文/ 趙易凡 羅培 關(guān)瑞玲
習(xí)近平總書記曾指出我國(guó)能源發(fā)展面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨等一系列挑戰(zhàn)，而應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的出路就是大力發(fā)展新能源。在新能源譜系中，氫能以其資源豐富、綠色高效、應(yīng)用廣泛等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被確立為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及未來重點(diǎn)發(fā)展方向。盡管國(guó)家已出臺(tái)多項(xiàng)政策助力氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但由于起步較晚，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚不充分，氫能產(chǎn)業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)化發(fā)展，相關(guān)政策體系也有待進(jìn)一步優(yōu)化完善?；诖?，本文將分析我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)及面臨的主要挑戰(zhàn)，并結(jié)合數(shù)字化發(fā)展新機(jī)遇給出三條建議，以期為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展貢獻(xiàn)思路和方法。
一、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展中的瓶頸
作為能源消費(fèi)大國(guó)，中國(guó)正積極應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)，并出臺(tái)了一系列政策支持氫能發(fā)展，涵蓋技術(shù)研發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、市場(chǎng)推廣等，旨在為其快速發(fā)展提供保障。然而，盡管政策扶持力度加大，氫能產(chǎn)業(yè)仍未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。綜合研判，我國(guó)目前氫能產(chǎn)業(yè)未能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)化發(fā)展，主要有三個(gè)原因：
第一，標(biāo)準(zhǔn)體系不夠健全，管理部門尚未明確，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后。其中，燃料電池技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本健全，但氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在較多薄弱環(huán)節(jié)。例如，我國(guó)氫氣制取碳排放標(biāo)準(zhǔn)、車載儲(chǔ)氫瓶組標(biāo)準(zhǔn)、液氫民用標(biāo)準(zhǔn)、氫安全等方面的標(biāo)準(zhǔn)仍然薄弱，氫氣品質(zhì)及儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較少。同時(shí)，我國(guó)可再生能源制氫、工業(yè)用綠氫等領(lǐng)域發(fā)展較快，但相關(guān)技術(shù)工藝、裝置設(shè)備及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)亟須完善。此外，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)管理部門尚不明確，工作推進(jìn)機(jī)制尚未形成，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的安全、標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目核準(zhǔn)、加氫站審批等問題難以實(shí)現(xiàn)根本性突破。截至 2024 年 6 月底，我國(guó)加氫站建設(shè)進(jìn)度滯后，實(shí)際建成僅 426 座，遠(yuǎn)低于規(guī)劃的至 2025 年建成約 1000 座的目標(biāo)。[1]這一滯后不僅影響了氫能基礎(chǔ)設(shè)施的完善，還導(dǎo)致用能企業(yè)面臨缺少廉價(jià)氫源等一系列問題。
第二，氫能技術(shù)領(lǐng)域仍然存在瓶頸，產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)未打通，工程化驗(yàn)證數(shù)據(jù)不足。目前，氫能技術(shù)迭代較慢，基礎(chǔ)材料及核心部件尚未實(shí)現(xiàn)完全國(guó)產(chǎn)化，其中很大一部分原因是因?yàn)楣こ袒?yàn)證不足。在氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，工程化驗(yàn)證是連接研發(fā)與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它在測(cè)試技術(shù)的同時(shí)，還能確保技術(shù)在實(shí)際工況下的可行性，優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，助力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，并降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。然而，當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)鏈在上下游缺少工程化驗(yàn)證數(shù)據(jù)，驗(yàn)證體系也不夠完善，這是由于產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，很多新技術(shù)、新材料尚未經(jīng)過充分的工程化驗(yàn)證。[2]為加速技術(shù)進(jìn)步與成本降低，必須構(gòu)建暢通的數(shù)據(jù)反饋機(jī)制，確保上游研發(fā)數(shù)據(jù)能夠高效傳遞至下游，同時(shí)下游測(cè)試數(shù)據(jù)也能及時(shí)反饋給上游。若此循環(huán)不暢，技術(shù)迭代將受阻，研發(fā)成本亦難以有效降低。
第三，經(jīng)濟(jì)性是影響氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的重要因素，成本高導(dǎo)致的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性不足對(duì)氫能技術(shù)商業(yè)化的影響不容忽視。可再生能源制氫成本約為 20 到 40 元每千克，高出化工能源 2 到 4 倍，加氫站車用氫氣售價(jià) 30 到 80 元每千克，相比其他燃料缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。[3]盡管燃料電池生產(chǎn)成本已大幅下降，但與傳統(tǒng)燃油汽車和新能源汽車相比，當(dāng)前燃料電池汽車售價(jià)依然偏高，主因是質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑等國(guó)產(chǎn)化不足，對(duì)外依存度高。同時(shí)，加氫站建設(shè)審批難、投入運(yùn)營(yíng)的燃料電池汽車數(shù)量少也導(dǎo)致加氫站建設(shè)成本高，進(jìn)一步拉升了運(yùn)營(yíng)及加注成本。
二、在數(shù)字化機(jī)遇中探索實(shí)踐路徑，面向數(shù)字空間與實(shí)體空間，打造氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用全產(chǎn)業(yè)鏈集群
數(shù)字化技術(shù)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、優(yōu)化決策和實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，有助于解決氫能產(chǎn)業(yè)在制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用等各個(gè)環(huán)節(jié)面臨的問題。
(一)數(shù)字化與氫能產(chǎn)業(yè)深度融合，為大規(guī)模部署提供解決方案
要充分發(fā)揮氫能和數(shù)字化融合的潛力，需打破數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)跨部門和行業(yè)的合作。近年來，大數(shù)據(jù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)愈發(fā)成熟，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，可以優(yōu)化氫氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和分配流程，降低成本并提高效率。同時(shí)，數(shù)字化管理手段可有效解決可再生能源的發(fā)電不穩(wěn)定性問題，確保綠色氫氣的穩(wěn)定供應(yīng)，并減少對(duì)化石燃料的依賴。在監(jiān)控和維護(hù)方面，數(shù)字化技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用，通過數(shù)字孿生方案模擬生產(chǎn)過程，提前發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全問題，提高氫氣生產(chǎn)過程的可靠性和安全性。最后，在應(yīng)用環(huán)節(jié)，構(gòu)建氫能數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析，以及智能化運(yùn)營(yíng)和管理手段，支持碳資產(chǎn)管理并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建。
(二)面向?qū)嶓w與數(shù)字空間，打造氫能產(chǎn)業(yè)集群
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需面向?qū)嶓w和數(shù)字兩個(gè)空間，打造氫能產(chǎn)業(yè)集群，推進(jìn)建圈強(qiáng)鏈，整合產(chǎn)業(yè)鏈資源。實(shí)體空間為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)設(shè)施等物質(zhì)基礎(chǔ)和應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型及全鏈條產(chǎn)業(yè)發(fā)展;數(shù)字空間則可以優(yōu)化資源配置、提升技術(shù)創(chuàng)新能力、促進(jìn)跨界融合和確保氫能供應(yīng)穩(wěn)定。
氫能產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展能夠顯著降低成本，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，優(yōu)化資源利用，享受政策支持，加快市場(chǎng)應(yīng)用推廣，并增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)抵御能力，是推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的關(guān)鍵路徑。利用數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群的共享資源、協(xié)同創(chuàng)新、提高效率、降低成本等優(yōu)勢(shì)，為集群內(nèi)外的企業(yè)和機(jī)構(gòu)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的深度融合，推動(dòng)集群內(nèi)企業(yè)向產(chǎn)業(yè)高端邁進(jìn)。
三、政策建議
第一，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，搭建數(shù)據(jù)平臺(tái)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
建設(shè)氫能大數(shù)據(jù)平臺(tái)，牢抓產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)。氫能全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)平臺(tái)聚焦于數(shù)據(jù)的收集、處理、分析和應(yīng)用，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控，精準(zhǔn)識(shí)別產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中的潛在安全隱患，并通過智能化管理手段及時(shí)應(yīng)對(duì)。
在制氫環(huán)節(jié)，平臺(tái)應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)安全監(jiān)控，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定與安全，同時(shí)精確跟蹤氫能產(chǎn)量，為生產(chǎn)調(diào)度提供有力支持;在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，平臺(tái)通過跟蹤車輛運(yùn)輸狀態(tài)及氫燃料剩余量，保障運(yùn)輸安全并優(yōu)化運(yùn)輸路徑。在加氫站管理端，平臺(tái)應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控加氫站的運(yùn)營(yíng)情況及氫氣儲(chǔ)備量，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)管和氫源的科學(xué)調(diào)配;在車輛管理端，平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)定位燃料電池車輛，提升車輛運(yùn)營(yíng)效率和安全性。氫能全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過對(duì)氫能源制儲(chǔ)運(yùn)加用全鏈的安全監(jiān)管，為氫能產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，推動(dòng)了氫能產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)。
第二，堅(jiān)持科技引領(lǐng)，建立科技創(chuàng)新中心
設(shè)立科技創(chuàng)新中心，匯聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游的優(yōu)質(zhì)資源，形成強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新合力。以形成強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)為目標(biāo)，建成圍繞氫能源制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、燃料電池和高端化工裝備制造在內(nèi)的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，形成產(chǎn)業(yè)集群化、規(guī)?；?yīng)，進(jìn)而推動(dòng)區(qū)域效益最大化。在打造全產(chǎn)業(yè)鏈過程中，以龍頭企業(yè)為抓手，做到產(chǎn)業(yè)鏈條完善，集約化程度高，專業(yè)分工明確，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的根基，打造特色產(chǎn)業(yè)集群。
大力支持自主研發(fā)和應(yīng)用，針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，實(shí)施精準(zhǔn)突破。加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)科研平臺(tái)建設(shè)，聚焦電解水制氫、氫氣純化、檢測(cè)、加油加氣站改造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開展深入的技術(shù)研發(fā)。依托行業(yè)骨干企業(yè)，創(chuàng)建科技創(chuàng)新中心，重點(diǎn)攻克加氫站壓力升級(jí)、燃料電池電源管理、熱電聯(lián)供系統(tǒng)能量管理、高壓儲(chǔ)氫材料研發(fā)及制造、液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)等核心技術(shù)和裝備，確保達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
堅(jiān)守創(chuàng)新策源、技術(shù)先行的原則，深化改革創(chuàng)新體制機(jī)制，充分激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新潛能。集中優(yōu)勢(shì)資源，攻堅(jiān)克難，力求在氫能產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)上取得重大突破，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈的深度結(jié)合。同時(shí)，積極整合各類科技創(chuàng)新資源，構(gòu)建“軟硬結(jié)合、以龍頭企業(yè)創(chuàng)新為平臺(tái)、新型技術(shù)和示范孵化為支撐”的綜合性創(chuàng)新體系，為氫能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供不竭動(dòng)力。
第三，完善制儲(chǔ)運(yùn)加用全產(chǎn)業(yè)鏈，打造試點(diǎn)案例，助力產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
建議結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，充分利用地方科技創(chuàng)新資源，明確以“風(fēng)光氫儲(chǔ)用”一體化為發(fā)展方向。充分發(fā)揮氫能龍頭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)及高校在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化方面的引領(lǐng)作用，通過構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研深度融合的創(chuàng)新生態(tài)，加速氫能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力。依托氫能產(chǎn)業(yè)園，打造具有示范效應(yīng)的氫能應(yīng)用試點(diǎn)案例，確保安全高效、綠色低碳，從而為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
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[3]任大明. 氫能產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展熱潮，如何規(guī)?；瘧?yīng)用仍待解[EB/OL]. 2024-07-08[2024-07-09]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1804015129638600160&wfr=spider&for=pc.
（來源：清華大學(xué)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院）
