廈門發(fā)展特色氫能產業(yè)的思考與建議

鄭琦琳 李麗婷

前言

氫的熱值很高（1.4×108J/kg），燃燒后產生的熱量是汽油的3 倍，并且不會產生大量二氧化碳，是一種綠色能源[1]。但是，氫能難以從自然界直接獲取，是一種二次能源。2022年3月國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》中強調，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉型的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點發(fā)展方向[2]。在能源危機和“雙碳”目標的雙重驅動下，美國、日本、中國和德國等國家都加快氫能發(fā)展腳步，全球氫能產業(yè)也呈現(xiàn)快速向上發(fā)展的態(tài)勢。

我國氫的制、儲、運技術快速發(fā)展，部分地區(qū)加氫網絡逐漸形成。雖然我國是世界上最大的制氫國，氫氣產量約為3300 萬噸/年[3]，但是氫氣主要來自化石能源制氫和工業(yè)副產氣制氫，而低碳的電解水制氫占比僅為1%[4]。國內電解水制氫技術應用尚處于起步階段，其中堿性電解制氫技術發(fā)展最為成熟。加氫站是支撐氫能產業(yè)鏈發(fā)展必不可少的基礎設施，我國35 MPa 的加氫站技術已較成熟，可自主完成加氫站的設計及建設工作，關鍵設備已實現(xiàn)國產化。據不完全統(tǒng)計，截至2023年上半年，我國共建成投運加氫站超350 座，約占全球總數的40%。其中，廣東省已建成55 座加氫站，遙遙領先其他省份，山東和江蘇位居第二和第三[5]。短期內，我國氫氣還主要應用于工業(yè)，隨著氫燃料電池技術的發(fā)展，氫應用場景將逐漸多元化，目前已具有自主研發(fā)的燃料電池汽車、船舶及電動自行車等產品。2022年，我國氫燃料電池汽車銷量累計完成3367 輛，同比增長112.3%[6]。

各地市積極推動氫能產業(yè)發(fā)展

在頂層設計春風的催動下，多地發(fā)布了氫能產業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃。各省、自治區(qū)及直轄市相繼出臺本區(qū)域氫能規(guī)劃，主要對氫能基礎設施建設、制氫裝備制造、儲氫裝備制造以及燃料電池車推廣應用進行部署。北京、廣東、河北、江蘇、山東、山西、陜西和上海等八地都規(guī)劃了萬輛氫車的推廣目標。在氫能產業(yè)快速發(fā)展的局勢下，國內已建成氫能產業(yè)園/示范區(qū)超70 個，其中廣東省、浙江省和江蘇省的數量位于前三，分別建設了9、8、7 個氫能產業(yè)園/示范區(qū)。各地市對氫能發(fā)展也熱情高漲，國內部分城市到2025年的氫能目標如表1 所示。廣州市計劃建設成為我國南部地區(qū)氫能樞紐，推動發(fā)展氫能全產業(yè)鏈。深圳市將重點發(fā)展綠色高效制氫、質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池等氫能材料和關鍵技術產業(yè)領域，已建成3座加氫站，其中包括2 座堿性電解水制氫加氫站。舟山市著力打造海洋特色氫能產業(yè)體系，建成國內具有影響力的氫能海洋應用示范城市——“海上氫島”。同時，廣州市、深圳市和青島市都已建成氫能產業(yè)園（見表2），發(fā)揮示范引領作用，推動產業(yè)集群集聚發(fā)展，加快氫能高端人才團隊引進。為有效引導和規(guī)范氫能發(fā)展，各地積極出臺獎補政策，具體獎補內容包括：加氫站建設及運營、氫能高新技術企業(yè)落戶、氫能產業(yè)投資、核心技術攻關及氫能產品開發(fā)等（見表3）。

表1 國內部分城市氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃政策及目標匯總表

表2 國內部分城市氫能產業(yè)園區(qū)概況

表3 國內部分城市氫能產業(yè)扶持政策概況

廈門市發(fā)展氫能產業(yè)的基礎與挑戰(zhàn)

1.發(fā)展基礎

（1）新型儲能產業(yè)創(chuàng)新能力不斷提升

廈門市科研實力雄厚、科技人才集聚，擁有廈門大學、自然資源部第三海洋研究所、中國科學院城市環(huán)境研究所、集美大學、嘉庚創(chuàng)新實驗室等高能級科研機構，在綠色制氫、新材料、海水淡化、新能源汽車和船舶制造等領域具有較強的研究基礎。其中，嘉庚創(chuàng)新實驗室作為廈門市重要的能源領域戰(zhàn)略科技平臺，以攻克“卡脖子”技術、推動高技術成果產業(yè)化為己任，近年來重點布局電化學儲能、氫儲能及智慧能源大型科研裝置等方向，已研制出高效堿性電解水制氫裝備，處于國內領先水平，為廈門市加快構建多元化能源體系和發(fā)展能源產業(yè)提供堅實的科技支撐。

廈門市已建設氫能標準化技術委員會，主要負責氫能領域的標準化工作；成立了廈門市氫能源產業(yè)協(xié)會，目前已有40 家本地會員單位；具備較完善的碳交易機制和先進的碳交易工具，有利于氫能和碳交易產業(yè)融合發(fā)展。同翔高新技術產業(yè)基地多個百億級項目相繼落戶，新能源產業(yè)集聚效應日益顯現(xiàn)，科技創(chuàng)新活力持續(xù)增強。

廈門市氫能相關技術發(fā)展增速。2011年至2020年，在廈企業(yè)、科研院所等單位氫能領域專利申請數量是2001年至2010年的近10 倍，2021年和2022年兩年合計申請專利數已逾百項。已申請專利技術涵蓋氫氣制、儲、運、加、用全鏈條，側重化學鏈重整制氫、電解水制氫和氫燃料電池技術。主要單位研發(fā)方向各具特色，其中廈門大學專利申請數量最多，主要分布于綠色制氫和氫燃料電池領域；集美大學專利申請數量排在第二，側重于氫燃料電池和氫能船舶的技術研究。

（2）產業(yè)局部形成國內領先優(yōu)勢

廈門市部分國企和上市公司發(fā)揮自己產業(yè)優(yōu)勢，積極占領氫能賽道，在儲氫材料、氫燃料汽車領域形成國內領先優(yōu)勢。廈門鎢業(yè)股份有限公司的貯氫合金產品是制作鎳氫電池的重要材料，主要應用于動力電池領域和儲能領域，該產品近年銷量持續(xù)增長，在動力領域一直處于行業(yè)龍頭位置。廈門金龍汽車集團股份有限公司在氫燃料電池電動汽車的研發(fā)上已有近十年的積淀，具備行業(yè)領先技術水平，已生產了氫燃料電池自卸車、氫燃料電池半掛牽引車和氫燃料電池客車等產品。廈門現(xiàn)有氫能和燃料電池企業(yè)已超150 家，企業(yè)數量呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，產業(yè)規(guī)模逐步擴大。

(2)甘肅省土壤亞類自身差異性的影響。從土壤分布的自身特點分析，土壤亞類間土壤物化性質相似性較大，進而導致地面景觀(植被)分布差異性小，而以地面光譜反射率為信息源遙感數據表現(xiàn)出的光譜特征區(qū)分度不高，這也是遙感手段土壤分類結果與全國第2次土壤調查結果的差異所在。

2.面臨挑戰(zhàn)

（1）氫能基礎設施建設相對落后

廈門市內氫氣資源不足，短期內需要依靠從周邊城市運輸氫氣。上海、深圳、廣州、青島等城市都已建成加氫站，并規(guī)劃加氫網絡和輸氫管道。廈門市目前氫能配套設施匱乏，制約了氫能產品的推廣應用，不利于氫能技術進一步發(fā)展。廈門市在氫能基礎設施建設方面有待突破。

（2）氫能產業(yè)政策有待完善

2022年12月，福建省發(fā)展和改革委員會印發(fā)了《福建省氫能產業(yè)發(fā)展行動計劃（2022—2025年）》，明確以福州、廈門國家燃料電池汽車示范應用城市群等為核心，重點開展氫能在道路交通領域示范應用。目前，福州市已發(fā)布了地方氫能產業(yè)支持政策，并積極探索加氫站審批和監(jiān)督管理辦法氫能產業(yè)發(fā)展相關政策和規(guī)定，廈門市尚未提出相關政策。與上海、深圳、寧波及福州等城市相比，廈門市在氫能相關領域的產業(yè)規(guī)劃、扶持、審批和監(jiān)管政策方面有待突破。

（3）氫能產學研用融合不足

廈門市在化學、材料、能源及海洋等學科的基礎研究實力強勁，但是科研機構與企業(yè)的融合程度不足，基礎研究成果與可市場化成果之間存在間隙，技術研發(fā)需求對接不夠及時，造成前沿的涉氫研究成果不能快速、良好地在本地轉化，協(xié)同研發(fā)效率低。

廈門市發(fā)展特色氫能產業(yè)的路徑分析

1.夯實基礎設施，統(tǒng)籌加氫網絡

（1）將氫能納入新基建行動方案，豐富氫源獲取途徑。一方面探索多元化氫能供應路徑，與泉州市、漳州市、三明市等周邊地市開展區(qū)域合作，提高工業(yè)副產氫供應量，短期內以長管拖車近距離運輸氫氣為主，中長期加強輸氫管道的規(guī)劃建設，積極培育液態(tài)儲氫技術、船舶氫運輸技術。另一方面，建議加快建設制氫和加氫一體示范站，加強培育質子交換膜電解水制氫、固體氧化物電解水制氫、海水制氫和核電制氫等綠色制氫技術。

（2）統(tǒng)籌規(guī)劃加氫網絡，建議結合新一輪城市總體規(guī)劃，在廈門市東、西兩個方向各布局1 個供氫中心，保障未來能夠以較低的成本將氫能輸送至全市用氫點。以需求為導向，在港口碼頭、工業(yè)園區(qū)、物流園區(qū)和公交站場周邊規(guī)劃建設加氫站，合理開發(fā)、適度超前，充分利用既有交通設施空間，盡量降低安全影響，減小對地區(qū)規(guī)劃發(fā)展的制約。

2.加強政策引導，構建標準體系

（1）完善氫能產業(yè)配套政策。根據廈門市現(xiàn)有產業(yè)基礎加快制定本市氫能產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，將氫能作為新型能源，從市級層面建立跨部門、跨學科、跨行業(yè)協(xié)同的政策措施，完善氫能基礎設施建設規(guī)劃、產業(yè)發(fā)展扶持辦法、加氫站建設及經營管理辦法等相關政策，形成較為完善的氫能產業(yè)發(fā)展制度政策環(huán)境。

（2）構建氫能標準規(guī)范體系。發(fā)揮廈門氫能標準行業(yè)協(xié)會的作用，聯(lián)合重點企業(yè)、高等院校和科研機構等加強氫能標準研制，優(yōu)先推進氫能基礎設施建設與管理、氫制備與提純、氫儲運與加注、燃料電池關鍵材料及零部件、燃料電池汽車器件等相關標準的制定，不斷優(yōu)化和完善地方氫能標準體系。強化政府在氫能領域標準制定、實施和標準化公共服務的作用，鼓勵企業(yè)作為市場主體積極牽頭和參與國際、國家和行業(yè)氫能相關標準制定，促進技術進步和優(yōu)化市場環(huán)境。

3.堅持示范引領，區(qū)域協(xié)同發(fā)展

（1）建設氫能綜合示范區(qū)和創(chuàng)新引領區(qū)。在綜合示范區(qū)推廣氫能公交示范線、氫能船舶、氫能物流車、氫能環(huán)衛(wèi)車、氫能旅游觀光車及氫能港口機械設備，建立氫能科普示范基地，通過試點示范探索多元化氫能應用場景，不斷優(yōu)化氫能技術；在創(chuàng)新引領區(qū)布局氫能產業(yè)核心技術，引進培育一批具有發(fā)展?jié)撡|的氫能企業(yè)，優(yōu)先發(fā)展制氫裝備、儲氫材料和設備、燃料電池關鍵材料與器件、燃料電池汽車生產等領域。

（2）聯(lián)合福州、泉州等省內主要城市，實現(xiàn)跨區(qū)域的產業(yè)、政策、技術及資金方面的合作，立足于國家能源戰(zhàn)略，結合各區(qū)域的產業(yè)優(yōu)勢，完善氫能產業(yè)鏈。建立跨區(qū)域氫燃料電池汽車應用場景，促進跨區(qū)域和跨學科交叉融合，形成規(guī)模效益顯著的產業(yè)群體。

4.聚焦源頭創(chuàng)新，加速成果轉化

（1）強化氫能基礎研究。充分發(fā)揮廈門大學、中國科學院城市環(huán)境研究所、清華海峽研究院、福建海洋創(chuàng)新實驗室（籌）、自然資源部第三海洋研究所、集美大學等高能級平臺的創(chuàng)新引領作用，開展電解水制氫、核電制氫、海水制氫、碳捕獲和封存、液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫及新型催化劑等前沿技術研究，強化顛覆性技術的前瞻布局。

（2）構建多層次創(chuàng)新平臺。支持高校、科研院所和企業(yè)聯(lián)合建設前沿交叉研究平臺，圍繞氫能產業(yè)關鍵材料、氫燃料汽車制造、智慧氫能裝備、氫能檢測和安全生產、碳氫協(xié)同發(fā)展等方向布局重點實驗室、企業(yè)技術中心、產業(yè)計量測試中心等創(chuàng)新平臺，構建產、學、研、用一體化的創(chuàng)新網絡，支撐行業(yè)關鍵技術開發(fā)和工程化應用，激發(fā)氫能產業(yè)活力。

（3）規(guī)劃建設海洋氫能試驗基地。發(fā)揮廈門市區(qū)位優(yōu)勢，借助港口和海洋資源優(yōu)勢，探索海洋特色氫能產業(yè)發(fā)展路徑，促進海上風電、海水淡化、漂浮式光伏、高效率制氫及綠色氫能儲運等技術進行跨學科交叉融合，并逐步向產業(yè)上下游延伸，帶動遠海制氫、漁業(yè)智能養(yǎng)殖、遠海養(yǎng)殖、海洋通信及海上倉儲等領域發(fā)展。

5.聚力引才育才，激發(fā)創(chuàng)新活力

（1）建立和完善適合廈門市氫能產業(yè)發(fā)展的專項人才機制，建設氫能產業(yè)相關“院士專家工作站”和“博士后工作站”，吸引院士團隊人才和外地氫能高端人才。以企業(yè)、高校、創(chuàng)新實驗室為依托，大力引進新型儲能企業(yè)管理運營人才和專業(yè)技術人員等高層次人才。加強與國內外知名高校合作，提高氫能裝備設計和制造水平。加強引進制氫、燃料電池及汽車制造等領域的海外優(yōu)秀人才，鼓勵海外高層次人才來廈設立專業(yè)性、開放型的新型研發(fā)機構。

（2）加快推動本地人才培養(yǎng)計劃，依托廈門大學、集美大學、廈門理工學院等高校，建立與氫能、燃料電池相關的專業(yè)學科，并強化科研機構和企業(yè)合作建立實訓基地，立足氫能產業(yè)的實際發(fā)展需求，有針對性地培養(yǎng)、鍛煉一批氫能技術研究、產品開發(fā)和應用檢測等研究型及實用型人才。

6.擴大開放合作，拓寬招商渠道

（1）積極開展國內外合作交流。加強與國內省市交流合作，充分發(fā)揮各自氫能產業(yè)優(yōu)勢，攜手推動氫能產業(yè)鏈發(fā)展。支持舉辦國際技術峰會、學術研討會、技術成果展覽會等行業(yè)交流活動。注重氫能基礎知識培訓、科普宣傳、應用推廣和輿論引導，推動形成社會共識。

（2）提升招商引資水平和質量。根據廈門氫能產業(yè)發(fā)展方向有針對性地吸引優(yōu)質項目，堅持補短板、優(yōu)布局、強弱項，注重集聚引領性強、帶動性大的高能級項目，形成高端氫能產業(yè)集聚地，創(chuàng)新招商引資思路，堅持外部引進、本土培育并重，國資、民資、外資并重，不斷優(yōu)化營商環(huán)境。適時研究設立氫能產業(yè)發(fā)展基金，撬動社會資本參與氫能產業(yè)發(fā)展，鼓勵金融機構加大對氫能新技術、新產品研發(fā)與應用示范的支持力度，推進氫能企業(yè)通過債券市場擴大融資規(guī)模，支持保險機構推出、推廣氫能首臺（套）重大技術裝備保險和新材料首批次應用保險。