摘要：綠氫作為一種清潔、低碳和無污染的二次能源，在推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)中發(fā)揮著重要作用。我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了制、儲(chǔ)、運(yùn)、加及用等環(huán)節(jié)，但面臨技術(shù)瓶頸、市場(chǎng)供需不匹配、政策支持體系不足等挑戰(zhàn)。分析我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，并提出推進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的建議。

關(guān)鍵詞：綠氫產(chǎn)業(yè)；產(chǎn)業(yè)鏈；標(biāo)準(zhǔn)化體系

中圖分類號(hào)：F426.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.047

Development Status and Standardization Analysis of Green Hydrogen Industry in China

GONG Qian， TU Yuefei， FENG Jing， LIN Lin

（Sichuan Standardization Research Institute， Chengdu 610031， China）

Abstract： Green hydrogen， as a clean， low-carbon， and pollution-free secondary energy source， plays an important role in promoting China’s energy structure transformation and achieving carbon neutrality goals. The green hydrogen industry chain in China covers production， storage， transportation， addition， and use， but faces challenges such as technological bottlenecks， market supply-demand mismatch， and insufficient policy support system. Analyze the current situation of China’s green hydrogen industry and propose suggestions for promoting standardization of the green hydrogen industry.

Keywords： green hydrogen industry; industrial chain; standardization system

氫能是清潔的二次能源，具有來源豐富、清潔低碳、燃燒性能好、發(fā)熱值高、無毒及無污染等特點(diǎn)，是低碳目標(biāo)下最適宜發(fā)展的能源，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳中碳目標(biāo)具有重要作用[1-2]。綠氫指利用風(fēng)電、太陽能等可再生能源，通過電解的方式制取的氫，被視為未來清潔能源的重要組成部分。但是，綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展及其標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)仍面臨眾多挑戰(zhàn)。

目前，多個(gè)國(guó)家已經(jīng)開始布局綠氫產(chǎn)業(yè)，并出臺(tái)了相關(guān)政策，以促進(jìn)其發(fā)展。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將綠氫產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來培育，并投入巨資進(jìn)行研發(fā)。2020年，歐盟委員會(huì)發(fā)布《歐盟氫能源戰(zhàn)略》，明確到2030年在交通、運(yùn)輸、化工、冶煉等行業(yè)建立至少40 GW的可再生氫電解設(shè)施，將綠氫作為低碳轉(zhuǎn)型的終極方案。此外，多個(gè)成員國(guó)發(fā)布了國(guó)家氫策略。例如，德國(guó)計(jì)劃到2030年投資90億歐元用于建設(shè)氫能源項(xiàng)目[3]。2023年，美國(guó)能源部發(fā)布的《國(guó)家清潔氫能源戰(zhàn)略及路線圖》指出，到2026年電解質(zhì)綠氫規(guī)?；杀緦⑦_(dá)到2美元/kg，到2030年美國(guó)每年的綠氫產(chǎn)量將達(dá)到1 000萬t，綠氫成本將達(dá)到1美元/kg[4]。日本提出“氫能源社會(huì)”概念，致力于構(gòu)建從生產(chǎn)到消費(fèi)的完整氫能源產(chǎn)業(yè)鏈，是世界上較早推動(dòng)氫能源產(chǎn)業(yè)的國(guó)家之一，而綠氫被認(rèn)為是關(guān)鍵因素之一，可以幫助日本實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)[5]。綠氫應(yīng)用場(chǎng)景主要在工業(yè)和交通領(lǐng)域。日本正在推動(dòng)氫燃料電池車輛的發(fā)展。韓國(guó)在2020年推出“綠色新政”，計(jì)劃到2040年實(shí)現(xiàn)500萬t的氫氣供應(yīng)，其中一部分將來自綠氫[6]。韓國(guó)正積極在公共交通系統(tǒng)中采用氫能源技術(shù)，逐步用氫燃料電池公交巴士和垃圾處理車輛替換傳統(tǒng)的柴油或汽油車輛。

1 我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

國(guó)內(nèi)綠氫產(chǎn)業(yè)覆蓋整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，包括制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用等環(huán)節(jié)。然而，各環(huán)節(jié)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，需要持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和政策支持來推動(dòng)其向更成熟、更高效的方向發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)項(xiàng)目落地。例如，張掖氫能源綜合應(yīng)用示范工程、內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗納日松光伏制氫產(chǎn)業(yè)示范工程等項(xiàng)目為大規(guī)模生產(chǎn)綠氫奠定基礎(chǔ)。

儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)是綠色氫能產(chǎn)業(yè)鏈條中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。目前，儲(chǔ)氫方式可分為物理儲(chǔ)氫和化學(xué)儲(chǔ)氫[7-8]。物理儲(chǔ)氫可分為高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫及低壓液體儲(chǔ)氫。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫應(yīng)用最多，主要應(yīng)用于小規(guī)模的氫氣運(yùn)輸。固態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度大、放氫純度高等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高。低壓液體儲(chǔ)氫對(duì)儲(chǔ)存裝置要求苛刻，成本較高，目前僅應(yīng)用于航天、軍工等領(lǐng)域?；瘜W(xué)儲(chǔ)氫的成本較高，仍處于研究階段[8]。

綠氫的運(yùn)輸方式有多種，如管輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸、長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸及槽罐車運(yùn)輸?shù)?。管輸?shù)慕ㄔO(shè)周期長(zhǎng)，需要解決氫氣泄漏等安全問題。液態(tài)氫氣運(yùn)輸具有更高的靈活性，可以運(yùn)輸大量的氫氣，適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸。但液化需要專門的儲(chǔ)存和運(yùn)輸設(shè)備，增加了運(yùn)輸成本，同時(shí)存在泄漏和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸靈活，但是存在一定的安全隱患。槽罐車運(yùn)輸以有機(jī)液體為載體運(yùn)輸氫氣，可以在常溫常壓下運(yùn)輸，安全性較高，但釋放氫氣需要額外的步驟。

加氫方面，加氫站的布局直接關(guān)系到綠氫的推廣應(yīng)用。目前，加氫站的布局呈現(xiàn)出分散且多樣化的趨勢(shì)，尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系。同時(shí)，加氫站的技術(shù)在持續(xù)優(yōu)化，旨在保障其運(yùn)營(yíng)的安全性和效率。

全國(guó)各個(gè)省份在地理位置、資源稟賦、產(chǎn)業(yè)布局等方面都各有特色，這些因素共同影響了各地區(qū)綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。主要省份的綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如表1所示。

2 綠氫產(chǎn)業(yè)鏈存在的問題

技術(shù)層面，綠氫生產(chǎn)工藝仍然存在很多技術(shù)瓶頸。電解水制氫雖為主流技術(shù)，但電解效率和設(shè)備穩(wěn)定性還沒達(dá)到理想狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，能耗較高，影響綠氫的生產(chǎn)效率和成本。因此，破解這些技術(shù)瓶頸，提升電解水制氫技術(shù)的整體性能，是綠色氫能產(chǎn)業(yè)急需解決的難題。

成本層面，涉及綠氫生產(chǎn)過程的原材料、能源消耗、設(shè)備維護(hù)等方面的費(fèi)用較高。由于綠氫產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，規(guī)模效應(yīng)尚未形成，導(dǎo)致單位產(chǎn)量的成本相對(duì)較高。

市場(chǎng)層面，受限于技術(shù)和成本，氫能需求與產(chǎn)能之間不匹配。因此，如何快速提升綠氫產(chǎn)能，滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有待解決的問題。

政策層面，現(xiàn)有的法律法規(guī)和政策支持體系不足以支撐綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。例如，在補(bǔ)貼政策、稅收優(yōu)惠等方面，綠氫產(chǎn)業(yè)相較于其他新能源領(lǐng)域并未獲得明顯的政策支持[9-10]。在法規(guī)方面，綠氫產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管措施等也有待完善。行業(yè)內(nèi)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，導(dǎo)致各企業(yè)在生產(chǎn)過程中難以形成有效的協(xié)同和互通。

體系層面，標(biāo)準(zhǔn)體系需要進(jìn)一步完善?！稓淠茉串a(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023版）》由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員等6部門聯(lián)合發(fā)布，涵蓋基礎(chǔ)與安全、制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫氣、加注氫氣及應(yīng)用氫能源5個(gè)子體系。目前，尚有用水評(píng)價(jià)、氫氣密封、氫氣壓縮等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)待制定。因此，為提升標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和實(shí)用性，需要構(gòu)建完善的綠氫產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系。

3 推進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的建議

3.1 完善標(biāo)準(zhǔn)體系

第一，鼓勵(lì)企事業(yè)單位、科研院校等參與修訂氫能源標(biāo)準(zhǔn)，積極開展氫能源國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化交流活動(dòng)，探索將國(guó)際上尚未采標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的可行性。第二，結(jié)合氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，爭(zhēng)取將國(guó)內(nèi)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 開展標(biāo)準(zhǔn)宣貫

第一，開展標(biāo)準(zhǔn)宣貫活動(dòng)，積極發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)主管部門、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)等的作用。第二，加強(qiáng)氫能標(biāo)準(zhǔn)的宣貫，通過“線上+線下”宣傳模式，引導(dǎo)下游企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上主動(dòng)實(shí)施應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)人才

第一，建立標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，培養(yǎng)一批既懂氫能源技術(shù)，又懂標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)的復(fù)合型人才，為行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展提供動(dòng)力。第二，定期開展培訓(xùn)活動(dòng)，培養(yǎng)更多標(biāo)準(zhǔn)人才。

3.4 加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督檢查

第一，在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，制定相應(yīng)的監(jiān)管措施，確保標(biāo)準(zhǔn)能有效執(zhí)行。第二，鼓勵(lì)企業(yè)自我監(jiān)督，建立內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施機(jī)制。第三，對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，及時(shí)采取整改措施，以維護(hù)整個(gè)行業(yè)健康發(fā)展。

4 結(jié)論

通過分析綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀，分析了綠氫產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)布局，并指出現(xiàn)階段急需解決的問題。隨著標(biāo)準(zhǔn)體系的完善，綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展將有更廣闊的前景。政府、企事業(yè)單位以及研究院校應(yīng)加強(qiáng)合作交流，為綠氫全產(chǎn)業(yè)發(fā)展及推廣發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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