唐旭東

（中國石化廣州分公司，廣東廣州 510726）

氫能是一種能量密度高、無污染、來源廣泛且清潔高效的能源，被譽(yù)為未來世界能源架構(gòu)的核心、21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。氫以燃料電池方式將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，可廣泛用于交通（汽車、船等）和儲(chǔ)能等能量供應(yīng)體系，特別是氫燃料電池汽車作為一種理想的車型，將迎來發(fā)展的廣闊空間，并對(duì)交通能源的生產(chǎn)與消費(fèi)產(chǎn)生較大影響。發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)能夠減少溫室氣體和細(xì)顆粒物的排放，實(shí)現(xiàn)能源多元化。全球各國家及地區(qū)紛紛將氫能源視為未來新能源的戰(zhàn)略發(fā)展方向。

我國存在經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的能耗增加與CO2減排綠色環(huán)保的深層次矛盾。發(fā)展氫能符合能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型要求，有利于實(shí)現(xiàn)我國能源轉(zhuǎn)型，有利于實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展目標(biāo)，有利于提高我國能源安全。因此，珠三角也和長(zhǎng)三角、京津冀等區(qū)域一樣，各級(jí)地方政府紛紛出臺(tái)規(guī)劃和鼓勵(lì)政策，大力搶占?xì)淠馨l(fā)展制高點(diǎn)，區(qū)域內(nèi)企業(yè)特別是石化和汽車行業(yè)紛紛投入，整個(gè)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)勃勃生機(jī)。

1 國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與珠三角發(fā)展趨勢(shì)

目前全球用氫量約1.15 億噸，其中約61%用于煉油和生產(chǎn)化肥等，39%用于生產(chǎn)甲醇和其他化學(xué)品以及燃料等。國際氫能源委員會(huì)（Hydrogen Council）預(yù)計(jì)到2050 年，氫能將承擔(dān)全球18%的能源需求，氫能產(chǎn)業(yè)將減少60億噸CO2排放，氫能汽車將占全球車輛的25%，氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3 000萬個(gè)就業(yè)崗位，創(chuàng)造2.5萬億美元的市場(chǎng)價(jià)值[1]。

1.1 國外氫能產(chǎn)業(yè)

美日歐等主要工業(yè)國均將氫能列入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已初具規(guī)模，但發(fā)展重點(diǎn)有所不同。2020年7月，歐盟發(fā)布了《歐盟氫能戰(zhàn)略》和《能源系統(tǒng)整合策略》，以達(dá)到2050 年碳中和的目標(biāo)。法國提出了2035年實(shí)現(xiàn)綠色氫燃料飛機(jī)計(jì)劃。德國已完成《國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略》制定，將氫能與大力發(fā)展可再生能源戰(zhàn)略相結(jié)合，大力推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。美國能源部2019年提出了《國家氫能發(fā)展路線圖》，規(guī)劃到2040 年全面完成向氫能社會(huì)的過渡，重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域一是燃料電池系統(tǒng)研發(fā)，二是布局建設(shè)加氫站。日本加速建設(shè)和發(fā)展“氫能社會(huì)”，計(jì)劃2040年完成零碳?xì)淙剂瞎┙o體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)氫燃料汽車的普及，建立起零碳排放的供氫體系，使氫加入傳統(tǒng)的“電、熱”系統(tǒng)，構(gòu)建全新的二次能源結(jié)構(gòu)。韓國政府發(fā)展氫能的目標(biāo)是通過發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)減少對(duì)石油進(jìn)口的依賴，同時(shí)將氫技術(shù)與汽車、航運(yùn)和石油化工等傳統(tǒng)制造業(yè)聯(lián)系起來，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前，國際上大的氣體公司如美國Air Products公司、法國Air Liquide公司、德國Linde 公司、日本巖谷公司等，都對(duì)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)非常重視。

截止2019年底，全球共有493座加氫站，其中歐洲198 座，亞洲199 座，北美96 座。全球燃料電池乘用車保有量達(dá)到1.87萬輛，燃料電池叉車已有2.6萬輛投入運(yùn)行，燃料電池公交車已有800多輛用于示范運(yùn)營(yíng)，全球制定支持氫能產(chǎn)業(yè)政策的國家總數(shù)超過50個(gè)。一些國家開始嘗試在鐵路、船舶、航空等領(lǐng)域使用氫能。全球加氫站中Air Products 公司、Air Liquide公司和Linde公司建設(shè)的加氫站占全球加氫站總量的60%左右，是當(dāng)前氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主力軍。

1.2 我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

中國在《巴黎協(xié)定》中承諾，到2030 年中國非化石能源在總能源中的比例要提升到20%左右，且中國的CO2排放要達(dá)到峰值，并且爭(zhēng)取盡早達(dá)到峰值[2]。這意味著必須有革命性先進(jìn)技術(shù)的突破和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用才能推動(dòng)能源體系低碳化轉(zhuǎn)型。2019 年政府工作報(bào)告首次寫入“推動(dòng)加氫設(shè)施建設(shè)”，由此確定了我國發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)的基調(diào)。國家已將發(fā)展氫能上升為重要工作計(jì)劃，列入《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021－2035）》《綠色產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄（2019 年版）》，為氫能產(chǎn)業(yè)壯大提供指引。截至2020 年底，我國已建成的加氫站有118 座，其中85%已投入運(yùn)營(yíng)，在建和擬建的加氫站有167座。2020年國內(nèi)燃料電池汽車運(yùn)行總量超過8千輛，氫能軌道交通車輛達(dá)到50列，行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到3 000億元。

我國制氫的工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，2020 年以能源形式利用的氫氣產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到720億m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。氫作為催化劑、還原劑得到大量應(yīng)用。未來氫氣市場(chǎng)巨大。目前已有24個(gè)省、超過50個(gè)城市已/正在做氫能和氫燃料汽車的發(fā)展規(guī)劃，已形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六個(gè)氫能和氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)集群，涌現(xiàn)出像佛山、廣州、上海、如皋、張家口、武漢等有代表性的城市。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，未來10 年內(nèi)國內(nèi)氫燃料電池汽車規(guī)劃推廣數(shù)量約200萬輛，加氫站建設(shè)規(guī)劃已超過7 000座。我國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書預(yù)計(jì)到2050年，氫能在中國能源體系中占比約為10%，氫氣需求量接近6 000萬噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值將達(dá)到12萬億元，全國的加氫站達(dá)到一萬座以上，交通運(yùn)輸、工業(yè)領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)氫能的普及應(yīng)用，燃料電池車達(dá)到520 萬輛/年，固定式發(fā)電裝置每年2 萬臺(tái)套，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能550臺(tái)套/年。6 000萬噸氫利用，可減排約7億噸二氧化碳。

受國家整體政策、產(chǎn)業(yè)環(huán)境的推動(dòng)，中國氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)逐步形成了京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角三大重點(diǎn)區(qū)域。在各地資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)差異的基礎(chǔ)上，各地區(qū)氫能發(fā)展的重點(diǎn)及路徑也不同。例如長(zhǎng)三角地區(qū)的產(chǎn)業(yè)政策、規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍要領(lǐng)先于其他兩個(gè)地區(qū)；京津冀地區(qū)主要以氫能源應(yīng)用推廣以及氫燃料電池商用車的示范應(yīng)用為主，而珠三角地區(qū)特點(diǎn)是打造完整的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。在市場(chǎng)方面，全國燃料電池汽車運(yùn)營(yíng)主要集中在長(zhǎng)三角（上海、如皋）和珠三角地區(qū)（佛山、云浮）。

1.3 珠三角地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)

1.3.1 發(fā)展現(xiàn)狀

佛山2015 年引進(jìn)了加拿大巴拉德公司9SSL 生產(chǎn)線并消化吸收商用車技術(shù)，是最早出臺(tái)并實(shí)施專門的氫能產(chǎn)業(yè)扶持優(yōu)惠政策和擁有最多加氫站的地級(jí)市和區(qū)域，現(xiàn)正式投入運(yùn)營(yíng)的有16座加氫站，是目前國內(nèi)較具權(quán)威性的中國氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)基地，2018年3月經(jīng)過國家市場(chǎng)監(jiān)管總局技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的批準(zhǔn)，正式成為中國唯一氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地，已有1 500 多臺(tái)商用車投入運(yùn)營(yíng)。2020 年5 月，南海區(qū)啟動(dòng)仙湖氫谷十大項(xiàng)目，包括佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室、氫能學(xué)院、氫能公交等，涵蓋研發(fā)、教育、交通以及應(yīng)用、生產(chǎn)等多個(gè)方面，總投資達(dá)120億元。中國石化在廣東等地積極探索啟動(dòng)油/氫合建站建設(shè)，2019年在佛山樟坑建設(shè)了國內(nèi)首座油氫合建加氫站。

深圳市現(xiàn)有超60 家氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)，部分核心技術(shù)已處于全國領(lǐng)先水平，并通過摸索與實(shí)踐已初步形成協(xié)同合作的集群效應(yīng)，共同開拓市場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用示范。優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域主要為長(zhǎng)距離、大載重的交通運(yùn)輸領(lǐng)域；分布式、大規(guī)模、可再生能源系統(tǒng)化高效利用的固定式發(fā)電領(lǐng)域；以及特定場(chǎng)景下的區(qū)域性氫能網(wǎng)絡(luò)搭建。主要集中在燃料電池電堆、系統(tǒng)集成、制氫、上游制造裝備、下游交通和無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，且大部分處于研發(fā)或商業(yè)初期，接近一半擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

廣州市及其周邊地區(qū)具有較好的氫源條件，年制氫量約10 萬噸，目前已有廣州石化、普萊克斯、廣州發(fā)展集團(tuán)、空氣化工、廣鋼林德氣體等產(chǎn)氫企業(yè)。以氫能產(chǎn)業(yè)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)包括廣州鴻基創(chuàng)能、雄川氫能、智氫科技、重塑、舜華等，氫能環(huán)衛(wèi)車、專用車年產(chǎn)能可達(dá)1 000 輛以上。位于黃埔區(qū)的廣州石化公司現(xiàn)有7 套產(chǎn)氫裝置，總產(chǎn)氫能力約14 萬噸/年，該公司已建設(shè)了氫燃料電池供氫中心項(xiàng)目一期裝置，二期裝置也在規(guī)劃中，預(yù)計(jì)三年內(nèi)氫能車用氫氣產(chǎn)能規(guī)?？蛇_(dá)約0.4萬噸/年。2019年中，廣州黃埔區(qū)（也是廣州開發(fā)區(qū)）政府專門出臺(tái)政策推進(jìn)了黃埔氫能產(chǎn)業(yè)建設(shè)和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[4]。2020年7月，首批15輛氫燃料電池公交車落地廣州開發(fā)區(qū)，首條氫燃料電池公交示范線在廣州公交集團(tuán)三汽公司388 路投入運(yùn)營(yíng)，已建成投運(yùn)知識(shí)城、西區(qū)2 座加氫站，正在推動(dòng)建設(shè)科學(xué)城、東區(qū)、永和等5座加氫站建設(shè)。2020年12月15日，廣州石化公司氫燃料電池供氫中心項(xiàng)目（一期）正式投產(chǎn)，高純氫正持續(xù)不斷提供給周邊氫能用戶，為中國石化打造“中國氫能第一公司”目標(biāo)邁出堅(jiān)實(shí)的一步。

1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)

廣東省提出將氫能和燃料電池列為優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)，先后發(fā)布了《廣東省人民政府關(guān)于加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃》《廣東省培育新能源戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃》《廣東省推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年實(shí)施方案》和《廣東省加快氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)施方案》等，鼓勵(lì)氫燃料電池汽車應(yīng)用和氫能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。到2025年，全省將建成加氫站300座，屆時(shí)廣東加氫設(shè)施體系基本建成。

佛山市規(guī)劃將氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱。力爭(zhēng)到2025年將其打造成國內(nèi)知名的氫能產(chǎn)業(yè)典范城市，到2030年通過不斷擴(kuò)大氫能源產(chǎn)品在城市各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用與示范，將該市建設(shè)成國際知名的氫能生態(tài)城市。到2025年，氫能源及相關(guān)產(chǎn)業(yè)累計(jì)產(chǎn)值達(dá)到500億元；到2030年，建成氫能源產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)氫能源及相關(guān)產(chǎn)業(yè)累計(jì)產(chǎn)值1 000億元。2025 年，培育氫能及燃料電池企業(yè)超過100家、龍頭企業(yè)6 家、投資總規(guī)模達(dá)到300 億元；到2030年，培育氫能及燃料電池企業(yè)超過150家、龍頭企業(yè)8 家，累計(jì)投資總規(guī)模達(dá)到500 億元，形成具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的氫能源產(chǎn)業(yè)集群。到2025年氫能源產(chǎn)品推廣應(yīng)用累計(jì)超過11 000套，加氫站達(dá)到43座，到2030年累計(jì)約30 000套，加氫站達(dá)到57座，實(shí)現(xiàn)氫能源及相關(guān)產(chǎn)業(yè)累計(jì)產(chǎn)值1 000億元[3]。

廣州規(guī)劃將其建成我國南部地區(qū)氫能樞紐，成為大灣區(qū)氫能研發(fā)設(shè)計(jì)中心、裝備制造中心、檢驗(yàn)檢測(cè)中心、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中心、國際交流中心，構(gòu)建氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，形成氫能規(guī)?；瘧?yīng)用，實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵零部件、核心裝備的自主研發(fā)、設(shè)計(jì)與制造，面向全國、全球輸出氫能成套裝備和關(guān)鍵零部件。規(guī)劃布局黃埔氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新核、南沙氫能樞紐、番禺乘用車制造及分布式發(fā)電研發(fā)基地、從化商用車生產(chǎn)基地等；打造廣州石化制氫、儲(chǔ)氫、供氫基地，在法規(guī)、安全、經(jīng)濟(jì)等可行條件下嘗試通過敷設(shè)管網(wǎng)輸氫至加氫站，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)輸氫管網(wǎng)建設(shè)的突破。到2030年，規(guī)劃建成集制取、儲(chǔ)運(yùn)、交易、應(yīng)用一體化的氫能產(chǎn)業(yè)體系，氫能與電力、熱力等共同支撐二次能源供給；大灣區(qū)氫能研發(fā)設(shè)計(jì)中心、裝備制造中心、檢驗(yàn)檢測(cè)中心、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中心、國際交流中心。在核心部件、電堆、系統(tǒng)集成、測(cè)試認(rèn)證服務(wù)、整車開發(fā)等環(huán)節(jié)形成一批具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)。儲(chǔ)能、備用電源、分布式能源和冷熱電聯(lián)供、調(diào)峰電站等領(lǐng)域的裝機(jī)量累計(jì)5 萬套，在汽車、軌道交通、船舶、航空等領(lǐng)域的裝機(jī)量累計(jì)超過10萬套。具體情況見表1。

廣州黃埔區(qū)規(guī)劃依托現(xiàn)有氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，打造輻射粵港澳大灣區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地和核心材料、重要零部件生產(chǎn)基地，引領(lǐng)粵港澳大灣區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。區(qū)政府重點(diǎn)規(guī)劃了灣區(qū)氫谷和氫能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心。中國石化銷售有限公司與該區(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，打造“中國氫谷”，預(yù)計(jì)營(yíng)收將超100億元，計(jì)劃2021年建成2～4座。廣州石化公司氫燃料電池供氫中心項(xiàng)目（二期）已啟動(dòng)，將持續(xù)保障周邊氫能用戶的高純氫供應(yīng)，并打造滿足國家CMA 認(rèn)證的氫能華南測(cè)試中心。

表1 廣州市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2022－2030 年）

另外，珠三角周邊如東莞氫能高端裝備產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和惠州、茂名氫能制儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)也在推進(jìn)，全區(qū)域氫能產(chǎn)業(yè)鏈正日趨完整，未來將成為全國乃至國際上重要的氫能應(yīng)用中心。

2 制約珠三角氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素分析

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)舉步維艱，亟待頂層設(shè)計(jì)方案出臺(tái)

一直以來，氫能在制取、存儲(chǔ)、運(yùn)輸與應(yīng)用過程中尚屬危化品分類，在進(jìn)行如加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中缺少標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)與政策體系，審批流程也不順暢。氫能及燃料電池行業(yè)一直呼吁將氫氣歸類為能源而不是?；饭芾怼Ｔ?020年4月國家發(fā)布的《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》中，氫能首次與煤炭、天然氣、原油、電力、生物燃料等一起進(jìn)入能源之列。我國氫能源發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入關(guān)鍵期，前期基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)化配套能力已具備，現(xiàn)需要的是加強(qiáng)氫能在各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，從而拉伸產(chǎn)業(yè)鏈配套能力，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)的成熟度。

珠三角近幾年氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，但基礎(chǔ)設(shè)施都不夠完備，最主要表現(xiàn)在加氫站設(shè)施配套建設(shè)不及時(shí)，加氫站的選址、審批、監(jiān)管等環(huán)節(jié)依然困難重重，制約著燃料電池公交車應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大。加氫站主要面臨著征地難、審批難、管理難和賺錢難四個(gè)問題。加氫站的行政審批有消防審批許可、特種設(shè)備充裝許可、氫氣銷售經(jīng)營(yíng)許可、氫氣化工園區(qū)生產(chǎn)許可四個(gè)關(guān)鍵性的許可；涉及到住建部門、市場(chǎng)監(jiān)管部門、應(yīng)急管理部門，這三大部門在地方政府中一般由不同副市長(zhǎng)分管，協(xié)調(diào)難度大，需要經(jīng)常多次協(xié)調(diào)。賺錢難是根本問題和燃眉之急。加氫站設(shè)備現(xiàn)狀是進(jìn)口設(shè)備及零部件占絕對(duì)主導(dǎo)地位，關(guān)鍵設(shè)備缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致價(jià)格昂貴。國產(chǎn)設(shè)備性能不佳，缺乏使用經(jīng)驗(yàn)，急需優(yōu)化。

在行政審批方面，佛山市專門成立氫能領(lǐng)導(dǎo)小組，做了一些有益的嘗試。該市率先借鑒天然氣行政審批模式，建立了以住建牽頭行政審批的模式，突破加氫站審批流程空白：一是消防審批，由住建局負(fù)責(zé)；二是充裝許可，由市場(chǎng)監(jiān)管局負(fù)責(zé)；三是加氫站經(jīng)營(yíng)許可，由住建局負(fù)責(zé)。另外，如若涉及氫氣生產(chǎn)，還有一個(gè)重要的行政許可，是應(yīng)急管理部門負(fù)責(zé)的化工園區(qū)氫氣生產(chǎn)許可。建議各地方探索理順相關(guān)管理程序，推進(jìn)加氫站、氫油電綜合能源補(bǔ)給站和液氫站建設(shè)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展做好環(huán)境優(yōu)化工作。

2.2 安全問題備受公眾關(guān)注，需要加強(qiáng)法規(guī)建設(shè)

氫能作為一種新的能源要得到推廣和應(yīng)用，其安全性應(yīng)該首先被關(guān)注。2020 年4 月7 日上午，美國北卡州朗維尤（Long View）的OneH2 氫燃料電池工廠發(fā)生了爆炸事故。該公司是美國東海岸唯一的燃料電池工廠，主要為叉車和半卡車提供動(dòng)力。這次爆炸毀壞了附近60處房屋的窗戶，幸運(yùn)的是該工廠的44 名員工均未受傷，具體原因目前還在調(diào)查。另外，2019年5月韓國江原道氫燃料儲(chǔ)存罐爆炸，2019年6月美國加州圣塔克拉拉儲(chǔ)氫罐泄漏爆炸，2019年6月10日挪威首都奧斯陸地鐵站附近的KJ?RBO加氫站發(fā)生著火爆炸。近期，東莞某公司氫能裝車臺(tái)一輛氫氣高壓管束車，充裝過程中發(fā)生火災(zāi)。一年內(nèi)這幾起與氫氣相關(guān)事件，對(duì)剛剛萌芽的氫能產(chǎn)業(yè)造成了巨大的負(fù)面影響。

氫氣不安全特性主要有易燃易爆、密度小極易擴(kuò)散、分子小容易泄漏、金屬的氫脆等。理論上，與常規(guī)能源相比，氫能具備一定的安全屬性。一是氫氣的擴(kuò)散系數(shù)和浮力更大，泄漏時(shí)濃度可迅速降低；二是氫氣的爆炸范圍很寬，單位體積或單位能量的爆炸能很低，點(diǎn)火能不高，不產(chǎn)生濃煙和灰霾；三是泄漏速度快于常見燃料，但泄漏總能量不高。筆者認(rèn)為，只要相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)、建造、生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)中嚴(yán)格按照相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，氫能的安全性就能夠得到保障。但由于對(duì)氫氣使用的經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，諸如駕駛員等在使用氫燃料電池汽車時(shí)，心理上難免存在較大的疑慮，這些都需要時(shí)間去接受。

近日，張家口市出臺(tái)了全國首個(gè)《氫能產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)督和管理辦法》，明確了行政審批、市場(chǎng)監(jiān)管、生態(tài)環(huán)境、交通運(yùn)輸、住建、城市管理、應(yīng)急管理等13個(gè)監(jiān)督管理部門在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的各自分工和監(jiān)管職責(zé)，確保氫能產(chǎn)業(yè)安全平穩(wěn)高效運(yùn)行，值得借鑒。

2.3 大部分氫氣均非“綠氫”，需要加強(qiáng)電解水技術(shù)攻關(guān)

在氫氣的獲取方面，根據(jù)二氧化碳的排放量，氫可以分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫。其中，通過可再生能源制取、零碳排放的氫被稱作“綠氫”，發(fā)展氫能就是為了實(shí)現(xiàn)能源的“去碳化”，只有通過無碳能源生產(chǎn)的“綠氫”，才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。綠氫作為能源產(chǎn)品進(jìn)入國際貿(mào)易將成為改變世界能源格局的一種趨勢(shì)。

氫氣來源主要包括電解水制氫、甲醇裂解制氫、天然氣重整制氫、化工企業(yè)馳放氣、煤氣化制氫、光催化分解水制氫、生物制氫等。生產(chǎn)1 kg氫伴生的二氧化碳質(zhì)量各不相同，煤制氫約為11 kg，天然氣制氫約為5.5 kg，輕油制氫約7 kg。目前，珠三角幾乎全部氫氣來自化石能源制氫。作為溫室氣體的二氧化碳排放將會(huì)征收高額碳稅。需要加強(qiáng)電解水技術(shù)攻關(guān)，廣泛收集棄風(fēng)棄電和海上發(fā)電，上岸制氫，降低氫氣成本。

2.4 氫能汽車尚未成為新能源汽車主力車型，核心技術(shù)待突破

采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源的新能源汽車包括純電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車等。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，充電電動(dòng)汽車已成為其中的主力車型[5-6]，國內(nèi)純電動(dòng)車已經(jīng)發(fā)展到了第四階段，預(yù)計(jì)在2025年純電動(dòng)車達(dá)到第五階段，那時(shí)的純電動(dòng)汽車綜合性價(jià)比將會(huì)超過燃油車，達(dá)到純電動(dòng)車“大發(fā)展”的時(shí)代。為此，前幾年各地政府都大力推廣電動(dòng)汽車。如廣州市計(jì)劃在2020年將全部燃油公交車更換為電動(dòng)汽車，而深圳市借助當(dāng)前“新基建”之風(fēng)，大力發(fā)展充電樁建設(shè)，力爭(zhēng)在“十四五”期間推進(jìn)充電電動(dòng)汽車在私家車市場(chǎng)的更大發(fā)展。一般充電電動(dòng)公交車壽命為8 年，當(dāng)在運(yùn)公交車被充電電動(dòng)車型占據(jù)時(shí)，氫燃料汽車車型在公交和公務(wù)車等市場(chǎng)空間受到擠壓。

同樣“零排放”的純電動(dòng)車與氫燃料電池車相比，最大的區(qū)別是要獲得500 km以上的續(xù)航能力，前者需要5 小時(shí)以上，而后者只需要加氫3 分鐘即可。所以，在能量充裝速度方面，氫燃料電池車具有明顯優(yōu)勢(shì)。

目前，珠三角在氫能與燃料電池相關(guān)的質(zhì)子交換膜、碳紙、低鉑催化劑、金屬雙極板、氫循環(huán)部件、空壓機(jī)、固體氧化燃料電池集成、固態(tài)儲(chǔ)氫等方面核心技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)完全突破，一些產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與國際先進(jìn)水平仍存在較大差距。氫燃料電池車在質(zhì)量與性能、購置和運(yùn)營(yíng)成本等方面存在問題。短期內(nèi)，與電動(dòng)汽車、傳統(tǒng)燃料汽車相比沒有優(yōu)勢(shì)，推廣應(yīng)用仍面臨較大挑戰(zhàn)。另外，在氫純化制取燃料電池車用氫氣系列技術(shù)中，氫氣品質(zhì)檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也尚在攻關(guān)之中。需要政府引導(dǎo)加大氫燃料電池基礎(chǔ)科研投入，突破核心材料和關(guān)鍵部件的技術(shù)瓶頸，促進(jìn)產(chǎn)品國產(chǎn)化。

2.5 珠三角地區(qū)用氫成本高企，輸氫管道建設(shè)滯后

氫的輸送是氫能利用的重要環(huán)節(jié)，高壓氣態(tài)輸氫是現(xiàn)階段最為成熟的輸氫方式。安全高效的輸氫技術(shù)是氫能大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的前提，利用管道輸送是最為高效的方式。管道輸氫成本約0.7元/kg/100 km，只是20 MPa長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸費(fèi)用的10%。問題在于相對(duì)成熟的天然氣管網(wǎng)體系，氫氣管道建設(shè)量非常少。當(dāng)前，20 MPa 長(zhǎng)管拖車輸送是珠三角氫氣運(yùn)輸最主要運(yùn)輸方式，但裝卸車耗時(shí)長(zhǎng)，運(yùn)量小，運(yùn)輸半徑有限，比國外采用45 MPa長(zhǎng)管拖車以及液氫槽車成本高。據(jù)估算，20 MPa長(zhǎng)管拖車每車運(yùn)氫量約250 kg，成本約6～8元/kg/100 km。

加氫站方面，目前珠三角地區(qū)基本采用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫，儲(chǔ)量有限，無目前國外采用的液氫儲(chǔ)存加氫站。佛山采用“制氫－加氫”一體化站建設(shè)和“子母站”的方式制備氫氣，突破化工園區(qū)制氫限制和長(zhǎng)距離運(yùn)輸導(dǎo)致氫氣價(jià)格偏高問題，全市16座加氫站，規(guī)劃建有5 座天然氣重整制氫的母站，配備11座天然氣子站，用子母站模式協(xié)調(diào)解決目前氫氣昂貴的問題（目前約35～40元/kg）。

運(yùn)營(yíng)車方面，珠三角車載儲(chǔ)氫瓶壓力主要采用35 MPa，國外多為70 MPa。儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本較高，加氫站數(shù)量少，盈利難。

珠三角高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)距離儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的商業(yè)化仍需要解決成本與技術(shù)的平衡問題，整體技術(shù)仍落后于國際先進(jìn)水平。在儲(chǔ)運(yùn)氫方面，氫能儲(chǔ)運(yùn)將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的技術(shù)發(fā)展方向，逐步提升氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸能力，使儲(chǔ)氫密度達(dá)到6.5%（w）。

2.6 氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系需優(yōu)化

綜合考慮各類供氫技術(shù)的投資、運(yùn)行費(fèi)用與運(yùn)行周期，對(duì)珠三角地區(qū)加氫站技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，站內(nèi)制氫成本約4.5～6.0元/m3，而工廠集中制氫的成本約1.5～2.0元/m3，當(dāng)運(yùn)輸半徑在50～200 km的范圍時(shí)，外供氫氣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于站內(nèi)制氫。此外，按照目前加氫站500 kg/d（230 m3/h）的用氫規(guī)模，小氣量的分布式制氫方式將會(huì)造成更大的資源浪費(fèi)，并形成分布式污染源。

近幾年，各地政府對(duì)加氫站補(bǔ)貼約為20 元/kg氫，補(bǔ)貼時(shí)限都不長(zhǎng)。2020年5月，佛山南海區(qū)將氫氣銷售價(jià)格為40元/kg及以下的補(bǔ)貼年限從2018－2019 年修改為2018－2021 年；將每公斤氫氣銷售價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)35 元及以下修改為36 元及以下，并把加氫補(bǔ)貼年限從2020－2021年修改為2020－2022年。同時(shí)，每公斤補(bǔ)貼價(jià)格從14元修改為18元。

我國已初步建立氫能標(biāo)準(zhǔn)體系。珠三角地區(qū)現(xiàn)行的氫能標(biāo)準(zhǔn)有國標(biāo)和行標(biāo)，涉及到產(chǎn)品、安全使用、氫氧站設(shè)計(jì)、制氫儲(chǔ)氫等方面的測(cè)試方法和技術(shù)條件。還有一系列國標(biāo)在修訂，主要涉及氫能的燃料電池及氫能汽車標(biāo)準(zhǔn)。在燃料電池汽車領(lǐng)域，加氫槍、加氫站等標(biāo)準(zhǔn)以及燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、車載氫系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，氫氣分析和計(jì)量方法也有許多缺陷。需要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計(jì)，開辟多渠道制定標(biāo)準(zhǔn)工作路徑。

由于頂層設(shè)計(jì)仍然不夠明確，安全問題備受公眾關(guān)注，產(chǎn)氫非“綠氫”，氫能汽車尚未成為新能源汽車主力車型，用氫成本高，氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系未形成，且過度依賴財(cái)政補(bǔ)貼，很大程度上制約了珠三角氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。面臨的挑戰(zhàn)就是資金缺乏和產(chǎn)業(yè)鏈的完整性不夠，最核心的問題還是自身技術(shù)的成熟度不夠。

3 結(jié)論

氫能是各國能源競(jìng)爭(zhēng)必須搶占的“制高點(diǎn)”。全球氫能布局加速，從能源發(fā)展規(guī)律和影響變量來看，氫能產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入新發(fā)展階段。我國示范城市群即將落地，地方財(cái)政加碼，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展春天。發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)有助于珠三角地區(qū)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)前景可期。預(yù)計(jì)到2022 年，珠三角地區(qū)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和各類標(biāo)準(zhǔn)更加完善。到2030 年燃料電池商用車將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，用氫需求快速提升，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期。再經(jīng)若干年的發(fā)展，氫能產(chǎn)業(yè)或可承擔(dān)區(qū)內(nèi)超過15%的能源需求。珠三角地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)必將迎來大發(fā)展。

建議珠三角地區(qū)完善氫能立法頂層設(shè)計(jì)，成立區(qū)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，將氫能發(fā)展明確納入廣東“十四五”規(guī)劃，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)氫能與其他能源協(xié)同發(fā)展，打破行業(yè)壁壘，避免資源低效配置，形成一體化全區(qū)域性氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局，帶動(dòng)氫能相關(guān)行業(yè)健康、有序發(fā)展，支撐國民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。加強(qiáng)氫電綜合技術(shù)科研及產(chǎn)業(yè)支持力度，切忌技術(shù)空心化、產(chǎn)業(yè)概念化，對(duì)清潔能源制氫及氫燃料電池進(jìn)行專項(xiàng)科技及政策支撐，降低電制氫成本，利用氫燃料電池技術(shù)進(jìn)步拓展氫能需求，完善氫能供需體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)清潔低碳、安全高效的能源目標(biāo)。