。嘉興市近年來出臺了多項政策，支持本地區(qū)氫能燃料汽車及加注站的發(fā)展。截止2022 年6月，全市氫燃料電池汽車183 輛（公交車146 輛、貨車37 輛）。其中，嘉善縣120 輛（公交車100 輛、物流運輸車20 輛）、市本級公交車15 輛、平湖市公交車16輛、港區(qū)32 輛（公交車15 輛、重卡及物流運輸車17輛）。加氫站5 座，其中，嘉善縣3 座、平湖市1 座、港區(qū)1座。具體見圖6。

圖6 嘉興氫燃料電池車輛分布圖

2.4 產(chǎn)業(yè)鏈培育及應(yīng)用情況

嘉興市圍繞產(chǎn)業(yè)鏈開展強(qiáng)鏈招商，自2019 年以來，已經(jīng)連續(xù)舉辦了三屆長三角氫能產(chǎn)業(yè)高峰論壇，通過各種途徑，先后引進(jìn)了美國空氣產(chǎn)品公司和法液空等國際氣體產(chǎn)品巨頭的液氫項目，以及愛德曼氫能源裝備有限公司、浙江鋒源氫能科技有限公司、德燃（浙江）動力科技有限公司和浙江漢丞新能源有限公司等一大批行業(yè)頭部企業(yè)，基本實現(xiàn)了氫氣制備、儲運、加注及氫能裝備核心部件和燃料電池動力系統(tǒng)集成的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

同時，嘉興市注重氫能產(chǎn)業(yè)平臺培育，先后組建了浙江清華長三角研究院、長三角氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟和嘉興市長三角氫能產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會等高能級產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與合作交流平臺。長三角氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟是面向長三角層面的最具影響力的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，目前，匯聚了區(qū)域內(nèi)外60 多家氫能龍頭企業(yè)，對推動氫燃料電池汽車等產(chǎn)品和技術(shù)的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化及規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)揮了重要作用。嘉興市長三角氫能產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會是由浙華投資、嘉化能源、東恒石化、德燃動力、愛德曼和鋒源氫能等市場主體共同發(fā)起成立的行業(yè)性社會組織，對于促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)影響力發(fā)揮著重要作用。

嘉興市開展燃料電池重卡和輕型物流車示范項目的“揭榜掛帥”。在嘉興港內(nèi)短駁應(yīng)用場景推廣氫燃料物流車，在先期氫能重卡試運行的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推進(jìn)燃料電池重卡和輕型物流車的示范應(yīng)用。依托嘉興港區(qū)、平湖獨山港及現(xiàn)代綜合物流園等物流場所，將氫能拓展應(yīng)用到港口集卡車、物流車、環(huán)衛(wèi)車和叉車等各類場景。加大氫能技術(shù)在生鮮冷鏈、快遞分撥和電商物流等場景的應(yīng)用推廣。

3 嘉興氫能發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題

3.1 技術(shù)水平存在差距，成果轉(zhuǎn)化有待加強(qiáng)

嘉興市目前匯聚了一批氫能產(chǎn)業(yè)研發(fā)領(lǐng)軍人才和專業(yè)化團(tuán)隊，但是氫能核心技術(shù)與國外先進(jìn)水平依然存在較大差距，主要體現(xiàn)在氫燃料電池和氫氣存儲兩個方面。燃料電池方面，氫燃料電池電堆核心技術(shù)及關(guān)鍵零部件與世界先進(jìn)水平差距較大。在氫氣存儲方面，加氫站氫氣壓縮機(jī)、高壓儲氫系統(tǒng)關(guān)鍵部件以及氫氣加注機(jī)等與國際先進(jìn)水平仍有較大差距，尤其是在儲氫材料及相關(guān)配套零部件領(lǐng)域，差距更加明顯。

3.2 產(chǎn)業(yè)鏈條尚未形成，龍頭企業(yè)亟待培育

目前，嘉興市氫能產(chǎn)業(yè)覆蓋了制氫、氫燃料電池與系統(tǒng)和氫燃料電池關(guān)鍵零部件等環(huán)節(jié)，氫能產(chǎn)業(yè)形成了一定的先發(fā)優(yōu)勢和集聚態(tài)勢。但是，仍存在整體上產(chǎn)業(yè)鏈的完整性不足、關(guān)鍵龍頭企業(yè)不足等問題。從產(chǎn)業(yè)鏈看，在高性能氫氣儲運裝備和材料存在突出短板，氫燃料檢驗檢測等配套裝備產(chǎn)品還有待加強(qiáng)和提升。從企業(yè)主體看，一方面嘉興市現(xiàn)有的企業(yè)大多處于初創(chuàng)期，成立時間短，多數(shù)企業(yè)真實配套銷售數(shù)量較少，市場出貨量和占有率較低，產(chǎn)品運行穩(wěn)定性有待驗證。另一方面，嘉興市本地缺乏有資質(zhì)的燃料電池龍頭企業(yè)帶動，亟待引進(jìn)和培育若干龍頭企業(yè)，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。

氫燃料電池代表著今后的氫能發(fā)展方向，嘉興市雖然有德燃動力、愛德曼等企業(yè)，但目前氫燃料電池整體應(yīng)用占比較低。同時，在燃料電池環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)化尚處于早期，經(jīng)濟(jì)性短板突出，主要是氫能及燃料電池部分關(guān)鍵零部件、核心原材料環(huán)節(jié)上國產(chǎn)化缺失，進(jìn)口依賴度高，導(dǎo)致價格居高不下。在應(yīng)用環(huán)節(jié)，氫燃料電池車輛主要還是依靠政府補貼，應(yīng)用端購置成本、運營成本和處置成本也亟待降低。

3.3 供氫網(wǎng)絡(luò)尚未建立，示范規(guī)模亟待提升

嘉興市無論是加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施配套，還是氫能燃料汽車示范應(yīng)用推廣量，都無法達(dá)到孕育一個產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模和能級。

1）加氫站方面。嘉興市目前有5 座加氫站，且多處于示范模式。氫氣到目前還屬于危險品范疇，加氫站主管部門不夠明確，審批難度較大。在建成的加氫站中，缺乏有效的商業(yè)模式，不能實現(xiàn)盈利。加氫站建設(shè)成本昂貴，日加注能力和日加注率均不高，導(dǎo)致盈利不足，加氫站投資者信心不足，積極性較低。加氫站建設(shè)成本較高，投入回報率低，推行難度較大。

2）氫氣儲運方面。嘉興市普遍采用20 MPa 氣態(tài)高壓儲氫和長管拖車運輸方式，儲氫技術(shù)方面處于全國先進(jìn)水平。但是，這種方式下運輸費用占?xì)錃饨K端消費價格的一半，成本仍然較高，需要進(jìn)一步提高高壓氣態(tài)儲氫的儲氫密度和單車運氫量。而在天然氣管道摻氫、純氫管道輸送技術(shù)和工程示范等方面，目前還沒有涉及。

3）示范推廣方面。截止目前，嘉興市共推廣燃料電池公交車183 臺，打造了氫能示范公交線3 條，較小的示范推廣規(guī)模又反過來限制了加氫站的規(guī)劃和拓展。

3.4 政策體系尚不健全，管理體制有待創(chuàng)新

從政策體系看，尚未形成從企業(yè)研發(fā)、車輛補貼、加氫站建設(shè)、示范運行及產(chǎn)業(yè)招商等完整的配套政策體系，對氫能產(chǎn)業(yè)缺乏持續(xù)性和精準(zhǔn)性資金投入，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和核心零部件方面缺乏核心競爭優(yōu)勢，對加氫站建設(shè)缺乏引導(dǎo)性的政策補助，導(dǎo)致企業(yè)對加氫站的投資畏首畏尾。

從管理體制看，加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)缺乏主管部門統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致建設(shè)周期長，是阻礙加氫站建設(shè)的主要因素。加氫站投入運營之后，如何保證安全高效地管理，目前也缺少相關(guān)的制度和管理規(guī)范。

4 嘉興氫能發(fā)展的建議

1）強(qiáng)化政策支持，優(yōu)化氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策體系。建議繼續(xù)完善關(guān)于氫能的地方性法規(guī)和相關(guān)政策，按照國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035 年)》盡快出臺嘉興市的中長期規(guī)劃，明確監(jiān)管主體部門。同時，建立健全行業(yè)監(jiān)管體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步細(xì)化加氫站建設(shè)管理審批流程，盤活用地，進(jìn)一步放寬用地性質(zhì)限制。鼓勵研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)，積極探索制氫—加氫一體化模式，研究加氫站內(nèi)制氫安全標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范。出臺進(jìn)一步的扶持政策，加強(qiáng)對加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的財政資金扶持，鼓勵國有企業(yè)參與建設(shè)加氫站，政府搭建平臺鼓勵加氫站建立自己的商業(yè)模式，提升市場主體活力和全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2）堅持創(chuàng)新驅(qū)動，加強(qiáng)氫能科技攻關(guān)和基礎(chǔ)研究。充分發(fā)揮嘉興市在長三角地區(qū)以及全國氫能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，進(jìn)一步加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究，建議設(shè)立氫能與燃料電池嘉興科研專項計劃，統(tǒng)籌布局和培育氫能重點實驗室、關(guān)鍵技術(shù)裝備研制以及組建成果轉(zhuǎn)化平臺，組織嘉興地區(qū)骨干企業(yè)、本地區(qū)及全國優(yōu)勢高校和科研院所聯(lián)合攻關(guān)，在氫能制取、存儲、運輸、加注和場景應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈上，以及關(guān)鍵材料及核心技術(shù)設(shè)備瓶頸上重點突破，全方位提升氫能基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)等原始創(chuàng)新力。充分發(fā)揮嘉興市軍民融合深度發(fā)展的戰(zhàn)略優(yōu)勢，推動氫能軍民用共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，引導(dǎo)和鼓勵帶動更多民營企業(yè)參與進(jìn)來，共同推動技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，加快關(guān)鍵材料國產(chǎn)化進(jìn)程，進(jìn)一步補齊氫能全產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈短板。嘉興地區(qū)應(yīng)加快氫氣生產(chǎn)及提純裝備、氫氣儲運裝備、燃料電池及相關(guān)配套裝備重點布局及研究，爭取在電堆、雙極板、膜電極、空氣壓縮機(jī)、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、氫氣循環(huán)系統(tǒng)和儲氫罐閥等“卡脖子”技術(shù)上實現(xiàn)突破，形成一批國內(nèi)領(lǐng)先的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料企業(yè)。

3）加強(qiáng)戰(zhàn)略布局，爭取氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權(quán)。加快完善氫能政策頂層設(shè)計，在制度新能源政策時突出氫能及氫能產(chǎn)業(yè)在能源結(jié)構(gòu)中的戰(zhàn)略地位，將氫能及氫能產(chǎn)業(yè)作為嘉興市未來能源發(fā)展的重要方向，加快推動氫能與風(fēng)、光、電等可再生能源深度融合，在國家新一輪能源科技競爭中贏得主動。加快編制嘉興市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展長期規(guī)劃，明確中長期目標(biāo)、路線圖和可操作的實施細(xì)則，打造建設(shè)平臺，推動建立跨部門的氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，科學(xué)制定氫能與氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案，整體規(guī)劃嘉興市重點區(qū)域的中長期產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，統(tǒng)籌布局全嘉興市氫能基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵開展多元化技術(shù)示范和應(yīng)用，進(jìn)一步拓展氫能在儲能、發(fā)電、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用。支持長三院等社會組織和龍頭企業(yè)牽頭或參與制氫與提純、儲氫與加注、加氫站建設(shè)、氫能應(yīng)用與檢測等標(biāo)準(zhǔn)制定，推動嘉興市優(yōu)勢產(chǎn)品、技術(shù)成為國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對牽頭制定并完成國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的部門、企業(yè)給予獎勵。

4）注重人才建設(shè)，加強(qiáng)氫能國際交流與合作。積極推動嘉興市內(nèi)高校、科研院所創(chuàng)新學(xué)科設(shè)置，加強(qiáng)氫能發(fā)展前沿方向和交叉融合領(lǐng)域?qū)W科建設(shè)，引進(jìn)國內(nèi)氫能研究領(lǐng)域知名高校到嘉興市建立研究所，推進(jìn)氫能基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)，加快壯大氫能研究型和技能型人才隊伍。積極推動國際交流與合作，建設(shè)國際氫能人才交流與合作研發(fā)平臺，推動氫能企業(yè)深度融入全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國家在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的合作，進(jìn)一步縮小與國際先進(jìn)水平的差距。嘉興市要不斷優(yōu)化科技人才引育環(huán)境，加大對氫能產(chǎn)業(yè)人才的支持力度，以優(yōu)惠的政策和良好的環(huán)境吸引更多氫能人才留在嘉興，為推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅強(qiáng)有力的科技人才支撐。