中国氢能基础设施产业发展分析

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文/凌文 刘玮 李育磊 万燕鸣，中国工程院，国家能源集团氢能科技有限责任公司， 转载自《中国工程科学》

一、前言

全球能源行业正经历着以低碳化、无碳化、低污染为方向的第三次能源变革，随着全球能源需求不断增加，全球电气化趋势明显，未来以可再生能源增长幅度最大的电力能源结构将持续变化，进一步形成以石油、天然气、煤炭、可再生能源为主的多元化能源结构。

氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源，可通过一次能源、二次能源及工业领域等多种途径获取，也可广泛应用于工业、建筑、交通、电力行业，是未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体，氢能的开发与利用技术已经成为新一轮世界能源技术变革的重要方向，也是汽车产业未来发展的战略制高点，发展氢能将有利于加快推进我国能源生产和消费革命，对新时代能源转型发展具有重大意义。

2017年年末，国际氢能源委员会在麦肯锡管理咨询公司的协助下，发布了全球首份氢能源未来发展趋势调查报告，报告指出，到2050年，在全球范围内，氢能产业将创造3000万个工作岗位，减少6×109t二氧化碳排放，创造2.5万亿美元的市场价值，氢能汽车将占全世界车辆的20%~25%，承担全球18%的能源需求。

中国的氢能产业已进入产业化的快车道，尤其是从2017年以来，在关键技术突破、产业规模增长上取得一定成绩，许多地方率先出台支持政策，实现了小规模全产业链应用示范，但随着产业规模与应用场景的增加，氢能基础设施（主要为加氢站）的供氢保障问题已成为制约整个产业持续发展的重要因素。

二、中国发展氢能产业的重要意义与基础条件

（一）氢能是中国构建清洁能源综合供给系统的重要载体

在优化能源系统方面，氢能的多种制取途径与应用领域，打破了现有煤电等传统能源与可再生能源等清洁能源单一的能量转换模式，可成为现有能源体系的互转点与耦合中心，是实现大规模可再生能源利用的重要载体，可实现多异质能源跨地域和跨季节的优化配置，形成可持续、高弹性的创新型多能互补系统。

在提高能源安全方面，由于石油消费比重增加与自给能力不足之间的矛盾日益凸显，2018年我国石油对外依存度已达到了69.8%，石油等能源紧缺及较高的对外依存度正在成为遏制我国可持续发展的瓶颈，氢能配合燃料电池技术，可实现氢燃料电池汽车大规模应用，有助于大幅度降低交通领域的石油与天然气等能源消费量，降低石油等化石能源的对外依存度。

在提升能源使用效率方面，氢作为能源互联媒介，可循环利用工业副产氢与一次富裕化石能源，配合二氧化碳捕集与封存就地低碳转化，将广泛应用于交通运输领域、替代焦炭用于冶金、与二氧化碳转化为含氧化合物和燃料、与天然气混烧并通过燃气轮机发电或工业供热或通过储氢及燃料电池技术形成储能装置，通过调峰手段增加电力系统灵活性，弥补电力不可存储问题，从而有效实现不同行业能源网络之间的协同优化。

在低碳清洁方面，氢能与燃料电池技术在排放方面具有无可比拟的优势，结合氢源的“绿色”制备，可实现“低碳生产，零碳使用”，有利于实现终端能源消费领域深度脱碳。

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（二）氢能已成为中国能源技术与新兴产业的重要战略方向

《中国制造2025》明确支持燃料电池汽车发展；《国家创新驱动发展战略纲要》提出要开发氢能、燃料电池等新一代能源技术；《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》将氢能与燃料电池技术创新作为重点任务，实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化，加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用。同时，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》也提出推动车载储氢系统以及氢制备、储运和加注技术发展，推进加氢站建设，到2020年，实现燃料电池汽车批量生产和规模化示范应用。

（三）中国的氢能开发与应用已具备产业化条件