王凡李丹丹陈梅涛 | 我国氢能产业发展形势分析

liuaqbb 2025-02-25

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我国氢能产业发展形势分析

王凡李丹丹陈梅涛

摘要：氢能作为一种绿色低碳、转换灵活的二次能源，是世界主要经济体推进能源低碳转型发展的重要选择。积极发展低成本可再生能源制氢，拓展用能和原料替代领域，加速实现脱碳目标，成为全球氢能行业发展的总体趋势。但技术突破难、生产成本高、消纳场景少、标准建设慢等产业瓶颈依然突出。需通过统筹规划产业布局，持续推进关键核心技术攻关和应用，加快氢能产业标准体系及碳市场建设，加强全产业链规范安全监管，广泛开展国际氢能产业合作等举措，科学系统推动产业高质量发展。

关键词：国际氢能；国内氢能；发展瓶颈；高质量发展；政策建议

一、国际氢能行业发展态势

（一）绿氢产能建设进入快速增长期

绿氢（包括清洁氢、可再生氢、低碳氢等）发展正在成为全球氢能行业关注重点。2023年以来，主要经济体陆续重构调整国家氢能发展战略，上调绿氢发展目标。欧盟、美国、日本分别更新了《可再生能源指令》《氢能基本战略》《美国国家清洁氢能战略和路线图》，提出到2030年绿氢消费分别增至2000、1200及1000万吨水平。截至2023年底，全球电解水制绿氢累计产能达到16.7万吨/年。目前，海外有超过50项大型绿氢项目已通过投资决议等待建设。欧盟等发达经济体对航运、化工等领域零碳燃料、原料提出新要求，加速形成新的市场空间，将推动多项万吨级绿氢项目落地开工。预计到2025年，全球绿氢累计产能或将增至140万吨/年。2021—2025年全球电解水制氢产能详见图1。

图1 2021—2025年全球电解水制氢产能

（二）支持政策向绿氢资源开发倾斜

2023年以来，多国提出支持绿氢生产补贴方案，政策导向由发展燃料电池等消费侧转向资源供给侧。美国《通胀削减法案》首次公布清洁氢气生产税收抵免方案，根据制氢生命周期排放量分级给予补贴；美国能源部宣布投资70亿美元，在全美建设7个清洁氢能中心。欧盟、澳大利亚等经济体为企业提供折合数十亿元人民币的制氢项目补贴。在补贴资金支持下，预计海外绿氢项目将大范围落地开工，带动海外制氢装备、氢气储运市场迎来新一波发展机遇。

表1 2023年欧洲地区新发布氢能补贴政策

（三）航运业减碳成为氢能应用热点领域

2023年7月，国际海事组织升级航运业减碳目标：到2040年温室气体排放较2008年至少降低70%，并正式开展船舶碳排放强度评级。欧盟即将开始对境内停泊船舶征收碳边境税。为应对政策要求，使用以绿色甲醇为代表的绿色氢基燃料替代传统燃料油成为最受关注的实现路径。丹麦马士基、我国中远海运等代表性航运企业开始订造大量甲醇等双燃料船舶。根据克拉克森统计，2024年上半年全球共新增甲醇双燃料和氨双燃料船舶订单64艘，约占全部替代燃料船型新增订单数量的21%。国际航运业最新减碳政策成为氢能和绿色氢基燃料发展的主要动力之一。

（四）发达经济体出台氢能标准争取发展主动权

2023年以来，欧日美等作为氢经济的倡导者，相继发布政策对氢气进行明确分类和定义。《可再生能源指令》《氢能基本战略》《美国国家清洁氢能战略和路线图》分别提出了可再生氢、清洁氢、低碳氢的相关标准，部分衍生出绿色甲醇等氢基能源标准。结合全球绿氢发展热点趋势，发达经济体利用标准体系设置如欧盟碳边境税等一系列门槛政策，积极争取市场主动权及话语权。

二、我国氢能产业发展瓶颈

基于较为丰富的可再生能源资源、成熟的风电光伏系统建设能力、完整的供应链制造体系等优势，我国氢能产业发展进步明显。中国石化新疆库车光伏制氢项目、三峡集团内蒙古纳日松光伏制氢示范项目、华电集团达茂旗可再生能源制氢项目等均达到万吨级制氢规模；国家电投、中国能建绿氢绿醇绿氨一体化项目正在加快建设，处于世界先进水平；电解槽、燃料电池、储氢瓶等装备技术发展迅速，成本明显下降，为提升氢能经济性提供坚实支撑。但氢能行业整体仍存在技术突破难、生产成本高、消纳场景少、标准建设慢等瓶颈问题，面临来自全球竞争对手的挤压。

（一）氢能技术体系与欧美日等存在较大差异

我国氢能装备技术路线与国外成熟产品相比仍存在差异，缺少借鉴经验，需要完全自主开发路线。以电解槽产品为例，欧盟、美国等经济体更加注重氢能“绿色属性”，对制氢项目提出“小时匹配”“离网”等严格标准，对电解槽的响应速度、负荷调节范围、长期稳定性等要求更高。我国制氢项目以大规模、小波动为目标，以并网、半离网等建设模式为主，更加注重能耗、单耗等经济性指标，研发目标、技术难点等均有较大差异。整体来看，目前我国制氢项目制造成本控制较好但工艺水平仍有待提升，以确保制氢项目安全稳定运行。

（二）绿色价值难以兑现制约产业规模化发展

绿氢具有低碳或零碳排放特性，但我国目前缺乏绿氢及绿色甲醇、绿氨等氢基能源相关的碳排放核算方法学，导致绿氢低碳优势在能源转型过程中无法充分发挥引导作用。对我国交通、工业、建筑领域减碳规模和价值无法进行准确量化核算，在评估碳排放削减程度时存在误差，导致减排效果不及预期；降低绿氢的市场竞争力和推广效果，影响企业低碳转型决策进度，不利于绿氢减碳路径实践探索。

（三）标准缺位威胁产业安全和竞争主动权

我国目前尚未明确绿氢定义。国家能源法和《氢气、氢能与氢能系统术语》（GB/T24499-2009）等对氢气的定义相对宽泛，未对氢气进行明确的分类和划分，没有对氢气的来源、工艺、碳排放等进行详细区分，也没有准确的绿氢定义与解释。全国碳排放核算方法尚未正式出台，绿氢标准制定缺乏国际通行衡量依据，无法有效指导绿氢标准制定和分类工作，难以适应“双碳”目标下绿氢产业科学有序发展需要。《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》也未明确绿氢标准制定相关工作安排。相关标准制定工作滞后，各地方、企业、项目的产品标准和规格不统一，缺少规范交易体系，绿氢行业格局相对混乱；特别是与全球主流氢能产业发展经济体仍有差距，在未来国际氢能科技、贸易、航运等合作和竞争中处于不利局面。例如，我国尚未出台绿色甲醇标准，尚未与国际相关标准统一，对项目技术方案制定造成困扰，致使项目原料来源选择、工艺路线设计、碳排放与成本核算等无据可依，影响项目产品认证和市场推广；但国内产能规划已近1000万吨/年，存在较大政策风险。

（四）全产业链项目建设管理经验尚不成熟

绿氢、绿色甲醇等氢能热点项目是涵盖电力、化工等跨领域的新型综合性项目。从国内规划项目看，氢能项目建设主力单位以新能源电力、装备企业为主，在化工项目建设和管理经验方面相对缺乏，相适应的安全管理、运行维护体系相关建设滞后，存在安全生产风险。

三、我国氢能产业发展总体趋势

（一）国内绿氢制取产能将稳定有序增长，一体化项目成为重要支撑

近年来，国内电解水制氢示范项目开展逐渐增多，电解水制氢产能持续增长。2024年上半年，中国电解水制氢产能新增约2.2万吨/年，同比增长约73%；截至2024年6月，国内电解水制氢总产能达到约9.4万吨/年。其中，集风电、光伏等可再生能源电站开发与电解水制氢于一体的风光氢一体化模式的项目产能占总产能95%以上，包含百兆瓦级大型集中式项目、兆瓦或千瓦级制加氢一体站分布式项目等多种场景，成为现阶段国内电解水制氢产业发展以及绿氢项目的主要开发模式。

目前，随着国内风光波动发电情境下“电—氢”耦合技术积累的快速发展，项目实践经验逐渐增多。如内蒙古等项目集中的省份也在陆续出台“全额自发自用新能源项目实施细则”“风光制氨醇项目实施细则”等配套政策，以打通风光氢一体化项目的落地环境，以绿氢实现离网、半离网规模化消纳绿电的可实践性正逐渐增强。但目前在氢储运技术、商业模式、政策支持策略等方面仍存在一些不确定因素。结合国内绿氢技术的发展、市场需求以及在建和规划的项目，预计到2025年，国内绿氢总产能可能达到16万吨/年以上。2021—2025年中国电解水制氢产能及预测详见图2。

图2 2021—2025年中国电解水制氢产能及预测

（二）国内市场短时间内仍以交通领域为主，多样化应用将逐渐推进

燃料电池汽车是目前国内支持政策最集中的氢能应用领域，近年来市场销量稳步增长。根据中国汽车工业协会数据，2024年前三季度，国内燃料电池汽车累计销量达到4133辆，同比增长44%。同时，国内燃料电池汽车生产建设不断完善。截至2024年9月，国内已建成燃料电池系统生产线的企业有近65家，建成生产线超120条，燃料电池系统总产能约达45万套/年。加氢站基础设施建设也在稳步推进。据中国氢能联盟统计，截至2024年9月，国内共建成或运营加氢站515座。2020—2024年中国燃料电池汽车销量详见图3。

随着示范项目的推进以及技术和标准的完善，氢能在发电、天然气掺氢等领域应用也开始加快发展。2024年，国内建成了首个基于燃料电池的离网超充站，首个H级燃气掺氢发电机组（2×665MW）项目、首个氢内燃机发电项目、首个工业天然气掺烧绿氢等项目。其中部分项目通过商业模式及技术模式创新，实现不依赖补贴的商业化运行。

图3 近五年中国燃料电池汽车销量

（三）地方创新鼓励政策频发，部分区域将首先开启绿氢经济

近两年，国内围绕氢能的推广及应用政策展开了系列探索。氢能供应端，针对风光制氢氨醇一体化集中式项目，内蒙古等省、自治区率先针对风电光伏配置、并网要求、配储比例、备用电费等关键问题出台了量化规定；针对制氢加氢一体站等分布式制氢项目，河北、广东、内蒙古等省、自治区相继规定允许在化工园区外建设绿氢生产项目和制氢加氢一体站。氢能应用端，2024年初山东省首先推出了减免氢能车辆高速通行费的政策，随后四川、陕西、吉林等省份跟进。对高速运输场景的燃料电池重卡货车，该政策或可减少25%成本。

国内各地的氢能政策与其资源和市场等因素相关，多因素将共同影响国内氢能市场格局。内蒙古等风电和光伏资源丰富省份率先在上游制氢领域开展政策探索。其相较沿海地区更高的光伏及风电可利用小时数，对氢气综合成本的快速下降具有重要作用。山东（重卡占全国20%以上）等交通枢纽省份率先在下游应用端政策方面有较多创新。2023年底国内有90%以上氢气产能规划位于三北地区。短期来看，受各地政策配套以及风光资源禀赋驱动，三北地区将成为中国电解水制氢产能主要聚集地。沿海地区氢气需求占全国50%以上，同时风电资源丰富，远期来看，有潜力成为中国绿氢产能的主要来源之一；风电制氢则为东部主要模式。

（四）氢基能源国际市场将率先起量，国内市场仍需持续推进

近年来，以欧盟为代表的国际航运市场开始推进零碳替代燃料使用。2024年起，欧盟碳排放交易体系（EUETS）覆盖欧盟境内停泊船舶，对所有进出欧盟港口且超过5000总吨的大型客货船舶等征收碳配额。此外，国际海事组织要求，2030年国际航运业零碳燃料的应用须达到5%～10%。在欧盟、国际海事组织等的减碳政策驱动下，欧洲马士基、中国中远海运等国际航运公司开始寻求绿色甲醇燃料供应，并于2023、2024年分别完成首次甲醇燃料加注试航。截至2023年底，全球累计甲醇燃料船舶订单已近200艘，假设每艘甲醇船舶年消耗甲醇燃料3万吨，则对应的绿色甲醇燃料需求已达约600万吨/年。氨燃料船舶同样开始出现，但受氨内燃机技术、加注港口等限制，预计绿氨在航运领域的规模化需求将在2030年前后释放。全球甲醇船舶订单累计量及对应甲醇燃料需求详见图4。

图4 全球甲醇船舶订单累计量及对应甲醇燃料需求

国内氢基能源市场仍需时日推进。2023年，国内甲醇表观消费量超过9700万吨，合成氨表观消费量超过5900万吨。但现阶段，国内绿色甲醇、绿氨生产成本相较来自煤炭的传统甲醇和氨仍高出近50%；在没有碳市场支持情境下，实现市场绿色替代仍具一定经济性挑战。随着绿电和绿氢生产成本下降，国内碳市场扩容、绿色甲醇和绿氨相关的认证标准及碳排放核算方法学打通，预计风光氢氨醇一体化项目中的电力成本降至0.1元/kW·h左右时，绿色甲醇、绿氨等将在国内市场初具竞争力。

四、措施建议

（一）统筹产业布局有序推进行业发展

加强氢能产业全国布局顶层设计，统筹考虑可再生能源分布和消纳需求、资源指标配置、制氢能力规模、应用市场前景等因素，合理规划氢气产业布局。按照“需求导向”原则，推动技术与市场、供应与需求协同并进，不盲目追求产能扩张，科学有序布局氢能生产、储运、消纳项目建设，鼓励电力企业与化工企业深化合作，补齐项目安全建设运行管理短板，以服务国内“双碳”目标、推动产业低碳转型为重点，兼顾国际双循环市场需求，促进产业安全有序发展。

（二）持续推进氢能关键核心技术攻关和应用

氢能产业作为战略性新兴产业和未来产业，目前仍处于技术创新和产业导入期。我国仍需在关键核心技术攻关和迭代应用、能源装备首台套推广等工作中，加大“制储运用”全产业链技术装备支持力度。加强电解槽和燃料电池系统关键材料研发，提高电氢转化效率、适用性和系统装备安全稳定性，探索构建核能耦合制氢系统。提升绿氢炼化、冶金，绿色甲醇、合成氨等材料合成技术水平，扩大氢能应用规模，加快液氢储运和管道输氢技术装备降本推广。

（三）加快氢能产业标准体系和碳市场建设

以“双碳”目标为导向，结合欧盟《可再生能源指令》、国际绿氢组织《绿氢标准2.0》等标准，加快建立以碳排放为核心指标的绿氢定义和分类体系，制定符合我国发展实际的绿色甲醇等氢基燃料的认证标准体系。加快氢能相关产业碳市场建设，探索与绿电交易等衔接机制，推动绿氢从制取到应用全产业链融入国家碳足迹管理体系，指导我国氢能产业布局和产品市场消纳。同时，积极参与国际氢能标准体系建设，尽快实现标准互认，推动我国氢能装备产品和绿氢及衍生产品顺利走向国际市场，避免我国企业产能建设被国外标准“牵着鼻子走”，掌握氢能产业发展主动权和话语权。

（四）加强全产业链规范安全监管

建立健全氢能产业安全环保体系，规范氢能产业项目、加氢站等基础设施项目审批准入和管理，制定完善的氢安全生产管理监管和考核制度，加大安全环保监管力度，建立突发安全环保事件应急处置协调机制。强化行业企业在氢能制备、储运、供给和应用等各环节的安全风险防范意识和管控能力，落实企业安全生产主体责任，强化全过程安全管理，并逐步建设涵盖氢能“制储输运加用”全链条关键环节的安全监管体系，提高终端服务和移动设备的涉氢在线安全检测系统的数字化、网络化和智能化管理能力和水平。建立覆盖氢气全生命周期的安全管理体系和安全维护作业记录数据库，确保安全发展。

（五）广泛开展国际氢能产业合作

积极融入和引导全球氢能产业链、供应链发展。依托我国氢能产业规模优势，鼓励氢能企业加速制氢用氢技术装备迭代应用，提升产品质量，积累建设运行经验，并参与国际氢能项目建设，有效输出我国氢能技术、装备、产品和服务，全面打开国际市场。

五、结语

我国氢能产业在政策指引和市场需求拉动下，自主技术体系加速突破，产品经济性逐步提升，应用场景全面拓展，正在成为产业绿色低碳转型和经济增长升级的重要抓手。未来，我国氢能产业通过进一步优化统筹产业布局，加强关键核心技术研发应用，加快标准体系和碳市场建设，全面拓展能源和材料应用，广泛开展国际产业合作等务实举措，加速实现突破发展，成长为具有更强经济带动作用和全球竞争力的产业体系。

注：原文载自《石油石化绿色低碳》2024年第6期（双月刊）。

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