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2020年，盡管新冠疫情重創(chuàng)全球經濟，但氫能發(fā)展勢頭不減。在我國，碳中和目標的提出以及相關規(guī)劃政策的出臺，助推氫能產業(yè)快速發(fā)展。雖然氫燃料電池汽車市場表現(xiàn)欠佳，但頂層設計不斷完善、應用領域不斷擴展、技術水平不斷提升、產業(yè)格局不斷優(yōu)化。本文從政策、市場、產業(yè)等角度，全面回顧了2020年國內外氫能發(fā)展形勢，并對2021年氫能發(fā)展進行展望和建議。
2020年是氫能發(fā)展的“曲折前行”之年。新冠疫情雖然重創(chuàng)全球經濟，但氫能被視為經濟復蘇和綠色轉型的重要路徑，發(fā)展勢頭絲毫不減；我國氫燃料電池汽車產銷量雖然都有下降，但工業(yè)、能源等領域明星工程不斷涌現(xiàn)；核心技術和裝備制造能力雖然與國際先進水平存在差距，但政策法規(guī)標準體系不斷健全，再加上央企的入局，發(fā)展動力不斷釋放。更為重要的是，“碳中和”宏偉戰(zhàn)略目標的提出，為氫能發(fā)展創(chuàng)造更多空間和可能，全社會發(fā)展氫能的共識不斷增強。
一、積極應對氣候變化背景下，氫能發(fā)展熱度不降反升
2020年綠色轉型步伐加快，氫能備受青睞。新冠疫情使得全球經濟經歷二戰(zhàn)以來最為嚴重的衰退，但綠色轉型的步伐并未因此停止，中國、歐盟、日本、加拿大、南非等國家和地區(qū)相繼提出了“碳中和”目標，美國總統(tǒng)拜登也宣布重返《巴黎協(xié)定》，并多次提出不遲于2050年達成碳凈零排放。綠氫具有的低碳、清潔、靈活等特點，有望成為實現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略的重要組成部分，備受全球主要國家和地區(qū)青睞。截至2020年底，G20國家中已有九個國家和地區(qū)發(fā)布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，還有七個國家和地區(qū)已開展氫能應用試點示范，并正在推進氫能戰(zhàn)略前期研究工作。例如，德國在《國家氫能戰(zhàn)略》中指出，氫能對德國實現(xiàn)“碳中和”目標的作用不可替代，應大力發(fā)展可再生能源電解水制氫，并將綠色氫氣用于工業(yè)、交通等“難以減排領域”。為此，德國將投入90億歐元打造氫能供應鏈及應用示范，力爭成為全球綠氫技術領導者。政府層面的高度關注，也催生出一批“明星項目”。例如瑞典鋼鐵集團于2020年8月投產的HYBRIT氫能煉鋼項目、英國啟動的“HyDeploy”天然氣摻氫項目、沙特與美國空氣集團建設的“綠氫合成氨”項目等。
我國氫能發(fā)展也保持迅猛發(fā)展勢頭，規(guī)劃政策利好不斷。2020年，全國共有超過30個地方政府發(fā)布了氫能發(fā)展相關規(guī)劃，涉及加氫站數(shù)量超過1000座、燃料電池車數(shù)量超過25萬輛，不論是規(guī)劃數(shù)量還是發(fā)展目標，均比2019年有大幅提升。特別是2020年9月，北京市發(fā)布了《氫燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020-2025年）》，提出了到2025年推廣1萬輛氫燃料電池汽車的目標，并補齊了京津冀氫能產業(yè)集群的“最后一塊拼圖”。據高工氫電分析，2020年，中國氫能產業(yè)投融資規(guī)模為712億元，在氫燃料電池產業(yè)鏈的投融資金額達515億元，部分先發(fā)地區(qū)產業(yè)集聚效應初步形成，匯聚產值規(guī)模突破千億元。2020年9月21日，財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局發(fā)文“開展燃料電池汽車示范應用工作”，聚焦商用車和綠氫兩大場景，采取“以獎代補”方式，對開展燃料電池汽車關鍵技術產業(yè)化和示范應用的城市群給予獎勵，力爭形成布局合理、各有側重、協(xié)同推進的燃料電池汽車發(fā)展新模式。該政策毫無疑問為氫燃料電池汽車發(fā)展打了一劑“強心針”，更是在全國各地掀起了申報熱潮，甚至還出現(xiàn)了多個跨省級行政區(qū)域聯(lián)手申報城市群的案例。
二、氫燃料電池汽車遭遇市場寒流，氫能多元化應用取得積極進展
2020年，氫燃料電池汽車遭遇市場寒流，產銷量雙雙下降。據中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的信息顯示，2020年，燃料電池汽車產銷分別完成1199輛和1177輛，同比分別下降57.5%和56.8%，其中一些月份還出現(xiàn)了“個位數(shù)”產銷量。誠然，受到疫情影響，燃料電池汽車供應鏈受到沖擊，但整個新能源汽車產業(yè)卻并未受到明顯影響，全年表現(xiàn)搶眼，呈現(xiàn)出“逆勢上揚、走出低谷”的跡象。據統(tǒng)計，2020年，全國新能源汽車保有量接近500萬輛，同比增長近30%。燃料電池汽車發(fā)展陷入困局，本質上是“扎堆造車”的發(fā)展模式與氫能供應鏈、產業(yè)鏈不健全之間矛盾的集中體現(xiàn)，也是氫能相關技術儲備、企業(yè)實力和財政支撐能力不足的現(xiàn)實縮影。
2020年，氫能在我國多元化應用示范取得積極進展。在工業(yè)領域，全球最大規(guī)模的太陽能電解水制氫儲能及綜合應用示范項目在寧夏寧東能源化工基地開工，該項目是我國煤制烯烴行業(yè)首個引入綠氫的項目；由中國科學院大連化學物理研究所研發(fā)的千噸級液態(tài)太陽燃料合成示范項目，于2020年10月在甘肅蘭州通過中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，該項目利用可再生能源制氫制取合成燃料，為解決可再生能源消納和二氧化碳利用問題提供了新的解決方案；同年11月，特諾恩與河鋼集團簽訂合同，開工建設綠氫直接還原鐵工廠。在能源領域，2020年9月，江蘇鏵德氫能獲得我國首張燃料電池熱電聯(lián)產系統(tǒng)認證，并于當年10月產品出口到了歐洲市場；同月，弗爾賽燃料電池發(fā)電系統(tǒng)亮相西安交大信息物理融合能源系統(tǒng)聯(lián)合實驗室平臺。
三、政策法規(guī)逐漸完善，引領氫能產業(yè)有序發(fā)展
2020年，我國對氫能的發(fā)展共識逐步增強，產業(yè)政策法規(guī)不斷取得創(chuàng)新突破。2020年，國家各相關部委發(fā)布了《2020年國家標準立項指南》《國家重點研發(fā)計劃“制造基礎技術與關鍵部件”等重點專項2020年度項目申報指南》《關于加快建立綠色生產和消費法規(guī)政策體系的意見》《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》《新時代的中國能源發(fā)展白皮書》等文件，分別從標準法規(guī)、技術攻關、產業(yè)發(fā)展政策等層面，進一步明確了國家對發(fā)展氫能產業(yè)的支持。
與此同時，各部委積極推進氫能技術標準化工作，強化標準對技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展的引領作用。2020年4月，工信部發(fā)布《2020年新能源汽車標準化工作要點》，明確提出要推動研制燃料電池等重點標準，引領技術創(chuàng)新和產業(yè)升級。2020年6月2日，國家市場監(jiān)督管理總局正式發(fā)布GB/T 38914-2020《車用質子交換膜燃料電池堆使用壽命測試評價方法》、GB/T 28816-2020《燃料電池術語》和GB/T 38954-2020《無人機用氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)》三項燃料電池國家標準。2020年6月12日，住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布了關于國家標準《加氫站技術規(guī)范（局部修訂條文征求意見稿）》和《汽車加油加氣加氫站技術標準（征求意見稿）》公開征求意見的通知，并于2020年年底完成了報批評審工作。此外，中國氫能聯(lián)盟還發(fā)布了全球首個“綠氫”團體標準，采用生命周期評價方法建立了低碳氫、清潔氫和可再生氫的量化標準及評價體系。
四、技術進步成效顯著，核心產品成本下降超預期
制儲運等環(huán)節(jié)技術進步顯著，共同構建安全、高效、經濟氫能供應鏈。制氫方面，我國堿性電解槽技術領跑國際先進水平，電解槽成本已下降至7000元/kW左右，僅為發(fā)達國家的一半甚至更低；質子交換膜電解槽技術實現(xiàn)了“從無到有”，單槽功率達到兆瓦級，但催化劑、質子交換膜等技術比較落后、成本較高。車載儲氫容器方面，我國三型瓶技術成熟已實現(xiàn)全國產化，四型瓶初步具備量產水平，但由于碳纖維等關鍵材料大部分依賴進口，儲氫瓶成本高于國外同類產品。儲運方面，我國仍以20MPa壓縮氫氣運輸為主，45MPa（含以上）固定儲氫瓶組性能有待實踐驗證；液氫項目加速落地，中石化巴陵石油化工有限公司和湖南核電有限公司共同投資11億元建設國內首座液氫工廠，鴻達興業(yè)生產的液氫已完成首次國內長距離運輸，中科富海實現(xiàn)了我國大型氫液化設備的首次出口等。
雖然燃料電池成本下降超預期，“千元千瓦”目標指日可待，但“卡脖子”問題仍然存在。2020年，我國燃料電池電堆與系統(tǒng)集成水平大幅提升，并向高功率、高集成、低成本方向發(fā)展。多家燃料電池生產企業(yè)推出了100kW及以上的電堆與系統(tǒng)，有力回應了“功率低、適用場景有限”等質疑。同時，燃料電池成本也在快速下降，廣東國鴻等燃料電池電堆企業(yè)相繼發(fā)布新產品，電堆價格最低下探至2000元/kW以內，“千元千瓦”目標指日可待。在核心零部件方面，膜電極、空壓機、雙極板等國產化進展迅速，正快速縮小與國際先進水平的差距，2020年成本同比降幅達30%以上。據統(tǒng)計，與2015年相比，2020年燃料電池電堆性能大幅提升，其中，電堆功率提升37%，石墨板及金屬板電堆功率密度分別提升47%、50%，石墨板及金屬板電堆壽命分別增長300%、67%，系統(tǒng)集成能力大幅增強。但值得注意的是，關鍵材料技術對外依存度仍然較大，質子交換膜和氣體擴散層產業(yè)化仍未取得實質性突破，催化劑、氫氣循環(huán)泵雖然已實現(xiàn)量產，但性能指標及穩(wěn)定性仍不及進口產品。
五、央企入局并持續(xù)發(fā)力，鞏固和引領氫能產業(yè)發(fā)展
2020年，央企加速入局氫能產業(yè)并持續(xù)發(fā)力，成為推動產業(yè)發(fā)展的重要力量。在我國提出“2030碳達峰”及“2060碳中和”目標的背景下，大型央企，尤其是能源企業(yè)面臨著低碳轉型的迫切需求，氫能則是其轉型的重要方向之一。當前，我國涉足氫能的央企主要有能源企業(yè)、能源裝備制造企業(yè)、鋼鐵企業(yè)、汽車企業(yè)等。2020年，企業(yè)加速推進其氫能業(yè)務布局，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
一是加大與產業(yè)先發(fā)地區(qū)的氫能戰(zhàn)略合作。2020年，國家及各地方政府涉氫產業(yè)支持政策頻出，我國氫能產業(yè)進入規(guī)模化發(fā)展前夜，央企加快氫能產業(yè)鏈業(yè)務布局，積極與珠三角、長三角、京津冀等產業(yè)先發(fā)地區(qū)展開戰(zhàn)略合作，搶占產業(yè)發(fā)展高地。例如國電投與北京市簽署協(xié)議，圍繞氫能應用、綠電進京、能源創(chuàng)新等展開戰(zhàn)略合作；中石化廣東與廣州黃埔區(qū)、廣州開發(fā)區(qū)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，規(guī)劃新建20座以上的加氫、加油、充電、非油、光伏發(fā)電等“五位一體”綜合能源銷售站；一汽解放與佛山合作，在佛山高明區(qū)建設一汽解放南方新能源基地，主要聚焦燃料電池商用車的研發(fā)生產。
二是強化與氫能產業(yè)鏈頭部企業(yè)的戰(zhàn)略合作。近年來，央企依托其自身技術及資源優(yōu)勢，積極布局氫能產業(yè)，已形成了技術積累及產業(yè)規(guī)模。2020年，央企氫能產業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出與國內外氫能產業(yè)鏈頭部企業(yè)合作的發(fā)展態(tài)勢，提升研發(fā)創(chuàng)新能力，拓寬業(yè)務范圍，全力營造產業(yè)生態(tài)，向產業(yè)落地和市場開拓。以寶武集團為例，2020年，寶武集團積極推進氫能產業(yè)發(fā)展，與重塑科技等民營企業(yè)開展氫能戰(zhàn)略合作，并已成功運營10輛氫燃料電池半掛牽引車。
三是推進氫能基礎設施建設，拓寬氫能終端應用領域。2020年，央企加快布局氫能基礎設施。例如中石化具備豐富的副產氫資源、齊全的終端能源供應網絡，在加氫站等基礎設施建設領域優(yōu)勢明顯。據報道，截至2020年底，中石化已經在北京、廣東、上海等地建成9000kg/d的高純氫供應能力，正在布局可再生能源制氫項目；已建成10座油氫混合加氫站，其中9座已正式運營。與此同時，央企還積極拓寬氫能應用領域，其中，國家能源集團自主研發(fā)的首套20kW固體氧化物燃料電池（SOFC）發(fā)電系統(tǒng)試車成功；寶武集團打造氫能供應鏈的同時，將探索發(fā)展氫冶金。
六、2021 年我國氫能發(fā)展展望及建議
2021年，我國氫能產業(yè)發(fā)展或將按下“快進鍵”。隨著國家重點研發(fā)計劃“氫能技術”重點專項的實施，氫能綠色制取、安全致密儲輸和高效利用等關鍵技術將取得突破，產業(yè)自主可控程度有望提升；在應用方面，隨著氫燃料電池汽車示范城市建設工作的啟動，將有望帶動燃料電池汽車推廣走出頹勢，同時，氫能在化工、鋼鐵等“難以減排領域”的應用，也有望得到更多重視和發(fā)展。為更好地推動氫能產業(yè)發(fā)展，提出以下四方面建議：
首先，圍繞“碳中和”目標制定出臺氫能發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。2020年我國已向全球做出2030年前“碳達峰”和2060年前“碳中和”莊嚴承諾，彰顯了構建“人類命運共同體”的大國擔當。作為全球最大的發(fā)展中國家和工業(yè)化國家，我國實現(xiàn)“碳中和”目標難度更大、時間更短、挑戰(zhàn)更多。氫能具有的清潔、低碳、靈活等特點，能夠成為“難以減排領域”深度脫碳的重要解決方案，建議在“碳中和”戰(zhàn)略的制定過程中予以高度重視。同時，氫能發(fā)展戰(zhàn)略也應緊緊圍繞“碳中和”目標來制定，確保氫能與現(xiàn)有能源體系更好融合、相互促進、共同發(fā)展。
第二，加強國企與民企合作，共同打通氫能供應鏈。我國氫能產業(yè)已呈現(xiàn)出國企和民企共同參與的局面。由于氫能產業(yè)尚處于發(fā)展初期，存在技術不確定性較大、基礎設施建設滯后、社會認知不充分等問題，需要國企和民企各盡所長，共同打通氫能供應鏈。建議國企側重氫能供應鏈中上游，即氫能資源開發(fā)、基礎設施建設等環(huán)節(jié)，為氫能“降成本”、提供基礎性公共服務等；民企側重氫能供應鏈下游，即技術研發(fā)、關鍵材料設備制造等，特別是及時響應國內外市場變化，與時俱進調整產品結構和技術路線。
第三，因地制宜、分型分策推進氫能綜合示范區(qū)建設。近幾年，盡管全球很多國家對此都開展了積極探索，但尚未形成“放之四海而皆準”的發(fā)展模式。建議各地區(qū)、行業(yè)立足于氫能產業(yè)格局和當?shù)貙嶋H情況，綜合考慮資源稟賦、產業(yè)基礎、現(xiàn)實訴求等因素，選擇有代表性的地區(qū)、有所側重進行示范，加快技術攻關、提升制造水平、創(chuàng)新體制機制，與燃料電池汽車示范政策形成互補、互促，共同探索氫能在我國的發(fā)展路徑、技術路線和商業(yè)模式，為氫能大規(guī)模融入能源生產和消費體系，提供經驗借鑒。
第四，積極開展國際合作交流，樹立氫能發(fā)展“中國模式”。在積極應對氣候變化、加快推進能源轉型的背景下，我國已成為全球最活躍的新能源市場，氫能產業(yè)更是已開始吸引全球頭部企業(yè)和高端人才團隊集聚。未來，應以可再生能源資源優(yōu)勢、巨大的終端應用市場空間為依托，更加積極地開展國際技術、產業(yè)和貿易合作，帶動我國氫能技術快速提升，提高在國際氫能產業(yè)圈的影響力，保持在全球氫能產業(yè)的“第一梯隊”。
原標題:2020國內外氫能發(fā)展形勢回顧與2021展望
