中國儲能網訊：氫能被視為未來能源的重要組成部分，在新型能源體系和新型電力系統(tǒng)中將扮演關鍵角色。黨的二十屆四中全會提出加快建設新型能源體系，推動氫能等成為新的經濟增長點，標志著氫能發(fā)展定位和功能價值的新躍升。展望“十五五”，綠氫產業(yè)將迎來全方位發(fā)展機遇，同時面臨技術裝備瓶頸、經濟性不足、應用場景不成熟等挑戰(zhàn)。本文將分析研判綠氫產業(yè)發(fā)展趨勢，提出促進綠氫產業(yè)高質量發(fā)展相關建議。
我國綠氫政策現狀
《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》發(fā)布以來，國家加大綠氫產業(yè)政策支持力度，在基礎裝備和設施、應用推廣、要素保障等方面推出一攬子政策，著力推動產業(yè)規(guī)模化快速發(fā)展。
基礎裝備和設施方面，印發(fā)《關于推進能源裝備高質量發(fā)展的指導意見》《關于加快推動制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導意見》等文件，以構建制儲輸用全產業(yè)鏈技術裝備體系、提高產業(yè)鏈完備性和技術經濟性為目標，支持合理布局制氫設施，加快突破高可靠、長壽命、高效率的電解水制氫裝備，開發(fā)規(guī)模化離網制氫技術；穩(wěn)步構建儲運體系，加強儲運技術攻關，推動構建氣/液/固態(tài)儲氫協(xié)同的多元裝備體系；加快突破長時氫儲能、氫電協(xié)同等關鍵技術，開發(fā)成套裝備；統(tǒng)籌規(guī)劃加氫網絡。
應用推廣方面，印發(fā)《加快工業(yè)領域清潔低碳氫應用實施方案》《煤電低碳化改造建設行動方案（2024—2027年）》《關于推動交通運輸與能源融合發(fā)展的指導意見》等文件，以工業(yè)、交通、電力等重點領域多元化應用為目標，探索工業(yè)領域替代應用、實施氫冶金行動，加快推廣氫燃料電池車船等交通應用，積極開展儲能領域示范應用，合理布局發(fā)電領域多元應用。
要素保障方面，印發(fā)《關于深入推進工業(yè)和信息化綠色低碳標準化工作的實施方案》《2025年能源工作指導意見》《氫能產業(yè)標準體系建設指南（2023版）》等文件，以資金、項目、標準等要素供給為手段，對綠氫合成綠色燃料項目、加氫基礎設施、燃料電池汽車等給予專項資金支持，引導商業(yè)銀行提供金融服務支持，鼓勵可再生能源制氫項目參與電力市場，建立綠氫制儲輸用全鏈條發(fā)展的標準體系。
當前綠氫發(fā)展面臨的主要問題
一是技術裝備瓶頸仍然存在。在制取環(huán)節(jié)，因風、光可再生能源出力頻繁波動，制氫裝備在可再生能源適配性、波動工況下的系統(tǒng)運行能耗與耐久性等方面仍有待突破，適應寬范圍波動、快速響應的柔性電解制氫技術仍在探索和改進中。在儲運環(huán)節(jié)，由于氫氣常溫常壓下密度低、液化困難，且分子量小易滲透、易燃易爆，因此，氫氣長距離運輸和大規(guī)模儲運面臨安全與效率雙重挑戰(zhàn)。目前我國以高壓氣態(tài)儲運為主，但35MPa以上高壓氣態(tài)儲運存在管道材料氫脆、密封部件泄露等安全難題，而低溫液態(tài)儲運依賴絕熱材料等技術突破，固態(tài)和有機液態(tài)儲運仍在應用示范階段探索。
二是綠氫制取與儲運成本仍然較高。在制取環(huán)節(jié)，綠氫受可再生能源發(fā)電成本較高、利用小時數較低等綜合因素制約，對比灰氫，成本目前尚不具有競爭力，即使在內蒙古、新疆等可再生能源資源優(yōu)勢地區(qū)，綠氫成本仍比灰氫高出20%以上?？紤]設備折舊等全生命周期運行后，綠氫項目實際經濟性更低。近期，英國石油公司（BP）Teesside項目（英國最大綠氫項目）、深能鄂托克前旗、國能烏海西來峰等多個國內外綠氫項目被取消，反映了綠氫的生產成本困境。在儲運環(huán)節(jié)，長管拖車運輸距離短且密度低，成本居高不下，而管道運輸和加氫站建設成本高昂，建成規(guī)模小，遠未形成規(guī)模經濟效益。
三是綠氫應用場景不成熟、不豐富。工業(yè)場景方面，工業(yè)用氫原料替代是綠氫消納的潛在主力，由于涉及現有生產工藝、技術裝備、產業(yè)鏈的協(xié)同和調整，目前綠氫對灰氫的替代規(guī)模有限，尚未深入冶金、化工等行業(yè)，疊加綠氫成本高、綠氫替代價值尚未通過碳減排認證等市場機制轉化為實際收益，工業(yè)企業(yè)使用綠氫內生動力不足，應用規(guī)模尚未形成。交通場景方面，受制于車輛成本、加氫價格、燃料電池耐久性等因素，氫燃料電池汽車綜合使用成本仍高出同類型燃油/電動車型較多，目前僅在重卡、物流車、公交等運營領域實現短途商業(yè)示范，應用規(guī)模未達政策預期，中長途干線運輸、船舶等應用場景仍在探索中。電力場景方面，燃氣輪機摻氫/純氫發(fā)電、燃料電池熱電聯(lián)供/分布式供能等場景仍處在示范驗證階段。
四是政策機制有待完善。管理機制方面，由于氫能具有?；泛湍茉措p重屬性特征，氫能產業(yè)項目涉及的管理部門分散、管理要求多元，導致項目審批流程復雜，例如，各地可再生能源制氫、加氫站等項目建設審批普遍涉及10余個部門，在一定程度上制約了綠氫產業(yè)發(fā)展。財稅機制方面，總體覆蓋面、精準度與力度仍有不足，突出表現在補貼范圍重車輕鏈，對上游綠氫制取環(huán)節(jié)、中游管道基礎設施、下游工業(yè)領域應用等財稅支持不足或空白。同時，鼓勵性舉措多，操作性強的措施工具不足，不利于提高綠氫成本競爭力，難以滿足綠氫產業(yè)化初期發(fā)展需要。
綠氫產業(yè)發(fā)展趨勢分析
“十五五”期間，我國綠氫技術將加快降本增效，綠氫生產成本有望突破灰氫替代的經濟性臨界點，應用場景將深度拓展至化工、冶金、發(fā)電等領域，激發(fā)綠氫需求快速增長，綠氫產業(yè)將迎來爆發(fā)前的關鍵準備期。
一是全產業(yè)鏈技術加快性能效率提升。我國綠氫全產業(yè)鏈技術研發(fā)布局成效顯著，已具備加快垂直場景降本增效，推動實現規(guī)?；?、商業(yè)化落地的發(fā)展條件。電解制氫技術方面，我國已成為全球最大電解槽生產國與出口國，產能全球占比近60%，已形成以堿性（ALK）和質子交換膜（PEM）為主流的技術路線，未來將重點突破柔性電解制氫技術，實現向高波動適應性、低能耗、長壽命方向演進。儲氫技術方面，氣態(tài)儲氫已實現35MPa規(guī)?；瘧?，70MPa技術已形成技術—標準—市場閉環(huán)，短期70MPa將邁向規(guī)模化應用，中遠期固態(tài)、低溫液態(tài)、有機液體等儲氫技術均有望取得突破，實現儲氫技術由單一氣態(tài)向氣/液/固多相發(fā)展。輸運技術方面，長管拖車運輸向輕量化、高儲運密度方向發(fā)展，管道輸運未來將重點突破抗氫脆管材、阻氫涂層及焊接工藝等技術，支撐輸運管道骨干網加快布局，實現天然氣管網低比例摻氫輸運并逐步過渡至純氫管網輸運。在氫高效利用技術方面，目前我國質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、氫燃機等技術已取得長足進步，重卡、物流等交通領域已實現局部規(guī)?；痉逗统杀究焖傧陆?，兆瓦級摻氫/純氫燃氣輪機、兆瓦級燃料電池熱電聯(lián)供/分布式供能等正在加速示范驗證，未來相關技術將進一步向高性能、低成本、長壽命方向迭代，推動交通領域應用更加成熟、電力領域應用逐步走向商業(yè)化。
二是綠氫生產成本逐步具備成本優(yōu)勢。目前綠氫生產成本仍高于灰氫，以ALK、PEM電解制氫項目為例，成本構成主要集中在電力成本和設備成本，其中，ALK電解制氫兩類成本占比分別約80%和7%，PEM電解制氫兩類成本占比分別約50%和30%。隨著我國可再生能源發(fā)電成本持續(xù)下降、一體化互補發(fā)電提高電能利用率，同時通過技術迭代、材料部件國產化和規(guī)模效應顯現，電解制氫的系統(tǒng)成本和運行成本將持續(xù)下降，有望逐步實現綠氫與灰氫平價甚至低于灰氫。以ALK電解技術為例，預計制氫成本在2027年降至14元/千克，2030年進一步降至11元/千克，基本實現與當前煤價下的灰氫平價。近期，生態(tài)環(huán)境部辦公廳、國家能源局綜合司聯(lián)合發(fā)布的《溫室氣體自愿減排項目方法學 可再生能源電解水制氫（CCER—01—004—V01）》等兩項方法學，有望為綠氫項目提供額外的自愿減排量（CCER）收益。
三是綠氫應用市場加速拓展。從灰氫替代場景來看，綠氫有望優(yōu)先在合成氨、合成甲醇等用氫量需求大，以及半導體制造等用氫純度需求高的領域加速應用，以20%替代計算，預計綠氫需求規(guī)模超300萬噸。隨著技術工藝進步和綠氫價格下降，中期將進一步在石油煉化、冶金等工業(yè)碳減排領域逐步應用，預計2030年綠氫需求將超800萬噸。從交通應用來看，氫燃料電池汽車盡管未達2025年保有量5萬輛的政策預期目標，但重卡領域開始逐步打開市場規(guī)模，未來隨著技術經濟性提升和基礎設施、商業(yè)模式等完善，交通應用發(fā)展有望進一步提速。從其他應用場景來看，綠氫正成為解決新能源消納、長時儲能等難題的方案，目前已有多個風光儲氫+化工應用一體化示范項目投運或規(guī)劃建設，單個項目年制氫規(guī)模在萬噸級，有望引領新的產業(yè)發(fā)展空間。
四是氫能在新型能源體系中價值作用更加凸顯。未來以電氫耦合為中心，氫能將打通電力、工業(yè)、交通、熱力等多個孤立能源網絡，在新型能源體系中發(fā)揮可再生能源非電利用、清潔二次能源、多能跨時空耦合媒介、長周期儲能載體、深度脫碳工具等多層次價值，提升我國能源系統(tǒng)韌性與安全性。據中國氫能聯(lián)盟等機構預測，到2060年，氫能在我國終端能源消費的占比將達15%—20%。
有關建議
一是健全政策體系和標準體系。加快建立健全推動氫能成為新經濟增長點的政策法規(guī)體系和管理機制，針對綠氫產業(yè)資金和技術密集型特征，面向產業(yè)鏈上中下游，建立精準度高、預期穩(wěn)定、實質性強的財稅激勵。建立全流程全周期管理平臺，健全跨部門協(xié)調機制，加強氫能規(guī)劃、審批、監(jiān)管等協(xié)同管理。加快建設體現綠氫價值的價格體系，建立健全綠氫認證、核算、交易等重要機制。加快綠氫標準體系建設，重點完善質量安全、基礎設施、調度運行等基礎性標準供給，強化標準引領作用。
二是強化各環(huán)節(jié)同時發(fā)力，提升產業(yè)鏈整體經濟性。制取環(huán)節(jié)聚焦降成本、提效率，發(fā)力電解技術設備壽命能效迭代升級、高波動適應性制氫運行優(yōu)化、一體化布局優(yōu)化等方面，推動制氫裝備全生命周期降本增效。儲運環(huán)節(jié)聚焦擴規(guī)模、通堵點，發(fā)力摻氫/純氫管道基礎網絡建設、不同技術路線儲運技術研發(fā)等方面，推動輸運綜合成本加速降低。應用環(huán)節(jié)聚焦實用化創(chuàng)新，發(fā)力燃料電池等終端應用技術突破、成本壓降、商業(yè)模式創(chuàng)新等方面，推動各應用場景效益和規(guī)模加快提升。
三是延拓多元應用場景，培育綠氫消納市場。穩(wěn)步壯大存量應用場景，立體實施政策引導、基礎設施完善等多維舉措，重點加快推進工業(yè)領域深度替代，拓展交通領域應用。加快培育新型市場，重點針對源荷一體、綠電直連等場景，鼓勵發(fā)展風光儲氫用一體化產業(yè)，打造靈活高效的產業(yè)閉環(huán)，有效降低冗余成本。大力發(fā)展綠氨、綠甲醇等高附加值氫基衍生品，延伸綠氫產業(yè)鏈和價值鏈，打造產業(yè)新增長點。
四是探索海上綠氫發(fā)展，打造海氫綜合開發(fā)利用新場景。優(yōu)先在福建、廣東、海南等海上風電資源富集區(qū)，結合海上風電開發(fā)規(guī)劃，布局建設綜合能源海島、離岸式海上零碳供能系統(tǒng)、漂浮式多能耦合供能平臺等海上氫能系統(tǒng)，開發(fā)深遠?？稍偕茉淳徒{、綠色燃料就地制取、航運燃料海上加注等利用新場景，拓展深遠?？稍偕茉捶请娎眯侣窂健?/span>
五是深化電氫協(xié)同應用，釋放電氫資源價值潛力。探索發(fā)展中長時氫儲能、電氫靈活互動等應用，與其他儲能形式互補，發(fā)揮中長期調峰、備用電源、調頻等方面安全保供作用，支撐風光可再生能源高質量發(fā)展，增強新型電力系統(tǒng)韌性與安全。探索發(fā)展電氫熱多能互補、電氫耦合微能網等應用，發(fā)揮脫碳、末端供能、多能互濟等綠色高效供能作用，支撐園區(qū)、海島、偏遠地區(qū)等多元用能需求和管理，提升終端用能效率和靈活性。探索支撐“綠電—綠氫”協(xié)同發(fā)展的電力市場機制，充分釋放電氫協(xié)同價值潛力。
