氫能是具有廣闊發(fā)展前景的二次能源，氫能產(chǎn)業(yè)是具有戰(zhàn)略意義的新興產(chǎn)業(yè)。為有效推進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，世界主要國家對氫能技術研發(fā)及應用高度重視，不僅將氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家能源戰(zhàn)略高度，還出臺了相應支持政策和中長期發(fā)展規(guī)劃，旨在搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點。
近年來，我國氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快，產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局不斷強化。然而，我國對氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位還不夠明朗，相關產(chǎn)業(yè)政策體系還不夠完善，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨較大挑戰(zhàn)。為此，本文系統(tǒng)分析國外氫能產(chǎn)業(yè)導向及進展， 并結合我國氫能產(chǎn)業(yè)進展和存在的問題，提出了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路及對策建議。
國外氫能產(chǎn)業(yè)導向及進展分析
總體來看，世界主要國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展導向基本明朗，主要包括明確的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及產(chǎn)業(yè)定位、政府相關部門分工、制氫技術路線，以及推進氫燃料電池試點示范與多領域應用、持續(xù)的氫燃料電池技術研發(fā)支持、不斷完善的氫能產(chǎn)業(yè)政策體系等方面。
1.氫能發(fā)展戰(zhàn)略及產(chǎn)業(yè)定位清晰
美國、日本、韓國、歐盟等都制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，明確了氫能產(chǎn)業(yè)定位。美國最早提出了以氫能經(jīng)濟為基礎的發(fā)展藍圖，2002年美國能源部發(fā)布了《國家氫能路線圖》，提出2040年要全面實現(xiàn)氫經(jīng)濟的目標。2005年，美國將氫能列入主流能源選擇之一。2015 年，美國能源部提出推動氫能大規(guī)模生產(chǎn)與應用。日本在2011年福島核電站核泄漏事故之后放棄了純電動汽車計劃。面對日益高漲的化石燃料價格以及越來越大的能源漏洞，日本憑借其在氫能及燃料電池領域的技術優(yōu)勢，極力推進氫的運用，將氫能與電力、熱力共同作為三大“二次能源”，倡導構建氫能社會。日本政府在2014年《第四次能源基本計劃》中明確提出了建設和發(fā)展氫能社會的戰(zhàn)略方向。韓國政府于2018年發(fā)布了關于韓國建立氫能經(jīng)濟社會的方案，目標是利用可再生能源、天然氣、水等制取氫氣，建立一個以氫能為主要能源的可持續(xù)、低碳社會。所謂氫能經(jīng)濟社會，是指通過如太陽能、風能、液化天然氣、液化石油氣及水來產(chǎn)生氫氣，從而打造一個以氫氣為主要能源的零二氧化碳排放社會。2018年6月，韓國發(fā)布了《氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)路線圖》， 旨在推動氫能燃料電池汽車的普及。歐盟于2002年成立了氫能與燃料電池高層小組，2003年發(fā)布《氫能和燃料電池——我們未來的前景》，制定了歐洲向氫經(jīng)濟過渡的近期（2000—2010年）、中期（2010—2020年）和長期（2020— 2 0 5 0 年）三個階段主要的研發(fā)和示范路線圖。2016年，歐盟發(fā)布《可再生能源指令》，將氫能作為能源系統(tǒng)的重要組成部分。就具體國家來看，2004年11月，挪威氫委員會提出，氫能是未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要部分，2005年制定了國家氫能戰(zhàn)略。德國環(huán)境部提出“電力燃料行動計劃”，旨在成為未來全球氫技術領導者和出口者。
2.氫能相關政府部門分工明確
為落實氫能發(fā)展戰(zhàn)略和推進相關產(chǎn)業(yè)政策實施，韓國明確了政府部門分工，德國成立了專門的組織機構。為實現(xiàn)構建氫能經(jīng)濟社會的目標，韓國政府優(yōu)化和調(diào)整了政府部門分工，并增加設立了專門部門，在韓國工業(yè)部下設置了助力氫發(fā)展的可再生能源部、幫助氫燃料電池汽車發(fā)展與分銷的汽車與航空部、負責加氫站安全的能源安全部，在韓國環(huán)境部下設置了負責加氫站建設的清潔空氣規(guī)劃部，在韓國國土交通部下分設了負責加氫站分布的道路運營部和負責氫燃料電池汽車安全工作的汽車管理部。
德國政府在2004年成立了國家氫能與燃料電池組織（NOW）， 以支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該組織的管理層由來自德國聯(lián)邦交通和數(shù)字基礎設施部等多個部門的人員組成。為推動氫能發(fā)展項目的實施， NOW在2006年啟動了國家創(chuàng)新計劃（NIP）計劃。通過該計劃， 共募集14億歐元的專項資金用于2007～2016年的750個氫能項目開發(fā)。募集資金中的7億歐元由德國政府出資，剩余資金則按項目合作制度由產(chǎn)業(yè)提供。
3.結合各自資源稟賦特征確立了制氫技術路線
為保障氫能供給，世界主要國家和地區(qū)根據(jù)各自資源稟賦優(yōu)勢確立了不同的制氫技術路線。當前，美國氫氣生產(chǎn)以天然氣重整制氫為主，同時也在發(fā)展可再生能源電力水電解制氫。日本受本土資源稟賦限制，氫能社會發(fā)展首先計劃建立海外氫能供給鏈。為減少碳排放量，提高能源自給率，日本提出要加快發(fā)展可再生能源制氫，利用風電、光伏發(fā)電等富余電力發(fā)展水電解制氫。德國重點發(fā)展電轉氣（P2G）制氫。法國計劃通過可再生能源電力制取氫氣，建立規(guī)?；潴w系。韓國提出，到2025年氫制備以副產(chǎn)氫為主，同時發(fā)展水電解制氫；到2030年，發(fā)展大規(guī)模天然氣重整制氫和水電解制氫。
冰島地熱和水力資源豐富， 72%的電力供應來源于地熱和水力發(fā)電。由于有龐大的可利用的清潔能源供應，冰島可以直接用全國電網(wǎng)進行電解水生產(chǎn)氫燃料。挪威天然氣資源充裕，挪威有廣闊的地域，適合二氧化碳收集，正大力發(fā)展天然氣制氫和二氧化碳捕捉封存技術。
4.推進氫燃料電池試點示范及多領域應用
（1）氫能示范城市及示范區(qū)
作為積極推進氫能燃料電池示范應用的國家，德國和韓國都提出了氫能示范區(qū)計劃。作為德國國家創(chuàng)新計劃氫和燃料電池技術（NIP）的一部分，氫能示范區(qū)（HyLand）計劃自2019年初提出以來獲得各地積極響應。根據(jù)資助類型的不同，德國氫能示范區(qū)可分為側重于理念萌芽或著手組織搭建的地區(qū)（HyStarter）、側重于創(chuàng)建集成概念和具備開展項目可行性分析的地區(qū)（HyExperts）、側重于已著手方案具體實施的地區(qū)（HyPerformer）三類。2019年下半年，德國國家氫能與燃料電池組織先后確定了3批次共25個氫能示范區(qū)試點。與此同時，德國政府在全國范圍內(nèi)開展了20個“能源轉型實驗室”項目，推動氫能在交通、供暖等領域的綜合利用，其中12家公司將以工業(yè)級規(guī)模測試氫能技術?！皻淠苁痉秴^(qū)”與“能源轉型實驗室”將充分發(fā)揮區(qū)域協(xié)同效應，提高綠氫競爭力。
2019年12月，韓國國土交通部宣布選擇安山、蔚山、完州與全州作為“氫經(jīng)濟示范城市”試點，選擇三陟市（江原道）作為氫技術研發(fā)中心。韓國政府將在三個示范城市各投資290億韓元（合1.73億元人民幣），其中50%由地方政府支付。
所謂“ 氫能城市” 是指到2022年在電力、交通、供暖/制冷等領域廣泛利用氫能的城市。每個城市選定一個10平方公里的氫能示范區(qū)域，在住宅和交通領域率先采用氫能技術。
（2）氫燃料電池多領域應用
燃料電池汽車方面，從2013 年到2018年，美國累計燃料電池汽車銷量從14輛增加至5905輛， 年復合增長率高達235%。截至2019年5月，美國共有6547輛燃料電池汽車投入運行。根據(jù)美國可再生能源實驗室的數(shù)據(jù)，截至2018 年8月，美國有32輛燃料電池巴士投入示范運營，到2020年計劃新運營35輛燃料電池巴士。
除燃料電池汽車以外，國外還在燃料電池叉車等移動式燃料電池領域以及熱電聯(lián)產(chǎn)等固定式燃料電池領域開展了示范應用。燃料電池叉車已在美國、德國等國家應用， 目前全球最大的燃料電池叉車企業(yè)在美國已生產(chǎn)超過25000輛，累計運行時間超過1.8億小時。家用熱電聯(lián)產(chǎn)方面，截至2018年底，日本共部署了超過29萬個商業(yè)Ene- Farm裝置。到2019年4月，日本家庭熱電聯(lián)產(chǎn)裝置數(shù)量超過30萬個。與此同時，歐洲已經(jīng)部署了大約10000個家用燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，日本企業(yè)作為燃料電池組供應商參與市場。
作為燃料電池發(fā)電的積極行動者，韓國《氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖》提出，除了308兆瓦的大型燃料電池發(fā)電外，還有7兆瓦的燃料電池為3167個家庭/建筑物供電。
5.長期、持續(xù)的氫燃料電池技術研發(fā)支持
為突破氫燃料電池技術和保持領先優(yōu)勢，日本、歐盟等國家和地區(qū)對相關技術研發(fā)長期、持續(xù)地支持。日本從1993年啟動了氫能源研究方面的計劃及策略貫徹的WE-NET項目。第一階段的WE—NET 項目從1993到1998年，主要集中研究不同氫技術的可行性分析，以及適用于日本的氫能源行業(yè)計劃。第二階段的WE—NET項目從1998 到2002年，主要是對選定方案的介紹、驗證及測試，同時開展更進一步的研究和計劃。以上兩個階段的研發(fā)預算為200億日元，約合2億美元。接下來的研究項目聚焦氫能源安全利用方面的基礎技術研發(fā)，持續(xù)到2020年，主要方向是氫能源基礎建設在日本的逐步普及和滲透。
歐盟和歐洲主要國家也出臺了相應的技術研發(fā)支持政策。2008 年，歐洲工業(yè)委員會和研究機構等發(fā)起了《燃料電池與氫能聯(lián)合行動計劃項目》，2008—2013年該項目投資約9.4億歐元，主要用于交通和基礎設施、固定式發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)、制氫和氫氣運輸?shù)阮I域的研究。2 0 1 3 年， 歐盟委員會資助14億歐元啟動了第二階段（2 0 1 4 —2 0 2 4 年）的《燃料電池與氫能聯(lián)合行動計劃項目》， 目標將燃料電池系統(tǒng)成本降低90%，將燃料電池發(fā)電效率提高10%，力爭可以利用可再生能源電力發(fā)展大規(guī)模制氫，以促進氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，2007—2015年歐盟在氫能與燃料電池方面的投入約74 億歐元。2006年，德國政府、工業(yè)和科學界達成戰(zhàn)略聯(lián)盟，啟動稱為“氫和燃料電池技術國家創(chuàng)新計劃” （ N I P ） 的長達10年的重大項目，用以資助相關技術研發(fā)。鑒于NIP第一階段成效顯著， 德國政府相關部門已確定將NIP計劃延續(xù)第二期至2026年，重點將包括研發(fā)和市場啟動兩個方面。
6 . 不斷完善氫能產(chǎn)業(yè)政策體系
美國、日本、韓國、歐盟等國家和地區(qū)不僅明確了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，制定了一系列產(chǎn)業(yè)支持政策，還不斷完善氫能產(chǎn)業(yè)政策體系。其中，日本和韓國最為典型。2019年3月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了新版《氫能與燃料電池路線圖》，提出了燃料電池汽車推廣應用、燃料電池動力系統(tǒng)經(jīng)濟性、加氫站建設及運營等新的發(fā)展目標。同時，日本制定了“ 氫/ 燃料電池戰(zhàn)略技術發(fā)展戰(zhàn)略”，不僅規(guī)定了具體的技術發(fā)展項目，還明確了符合路線圖中每個領域設定的目標。該戰(zhàn)略著眼于三大技術領域：燃料電池技術領域、氫供應鏈領域和電解技術領域，確定了包括車載用燃料電池、固定式燃料電池、大規(guī)模制氫、水制氫等10個項目作為優(yōu)先領域，并通過互相合作來促進技術的研究與開發(fā)。
韓國也在2019年發(fā)布了新的政策。2019年10月，韓國國土、基礎設施、交通和旅游部宣布了“氫試點城市推廣戰(zhàn)略”。根據(jù)該戰(zhàn)略，到2019年底，確定三個氫能試點城市，每個城市規(guī)劃出3到10平方公里，在住宅和交通區(qū)域引入和采用氫技術。韓國還計劃到2040年將全國40%的城市建成氫能城市，總計運營82.5萬輛燃料電池汽車和1.2萬輛燃料電池公交車。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考與對策建議
根據(jù)以上分析， 日本、韓國、美國、歐盟等國家和地區(qū)明確了氫能定位，日本、韓國等國家制定了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，韓國、德國等國家確定了相關政府部門分工。通過持續(xù)的氫燃料電池技術研發(fā)支持、推進氫燃料電池試點示范及多領域應用、結合其資源稟賦特征確立制氫技術路線等措施，世界主要國家已在燃料電池汽車技術研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈構建及加氫站建設方面取得優(yōu)勢。
2 0 1 7 年以來， 我國氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展也如火如荼。截至2019年底，我國在建和已建的加氫站有130多座， 其中61座已經(jīng)建成，投入運營的加氫站有52座。我國已初步形成京津冀、長三角、珠三角、山東半島及中部地區(qū)等產(chǎn)業(yè)集群和示范應用，在示范運營區(qū)域運行的各類汽車近4000輛，燃料電池商用車產(chǎn)銷和商業(yè)示范應用的規(guī)模位居國際前列。
然而，由于頂層設計仍然不夠明確，氫能等方向支持政策亟待強化完善，很大程度上制約了我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此，我國有必要對國外有價值的政策經(jīng)驗進行吸收和借鑒，做好以下幾個方面的工作。
1.加快明確氫能產(chǎn)業(yè)定位
隨著我國氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展， 我國氫能產(chǎn)業(yè)政策導向及產(chǎn)業(yè)定位逐漸明朗。2 0 1 9 年1 0 月召開的國家能源委員會會議指出， 探索先進儲能、氫能等商業(yè)化路徑。根據(jù)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2 0 2 1 – 2 0 3 5）》（征求意見稿），到2035年我國燃料電池商用車將實現(xiàn)規(guī)?；瘧?。
為促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國還需進一步明確氫能產(chǎn)業(yè)定位。首先，明確氫氣的能源屬性。其次，明確氫能在我國能源體系中的定位，建議將其定位為一種戰(zhàn)略性能源和清潔能源體系的重要組成部分。最后， 結合對氫能產(chǎn)業(yè)定位及純電驅動的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，厘清燃料電池汽車與純電動汽車的關系， 明確燃料電池汽車在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展定位。
2.確定氫能產(chǎn)業(yè)相關部門分工
根據(jù)前文的分析，為較好地支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，美國、日本、韓國、歐盟等國家和地區(qū)均指定或設立了明確的機構開展產(chǎn)業(yè)發(fā)展的組織管理工作。在我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，也建立了相應的工作機制，形成了明確的部門分工。
為保障氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國亟需建立氫能產(chǎn)業(yè)領導及協(xié)調(diào)機制， 確定氫能產(chǎn)業(yè)相關部門分工。建議建立由國家能源局牽頭，涵蓋住建、市場監(jiān)管、應急管理、商務等部門的國家氫能產(chǎn)業(yè)工作機制，解決氫氣定性、氫能供給等問題，統(tǒng)籌氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要工作。為保障氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國宜建立以發(fā)改、工信、科技、財政、能源五部委為核心，其他相關部委參與的國家氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展部際協(xié)調(diào)機制；建立多部門聯(lián)席辦公制度，重點解決氫燃料電池汽車發(fā)展過程中的外部環(huán)境制約因素。
3.推進氫燃料電池示范應用工作
自2003年起，我國已在國家層面啟動了兩批氫燃料電池汽車示范項目，示范運行規(guī)模都在百輛以上。當前，我國氫燃料電池汽車示范運行規(guī)模已突破3500輛，其中，上海、佛山等典型城市氫燃料電池汽車示范運行規(guī)模在2020年有望達到1000輛。為此，我國亟需研究和出臺氫燃料電池汽車規(guī)模化示范運行方案，明確氫燃料電池汽車示范運行的總體思路、組織機構、目標及要求，支持政策、配套措施等核心問題。
除燃料電池汽車以外，我國還需開展氫能及燃料電池應用的試點示范。例如，我國叉車銷量已占全球的40%，但占據(jù)主體的內(nèi)燃機叉車在使用過程中會產(chǎn)生大量尾氣， 不適用于密閉環(huán)境和對空氣環(huán)境有要求的場所。而電動叉車雖然解決了排放問題，但存在充電時間長等缺點，這為燃料電池叉車示范運行提供了空間。同時，作為未來氫能獲取的主要方式，我國可再生能源制氫發(fā)展滯后。下一步需結合我國可再生能源電力充裕等優(yōu)勢，加快推進可再生能源制氫示范。
4.聚焦氫能核心技術及產(chǎn)業(yè)化能力突破
日本、美國、韓國、歐盟等國家和地區(qū)在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中投入巨資研發(fā)氫能核心技術，目前已掌握了主要氫能技術及大量核心專利。近年來，我國在科技專項、創(chuàng)新工程等方面進行了重點布局，氫能及燃料電池重點領域技術取得了較大進展。下一步，我國需聚焦氫氣供應、車載儲氫、燃料電池等核心技術，加快突破技術薄弱環(huán)節(jié)， 提升核心技術水平。
由于氫能及燃料電池汽車關鍵技術集中在科研院所或科技型企業(yè)，產(chǎn)業(yè)化能力不足或產(chǎn)業(yè)化力度不夠等原因，我國氫能技術產(chǎn)業(yè)化能力滯后。為此，我國亟需通過鼓勵和引導等方式，推進掌握氫燃料電池關鍵技術的機構和企業(yè)與實力雄厚、產(chǎn)業(yè)化能力強的企業(yè)開展合作。同時，需要加大對氫能產(chǎn)業(yè)化和工程化產(chǎn)品的政策支持力度， 對技術指標實現(xiàn)突破的實際應用產(chǎn)品，給予一定支持。
作者單位：中國汽車技術研究中心有限公司
文章來源：《中國發(fā)展觀察》2020年第1-2期合刊
