氢能产业发展前景及其在中国的发展路径-USB迷|专注于互联网分享

2024年4月23日发(作者：衣雪卉)

氢能产业发展前景及其在中国的发展路径

宋超，谢淑贤，徐瑞峰(中车山东机车车辆有限公司，山东济南 250022)

摘要：当前在全球范围内对于氢能源的使用率相对较低，为促进全球范围内的能源革命和转型，减少对一级能源的使用率，由此提

出了对氢能源的广泛使用。目前在欧美等国家对氢能源的使用和发展已经有了较高地重视，而对于中国来说，氢能的产业发展目

前在全球范围内还处于相对落后的时期，其中氢燃料电池的生产技术与设备相较欧美发达国家来说存在较大差距。中国对于氢气

的使用主要是以煤炭作为原料。综合考虑能源的全新革命与中国的相关规划，目前对于氢能源的产业大致分为三个阶段进行逐级

推进。文章围绕目前中国氢能产业发展的前景，结合全球氢能发展现状，针对氢能在中国的发展路径进行探讨和研究。

关键词：氢能产业；发展前景；中国的发展路径

中图分类号：F426 文献标志码：A 文章编号：1008-4800(2021)04-0007-02

DOI:10.19900/1008-4800.2021.04.004

Development Prospect of Hydrogen Energy Industry and its Development Path in China

SONG Chao, XIE Shu-xian, XU Rui-feng (CRRC SHANDONG CO., LTD., Jinan 250022, China)

Abstract: at present, the utilization rate of hydrogen energy in the world is relatively low. In order to promote the energy revolution

and transformation in the world and reduce the utilization rate of primary energy, the extensive use of hydrogen energy is proposed.

At present, in Europe and the United States and other countries, the use and development of hydrogen energy has been paid more

attention. For China, the development of hydrogen energy industry is still in a relatively backward period in the world, among which,

the production technology and equipment of hydrogen fuel cell have a big gap compared with the developed countries in Europe and

the United States. In China, coal is mainly used as raw material for hydrogen. Considering the new energy revolution and China’s

relevant planning, the hydrogen energy industry can be divided into three stages. The author will focus on the development prospects of

China’s hydrogen energy industry, combined with the current situation of global hydrogen energy development, discuss and study the

development path of hydrogen energy in China.

Keywords: hydrogen energy industry; development prospects; China’s development path

0 引言

氢能源目前在我国称之为二次能源的载体被广泛使用在

各大企业与产业内部，可通过多种途径加工制取得出。氢气本

身属于无毒的气体，易于燃烧，其燃烧后的产物主要是水，对大

气不会产生污染。同时废弃物中也不含有对环境有害的物质，

利用率较高且形式较为多样化。目前全球处于清洁能源开发与

使用的热门阶段，生产出更为低碳环保的能源是全球范围内的

目标和终极战略，因此氢能产业被我国寄予了厚望。为保障中

国氢能产业集中发展，进一步加强对氢能产业的相关技术标准

和检查体系，在发展的过程中对氢能产业的安全予以高度重

视，并通过具体的发展路径实现氢能产业在我国的长远发展。

1.2 氢能重要应用的方向

因氢燃料电池具有能量的转化利用率高、噪音污染较小以

及排放实现零污染等几大优点，成为了未来氢能源利用的重点

方向。在20世纪60年代初期，氢燃料电池就已经在载人航天以

及潜水等国家军事领域有较为广泛地使用。而当前欧美的部分

发达国家通过对氢能的研究和利用发现了氢能的特点，并以此

对燃料电池技术的研发和商业化应用提出了若干实施计划，并

为此出台了相关的政策补贴以引导更多的研究机构以及企业

投入大量的资金对燃料电池的开发和关键技术装备的研究。欧

美国家在此项研究上已经实现了突破，同时走到了世界的前沿。

例如：德国所在的主流汽车公司已经对氢燃料电池汽车的开发

取得了巨大的研究成果，同时已经规划建设了将近数百座加氢

站，并且覆盖率达到一半以上。日本主要是将氢能作为燃料，在

日常的生活以及经济产业活动中广泛地应用。同时把氢能作为

二次能源的核心，致力于建设一个“氢能社会”。日本目前在新能

源产业的研发机构已经投入了大量的人力物力，并在燃料汽车

的开发和设备制造方面对于技术的使用已有了骄人的成绩。而

我国对燃料电池汽车的发展还有一定的提升空间。

1 全球氢能产业发展现状

1.1 氢气利用的范围领域

氢能的整条产业链包括对氢气的制取、储存以及运输应用

等多个环节。氢气主要由化石能源经过加工而转化为制氢，由此

被称为“灰氢”。目前针对全球范围内的氢气主要通过炼油以

及化工原料制成，其厂内的氢气主要用作于自产自用，减少对一

级能源的使用率。很少与相邻的制氢装置和途径进行氢气的管

道运输。其原因是由于运输氢气过程中相对投入的成本较高，

使得跨地域的氢气交易市场份额会相对较少

[1]

。笔者期望在储

运技术上对氢气能源能有更大突破，对能源的利用率会由此

提高。

1.3 氢气的制取与可再生能源二者相结合是发展的方向

氢气的制取目前主要通过与可再生能源电力二者的有效

结合促使整个氢能产业链的整体运行，以实现对氢能使用过程

中的零排放，同时可有效拓展对再生能源的二次利用。目前氢

能针对于可再生能源的载体，在全球范围内依托与对可再生能

| 7

源如风能、太阳能等二次能源的基础上加强对氢气的制取，以

实现用更多清洁能源对氢能产业的支持。

3.2 过渡时期重点关注蓝氢与绿氢的协同供应，建立蓝绿氢

气的结合发展模式

充分考虑到我国能源结构主要以煤为主的特点以及对可

再生能源的发展仍然需要大力的整合优化。因我国氢能的生产

一直以化石作为基础原料。因此我国应加大对化石燃料市场的

建设以及投入大量的资金扶持，为石化能源中创造“绿氢”提供

有效地支持。对于部分地区采用水电解制氢的发展，应鼓励更

多的企业生产“绿氢”以实现对环境的零污染。

2 中国氢能产业发展情况

因中国对氢能产业的重视程度相对于国外来说较晚，目前

仍处于发展的初始阶段，其具体的发展情况如下：

(1)我国氢气主要来源于煤制氢，在“灰氢”变为“蓝氢”方

面面临着巨大的挑战。我国其实富含有丰富的氢气资源，在化

工产业以及炼油产业快速发展的时期，我国的氢气年产量应从

20世纪初的年产值679.0×10

t增长到了21世纪初2 100.0×10

以上。预计当到达21世纪20年代的时候我国氢气的年产值增速

将变为5%。利用煤对氢气的制取是当前氢能产业中利用的最

低成本，当前中国的氢能产业中使用的氢源一般以上是使用煤

原因是我国是煤炭资源较为发达的国家，其气

作为原材料

[2]

。

和油的资源相对较少。除此之外剩余的氢源通常是来天然气或

电解氢的制取。而作为氢能源的消费者一般均集中才化工产业

内，因此依旧是依靠工业原料为主要的制取方式。

(2)对燃料电池的生产环节缺少核心技术支持，对国外技

术和设备有较大的依赖。在以氢气为主要用途的燃料电池产业

领域范围内，我国目前只形成了京津冀、华北、华南、东北等六

大产业的聚集中心，具备了生产和研发的条件。而在我国中东

部地区作为实力较强的三角洲等地带主要聚集了我国燃料电

池发展的中心企业。随着全球化的燃料电池产品以及相关资讯

的热议，对于燃料电池相关企业的数量猛然增加，到2018年底，

全国已有309家企业参与到燃料电池的研发与生产当中。当然

虽然研发与生产的规模形成较大，但是部分企业仍然在研发的

投资以及重大发明专利创造等诸多方面存在较多的问题，真正

能掌握行业领先技术和核心设备的企业数量较少。国内目前对

于燃料电池关键性零件以及电堆、检测以及整车开发的企业主

要集中在上海广州等经济较为领先的城市。诸如零部件以及辅

助系统的相关设备的研发和生产目前依旧依赖于国外。这对我

国燃料电池的生产和研发具有十分重大的影响。

(3)氢燃料电池汽车和基础设施发展处于起步阶段。从2018年

起，我国的氢燃料电池汽车的年销量逐渐成增加的趋势。从车

型上分析，我国针对商务性用车上对氢燃料电池的使用较为广

泛。但由于目前商用车的使用处于示范性的运行阶段，因此在动

能和综合效率上来看，其使用感与国外还存在较大的差距，因此

我国应加大对氢燃料电池以及基础设备的发展。

3.3 对氢燃料电池以及储氢等环节的关键技术得以加强

目前我国对氢燃料的汽车生产与制造已经有了相应的计划，

同时对于加氢站也实施了相应的布局调整。但对于汽车内的核

心零件和材料确缺少相应的技术性支持，因此不能实现汽车的

量产。这一关键性问题严重制约了我国对氢能产业的发展。所

以我国在此问题上应加大研究力度，把研究的目标制定在氢能

和燃料电池的关键技术环节，降低氢气的运输成本同时对氢管

道的运输以及储氢的材料上加大研究力度。政府设立专项计划，

从基础研究到关键技术的攻克以及应用示范到产业的转化创

新等方面予以提升，以进一步保障氢能的产业核心发展。

3.4 发展氢能的进程中应高度重视产业的安全

据相关报道，自从2019年以来，有部分国外企业在氢能的

产业链中引发了多起关于氢气爆炸致损的事故

[4]

。此类事件的

发生对氢能产业的各个环节发出了警示。因此在氢能的发展进

程中应在保障产业发展的同时，重点关注安全性问题。我国在

氢能的发展过程中务必要加强对产业链内部安全体制的有效

建立，了解氢气爆炸所带来的严重后果。因此相关产业需提高

安全意识，强化产业安全管理条例，各地方政府应加大监管力

度并制定相关的安全标准，对氢气的泄漏以及发生爆炸的相关

因素做好安全预案，尽量在氢能的生产和运输等环节做到全自

动模式，并通过智能设备对氢气的安全问题加以保障，以实现

整个产业链的高效运行。

4 结语

由于我国是对能源需求较大的国家，因此发展氢能产业

对我国经济以及能源的利用等方面都能带来较多的益处。随

着对我国绿色能源的不断深入研究，基于发展“绿氢”的氢能

产业，是我国现阶段内对氢能发展最好的选择。因此我国应充

分借鉴国外关于氢能产业的发展经验，在立足于国内发展的

优势和产业特点之上，使我国的氢能产业发展更加趋于国际

化水平。

3 中国氢能产业发展展望

3.1 顶层设计应适时加强，做好氢能产业的发展规划

笔者建议国家将氢能纳入到二次能源的长期战略发展体

系当中，科学制定并研发氢能产业的发展规划，系统地构建氢

能的各个环节体系，明确具体发展的路线，做到各地区和产业

布局协调发展。特别是对于示范工程的相关建设，应重点考虑

到长江三角发展的经济走势，并与周围各地区形成密切的产业

规划和部分产业调整。尽量完善相关的企业扶持政策，坚持高

质量与高标准的双重发展模式，使其顶层设计感逐渐加强，在

氢能的整体产业链中做好与其他可再生能源发展的协调性

[3]

。

8 |

参考文献：

[1]孟翔宇，顾阿伦，邬新国，等.中国氢能产业高质量发展

前景[J].科技导报，2020, 38(14): 77-93.

[2]罗佐县，曹勇.氢能产业发展前景及其在中国的发展路

径研究[J].中外能源，2020, 25(02): 9-15.

[3]冯晨辉，沈力成.中国生物质能产业的现状及其未来发展

前景[J].能源研究与管理，2011 (04): 9-12.

[4]王微.中国物流产业发展前景及其在经济结构调整中的

作用[J].中国商贸，2000 (08): 32-33.