在国家统筹、地方政策推动、市场驱动等多环正向引导下,我国氢能产业发展正从试点探索,走向有序破局新阶段。
近日,根据外媒报道,在氢相关专利竞争力方面,中国超越日本,首次跃居首位。中国企业在通过电解水提取氢气的电解槽等制造领域不断提高技术实力,而在欧美,因通货膨胀而停止生产氢气的趋势正在加强,与中国的差距被进一步拉大。
“中国氢能专利数量超越日本,反映出我国在氢能技术领域的创新能力持续提升,尤其是在应用型研发和产业化方向上已具备了非常强的竞争力。过去,中国更多依赖国外技术,但现在我们在制氢端、燃料电池、氢能材料等多个细分领域都实现了从‘跟跑’到‘并跑’,甚至‘领跑’的转变。”氢辉能源运营总监薛客在接受记者采访时表示,从企业角度来看,这一趋势的意义非常重大。“一方面,我们可以通过自主知识产权体系来构建技术壁垒,增强全球竞争力;另一方面,也为我们在国际市场打开了新的合作空间,提升了话语权。”
顶层擘画夯筑产业发展架构
国家能源局近日发布的《中国氢能发展报告(2025)》(以下简称《报告》)指出,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,中国的氢能产业正从试点探索逐步进入有序破局的新阶段。
在过去一年里,中央与地方持续加强政策顶层设计、推动专项政策出台,加强跨部门协调,多维施策引导产业高质量发展。
国家层面,氢能作为前沿新兴产业列入2024年政府工作任务,并被写入《中华人民共和国能源法》,提出“积极有序推进氢能开发利用,促进氢能产业高质量发展”。中共中央国务院《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》提出要推进氢能“制储输用”全链条发展,建立健全氢能“制储输用”标准等工作要求。
工业和信息化部、国家发展改革委、国家能源局印发《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》,为加快工业副产氢和可再生能源制氢等清洁低碳氢应用制定行动指南;财政部等五部门结合燃料电池汽车示范应用中期评估情况,指导城市群进一步完善示范实施方案,精准拨付财政资金,健全氢能保障体系,以及落实示范监督管理;国家发展改革委、国家能源局《煤电低碳化改造建设行动方案(2024-2027年)》提出,可通过可再生能源电解水制氢并合成绿氨,燃煤机组掺烧绿氨的方式实现煤电低碳化改造。
地方层面,共计22个省级行政区将氢能写入2024年政府工作报告。截至2024年底,全国累计发布氢能专项政策超560项,因地制宜推进氢能产业发展。山东、陕西、吉林、四川、湖北以及内蒙古鄂尔多斯、山西吕梁等地相继出台氢能车辆高速通行费减免支持措施;海南、内蒙古、安徽、湖南等提出了允许在非化工园区探索建设可再生能源电解水制氢和制氢加氢一体站项目;上海发布《上海市推动国际航运燃料绿色转型工作方案》,依托国际重要港口区位功能积极构建绿色氢基燃料供应、交易与认证体系。
国家引导构建起产业发展的四梁八柱,地方实践也在积极推进。在产业规模上,2024年我国氢能生产消费规模突破3650万吨,位列世界第一位。《报告》显示,截至2024年底,全国氢气产能超5000万吨/年,同比增长约1.6%;2024年全年氢气产量超3650万吨,同比增长约3.5%。电解水制氢产能约50万吨/年,同比增长约9.7%;产量约32万吨,同比增长约3.6%。
尤其是,可再生能源制氢产业化步伐加快。全国累计规划建设可再生能源电解水制氢项目超600个,已建成项目超90个,已建成产能约12.5万吨/年,已建项目产能占全球的51%。2024年新建成项目35个,新增产能约4.8万吨/年,同比增长约62%,新建成项目产能占全球的63%。
“这表明中国可再生能源制氢产能呈逐年上升态势,绿氢开发步入规模化发展阶段,逐步成为全球可再生能源制氢产业的引领者,众多储备项目将为我国绿氢产业发展阶段由萌芽期进入成长期奠定坚实基础。”水电水利规划设计总院副院长张益国指出。
6月10日,国家能源局发布了关于组织开展能源领域氢能试点工作的通知,将围绕氢能制取、储运应用及共性技术支撑等方向,遴选相关项目和区域开展氢能试点工作,有望进一步推动氢能全产业链协同发展。
国家能源局能源节约和科技装备司副司长徐继林在4月例行新闻发布会上表示,国家能源局将持续推动氢能产业政策接续发力,积极落实氢能纳入能源管理相关工作,加快推进氢能领域重大技术装备研制和应用示范,促进“制储输用”全产业链发展,进一步完善氢能产业生态、优化产业发展环境,为“十五五”时期氢能产业提质提速建立坚实的基础。
创新赋能驱动链条跃升蝶变
以科技创新为引领,围绕产业规模化、商业化,我国氢能全链条关键技术正在装备研发、性能迭代及场景示范上持续突破。
中国科学院院士郑南峰表示,作为能源转型的核心载体,氢能产业的发展离不开技术创新的深度驱动与全球合作的广度拓展。
《报告》显示,截至2024年底,中国涉氢专利申请数量累计超过80000件,约占全球总量的27%,位列涉氢专利申请地区第一位。《报告》提出,氢能“制储输用”全链条技术突破是产业规模化的关键。
在制氢环节,单堆兆瓦级质子交换膜电解水制氢装置实现在光储氢项目商业运行;兆瓦级阴离子交换膜电解槽下线,千瓦级产品实现在冶金领域应用;规模化风电离网制氢示范项目实现商业运行。
国家能源集团氢能事业部主任、中国氢能联盟秘书长刘玮介绍,国家能源集团的5兆瓦碱性电解水制氢测试平台,推动氢能检测体系与国际接轨。
薛客介绍,氢辉能源开发了国内首款80微米双增强型质子交换膜并实现产业化,解决了PEM电解水制氢关键材料“卡脖子”难题,在性能和安全性方面都达到了国际先进水平。2024年,氢辉能源完成了国内首条吉瓦级PEM电解槽柔性自动化装配产线。目前其电解槽产品在国内外已经有很多的应用案例。
在储运方面,高压气态氢储运领域,70MPaIV型储氢瓶实现批量生产,掺氢天然气管道在内蒙古、宁夏示范运行,验证了现有天然气管网掺氢改造的可行性;液态氢储运方面,5吨/天氢液化系统成功下线,技术指标接近国际先进水平;固态氢储运技术同步推进,镁基储氢材料储氢密度持续提升,在叉车、无人机等场景开展了示范应用。“相关突破形成了“气—液—固”多形态储运技术体系,将有效降低氢气运输成本,为近期氢能区域内优化调度和远期跨区域资源配置奠定基础。”郑南峰表示。
应用层面,燃料电池汽车示范应用稳步推进。京津冀、上海、广东、郑州、河北五个城市群累计推广燃料电池汽车超1.5万辆,累计建设加氢站160座。京沪高速开展长途干线氢动力物流运输试运营;2400千瓦氢能源动力火车投用;轻型氢内燃飞机原型机首飞;氢能在重卡、港口机械等领域的替代效应逐步显现。
破题突围铸就全球竞争范式
从技术创新到专利领跑,中国氢能产业进入关键发展新阶段。然而,技术转化的“深水区”、市场培育的“长周期”等挑战,仍考验着产业发展的智慧与韧性。
薛客指出,具体来看,一是材料和核心部件依赖进口,导致成本高、供应不稳定。二是上下游发展节奏不一致,制氢端投入大但用氢市场尚未成熟,影响设备投资回报。三是项目落地周期较长,企业资金周转和规模化压力较大。
针对这些问题,氢辉能源采取以下措施:一是,加强自研能力,推进核心材料国产化替代,目前膜材料、电解槽等已基本实现国内配套;二是,优先参与“绿电+制氢”示范工程,与头部企业合作建立标杆项目,拉动下游需求;三是,加强氢能上下产业链协同,与业内伙伴持续推进技术进步、成本降低。
郑南峰指出,全球氢能产业仍未成熟,我国需克服氢能技术成果转化、创新资源协同、政策市场统筹等障碍。一是强化“场景导向”的技术攻关。针对工业、交通、能源三大主战场,开展定向研发,持续降低应用成本。通过场景需求倒逼技术创新,形成“研发—示范—迭代”的良性循环。二是构建“双循环”的合作格局。“引进来”方面,创新国际氢能人才机制,引进海外顶尖团队;“走出去”方面,依托“一带一路”倡议,建立氢能合作伙伴网络,输出中国技术标准与项目管理经验,布局海外研发中心,实现技术本地化创新。三是完善政策赋能和市场协同机制。将氢能纳入“新型能源体系”规划,创新绿氢优先消纳机制,推动绿色价值实现;优化市场准入机制,推动各地完善氢能项目管理政策。通过政策精准赋能,降低市场主体风险,加速产业规模化进程。
刘玮表示,央企在氢能产业从试点探索到有序破局的进程中肩负着“链长”使命。下一步,需进一步强化战略定力,聚焦“沙戈荒”“深远海”等战略区域,扩大可再生氢产能布局;提高创新活力,依托国家能源氢储运创新平台、中央企业绿色氢能制储运创新联合体等,攻克电解槽、燃料电池、新型储氢等“硬科技”;发挥生态张力,依托“双循环”战略,将国内实践经验转化为国际合作标准,为“中国氢能方案”输出贡献核心力量。
今年是“十五五”规划谋篇布局之年,是推动中国氢能产业迈过经济性拐点、转向规模化发展的关键一年。《报告》提出,充分利用国家重点研发计划、国家能源研发创新平台、绿色低碳先进技术示范工程、企业绿色氢能制储运创新联合体等创新机制,坚持创新驱动、应用导向,推动龙头企业联合高水平科技创新平台、高校、科研院所开展共性技术研究、重大战略产品开发,加快推进重大技术成果转化、工程化应用。
薛客认为,氢能在实现“双碳”目标过程中具有不可替代的作用,而电解水制氢特别是PEM技术,有其独特的技术优势,将成为“绿氢”发展的关键路径之一。