中國工業報記者   曹雅麗

為落實《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》，積極拓展清潔低碳氫在工業領域應用，加快技術裝備產品升級，促進氫能產業高質量發展，近日，工業和信息化部、國家發展改革委、國家能源局聯合印發《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》（工信廳聯節函〔2024〕499號，以下簡稱《方案》）。

《方案》要求，到2027年，工業領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣取得積極進展，清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業實現規模化應用，在工業綠色微電網、船舶、航空、軌道交通等領域實現示范應用，形成一批氫能交通、發電、儲能商業化應用模式。培育一批產業生態主導力強的龍頭企業和產業集聚區，以及專業水平高、服務能力強的系統解決方案供應商，初步構建較為完整的產業鏈和產業體系。

前景廣闊   加快工業領域清潔低碳氫應用

近年來，在碳達峰碳中和目標驅動下，我國氫能產業步入全面發展新階段。2022年，《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》將氫能正式納入我國能源戰略體系，統籌推進氫能制、儲、輸、用全鏈條發展。各地積極制定氫能產業發展相關規劃，并出臺制氫加氫一體站不再限制于化工園區、對氫能車輛免收高速公路通行費、對可再生能源制氫項目給予優惠等支持政策，氫能產業發展的政策體系逐步完善。

《方案》聚焦清潔低碳氫替代，氫冶金、氫碳耦合制綠色甲醇、氫氮耦合制綠色合成氨、氫燃料電池汽車、氫動力船舶、航空、軌道交通裝備，氫電融合工業綠色微電網等應用場景，系統提出30項具體工作任務。從優化行業管理、加快技術攻關、培育重點企業、完善標準規范等方面提出保障舉措。

工業和信息化部節能與綜合利用司負責人表示，工業是氫能應用的重點領域。據國際能源署預測，到2030年氫冶金可實現規?；瘧茫蚰暧脷湫枨筮_到660—1400萬噸；綠色甲醇、綠氨的年用氫需求超過4800萬噸。加快工業領域清潔低碳氫應用，是完整準確全面貫徹新發展理念的重要舉措，是促進節能降碳、推進新型工業化的重要路徑，是推動氫能產業高質量發展、培育新質生產力的重要方向。

“《方案》既立足實際又面向未來，聚焦冶金、化工、交通等重點行業領域，提出清潔低碳氫七大應用場景，并從技術創新、產業化示范、模式探索、清潔低碳氫源、其他關鍵原料來源等方向明確30項具體任務。在《方案》有序引導下，工業領域清潔低碳氫應用場景建設和市場培育將加快進行，成為氫能規模化發展的重要突破口，有力拓展氫能產業發展空間，激發綠色低碳發展新動能。”中國電子信息產業發展研究院總工程師秦海林表示。

秦海林介紹，目前，我國在突破氫能關鍵核心技術難題上取得積極進展，已具備制氫電解槽、氫燃料電池等氫能裝備的研發制造、工藝集成能力，可再生能源制氫耦合綠色合成氨、甲醇、航空煤油等相關技術快速發展。據中國氫能聯盟等分析預測，到2030年，清潔低碳氫將成為鋼鐵、化工等行業重要零碳原料，年消費量分別達到174、376萬噸。

“氫氣生產平穩增長，可再生能源制氫潛力大?！鄙鲜龉ば挪控撠熑吮硎荆?023年，我國氫氣產量超3500萬噸，同比增長約2.3%，占全球產量1/3左右。我國可再生能源裝機規模全球第一，利用可再生能源制氫潛力巨大。據有關單位測算，截至2024年6月，我國可再生能源制氫產能突破10萬噸/年，規劃及在建產能約800萬噸/年。

同時，氫能示范穩步推進，清潔低碳氫應用更加多元。上述工信部負責人表示介紹，我國氫能應用以氫燃料電池汽車示范應用為先導，逐步向冶金、化工、船舶等行業領域拓展。河北張家口、廣東湛江百萬噸級氫基豎爐冶金，新疆庫車萬噸級綠氫耦合煉化等項目陸續運行，可再生能源制氫耦合綠色合成氨、合成甲醇、航空煤油等技術快速發展。

“此外，氫能裝備持續升級，產業發展基礎進一步鞏固。”上述工信部負責人表示，電解水制氫技術路線逐步成熟，催化劑、膜電極等核心零部件實現量產，堿性電解槽大型化、高效化發展持續推進。截至2023年底，水電解槽相關企業超300家、產能達到38吉瓦。大功率長壽命質子交換膜燃料電池、高溫固體氧化物燃料電池等技術水平快速提升。

中國電子信息產業發展研究院節能與環保研究所綠色制造研究室副主任李歡在接受中國工業報記者采訪時也表示，2023年以來，我國百萬噸級氫基豎爐冶金、萬噸級綠氫耦合煉化等一批具有標志性示范意義的項目投產運行，可再生能源制氫耦合綠色合成氨、甲醇、航空煤油等相關技術快速發展，工業領域規?；瘧们鍧嵉吞細淇尚行缘玫津炞C。

中國電力工程顧問集團華北電力設計院有限公司高級工程師田江南向中國工業報記者進一步介紹說，目前我國已投產多個清潔低碳氫冶金項目，包括中氫冶控回轉窯綠氫冶金中試基地項目、中國鋼研純氫多穩態豎爐示范工程、河鋼氫冶金綠色汽車板連鑄生產線、昌黎縣興國精密機件有限公司“綠電電解水制氫高爐富氫冶煉”示范項目。

“截至2024年6月底，中國建成加氫站426座，加氫站數量已位居世界第一。加氫站是為氫燃料電池汽車服務的，這說明我國的氫燃料電池汽車技術以及產業體系已經非常完善。”田江南表示。

田江南介紹，除了清潔低碳氫冶金項目，我國還投產多個清潔低碳氫合成氨項目和天然氣摻氫項目；已落地的氫動力船舶、航空、軌道交通項目，氫電融合工業綠色微電網項目；正在建設的清潔低碳氫合成綠色甲醇項目等。

“這些項目的成功落地，展示了我國清潔低碳氫技術在工業領域的廣泛應用前景，也體現了我國在推動清潔低碳氫技術在工業方面的積極努力。隨著技術的不斷進步和政策的持續支持，預計清潔低碳氫技術將在更多領域得到應用和推廣?！碧锝险J為。

多方突破   助力清潔低碳氫規模化應用

氫能是面向未來的前沿新興產業，尚未孕育出成熟產業形態，推動工業領域清潔低碳氫應用仍面臨成本高、標準缺、技術成熟度低等突出挑戰，需統籌資金、項目、政策等要素資源，加大對重點環節領域保障支持，加快形成新質生產力，為國際社會提供優質成熟解決方案。

在李歡看來，清潔低碳氫應用成本高。我國可再生能源制氫氨醇成本是傳統煤制氫氨醇的2倍以上。由于成本高、經濟效益欠佳，許多企業應用清潔低碳氫動力不足、壓力較大，運營模式、商業模式有待探索。同時，成熟工程應用解決方案缺乏。清潔低碳氫制綠色甲醇、航空煤油等項目仍處于施工建設階段，無成功工程應用經驗可循。合成氨生產負荷調節速率低、響應慢，變負載運行時裝置壽命下降、能耗上升明顯，適應風光波動性的寬負荷柔性生產工藝在經濟性、可靠性、高效率等方面有較大進步空間。

田江南則表示，推動清潔低碳氫技術發展的主要挑戰包括氫的制、儲、運、加、用等領域。

他表示，制氫環節的技術挑戰包括功率波動適應性、電解槽性能和壽命、催化劑技術、系統集成與控制技術等。“如何實現這些環節的高效集成和協同運行，以及開發出精準的智能控制系統，是一個很大的挑戰。尤其是在應對可再生能源的波動性輸入時，系統的控制和優化難度更大?！碧锝蠌娬{。此外，成本問題、交流組網成本問題、直流組網技術瓶頸等問題依然存在。

田江南介紹，加氫站是氫能應用的重要基礎設施，但目前加氫站的數量遠遠不能滿足需求。建設加氫站需要大量的資金和土地資源，并且審批手續復雜，這限制了加氫站的建設速度。氫氣管道建設滯后，與天然氣管道相比，氫氣管道的建設還處于起步階段。

“氫氣管道的建設需要特殊的材料和技術，投資成本高，并且存在安全風險。缺乏完善的氫氣管道網絡，使得氫氣的運輸和配送受到限制，影響了氫能的大規模應用?！碧锝险f。

田江南還認為，氣態儲氫技術升級換代受限，傳統的鋼瓶儲氫技術成熟，但存在質量大、效率低的問題。新興的碳纖維材料儲罐雖然質量輕、強度高、效率高，但相關技術存在“卡脖子”問題。

此外，固態儲氫是最具商業化發展前景的儲存方式之一。但固態儲氫技術要實現大規模應用，還需要克服一些技術障礙，如儲氫材料的性能優化、儲氫系統的成本控制等。最后，液態儲氫技術難度高、天然氣管道摻氫與純氫管道的氫脆問題等問題也存在很大挑戰。

“這些技術挑戰需要通過持續的研究和開發，以及政策支持和資金投入，才能逐步克服，從而推動清潔低碳氫技術的發展和應用?！碧锝险f。

面對挑戰，秦海林表示，要促進降本增效?！斗桨浮诽岢觥把芯拷⒖稍偕茉窗l電就近消納機制。鼓勵各地制定可再生能源電力制氫支持政策，鼓勵可再生能源制氫項目參與電力市場”，聚焦可再生能源電力這個主要成本來源，積極推動各地方探索適宜的電價機制政策，并對符合條件的氫冶金等低碳前沿技術產業化示范項目給予產能延期置換政策支持，有利于顯著降低工業領域制氫用氫成本。

“還要完善標準規范?！鼻睾Ａ直硎?，《方案》提出“推動制定清潔低碳氫認定、多元化應用等標準，推動相關產品碳足跡國際標準規則互認”，著眼于清潔低碳氫認定、碳足跡等關鍵標準制定，加快完善氫冶金、綠色甲醇、綠色合成氨等氫能應用關鍵技術和設備設施標準體系，將為氫能工程建設和生產運行安全管理提供有力支撐，為企業利用氫能降低碳排放創造前提條件，有利于加快推動清潔低碳氫規模化應用。

李歡則認為，應持續推動工業領域清潔低碳氫應用所需材料、技術、設備、軟件攻關突破，按研發、中試、產業化鏈條式布局重大項目。聚焦冶金、煉化、合成氨、甲醇、可持續航空燃料等重點場景，支持清潔低碳氫規?；?、產業化應用，加快形成可復制、可推廣工程應用解決方案。

“要提高電解水制氫技術、加大氫能儲存與運輸能力、提高氫燃料電池技術和綠色氫氨醇技術等。”田江南說。

作為氫能戰線上的生力軍，天合元氫不僅持續在材料、工藝等硬科技領域加大研發，更在氫能“制儲輸用”全產業鏈上展開生態合作，推動行業創新發展。天合元氫總裁段順偉在接受中國工業報記者采訪時表示，《方案》從發展方向上為企業提供了指引，目前看，氫作為能源和原料的雙重屬性，在工業領域能夠得到最大的體現，企業的產品與解決方案應圍繞工業領域的需求特點做創新研發。

政企合力   推進產業重點任務落地見效

《方案》提出以拓展清潔低碳氫在工業領域應用場景為著力點，加快技術裝備產品升級，打造產業轉型升級新增長點。明確到2027年工業領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣取得積極進展，培育一批產業生態主導力強的龍頭企業和產業集聚區，以及專業水平高、服務能力強的系統解決方案供應商。

上述工信部負責人表示，一是拓展多元應用場景。結合資源稟賦特點和產業布局，有序發展可再生能源制氫，推動工業副產氫就近消納，擴大清潔低碳氫供給。支持先進技術裝備市場化應用，遴選推廣氫能新技術、新裝備、新材料。支持工業企業、工業園區開展氫能供給、消納相結合的一體化應用，推進產業鏈上下游協同發展，提升氫能綜合利用效能。

二是加強技術裝備攻關。著力提升高效制氫電解槽、大功率長壽命燃料電池、高壓氫氣儲氫容器等重點產品性能指標和批量化生產能力，推進產品迭代升級。加快突破純氫冶金、合成氨寬負荷柔性生產工藝、氫電耦合全流程協同控制等關鍵技術工藝。

三是夯實產業發展基礎。研究制定水電解制氫裝備制造行業規范條件。培育氫能領域專精特新中小企業和專精特新“小巨人”企業。支持有條件的地區打造氫能產業先進制造業集群和中小企業特色產業集群。加快清潔低碳氫認定、多元化應用等標準制定。

產業的發展，離不開企業的技術創新。作為氫燃料電池企業代表，濰柴集團在推動清潔低碳氫技術在工業領域的發展過程中，已經取得了一定的進展。濰柴集團相關業務負責人在接受中國工業報記者采訪時介紹，依托國家燃料電池技術創新中心，集團燃料電池核心技術取得了重大突破，在功率能量密度、效率等關鍵指標上實現大幅提升，對重卡應用場景實現功率全覆蓋，能滿足各類高強度運輸需求。近期發布的大功率燃料電池系統功率300kW，為氫燃料電池在長途、重載運輸領域的應用提供了新的解決方案。

“《方案》的提出，為集團氫能業務的發展帶來了大量的發展機會和新的市場機遇?！睘H柴集團相關業務負責人表示，從技術角度來說，《方案》強調開發大功率、高效率、長壽命燃料電池及高效率氫（氨）內燃機等，濰柴集團在氫燃料電池和氫內燃機領域已有深厚的技術積累和領先優勢，此《方案》將進一步激勵集團公司在這些方面的研發投入，集中力量進行技術攻關和產品優化。從市場角度來說，《方案》提出加快燃料電池汽車應用，濰柴集團作為燃料電池核心技術全面領跑氫能賽道的企業，其氫燃料電池產品已批量投放市場，且在功率能量密度及效率等指標上實現大幅提升，有望在氫燃料電池汽車市場中獲得更多的訂單和市場份額，特別是在高速干線物流場景和重卡應用場景中具有明顯的競爭優勢。

“高效率氫內燃機的開發需求為濰柴集團的氫內燃機業務提供了廣闊的市場前景。濰柴集團開發的大排量氫內燃機高效、清潔、可靠，未來有望在更多領域得到應用和推廣?！睘H柴集團相關業務負責人進一步表示。

“工業領域是氫的最大應用領域，《方案》積極推動工業領域綠氫項目的開發與落地，以支持政策為牽引推動綠氫替代，促進整個產業鏈的發展，為電解槽及解決方案服務企業的高質量發展增添了信心?！倍雾槀ケ硎?，2024年是天合元氫發展歷程中具有里程碑意義的一年。這一年，天合元氫揚州智能化、自動化電解槽生產研發基地正式投產；與國家電投合作開發的鹽堿水電解設備通過專家審查；發布了行業首個《光儲氫一體化解決方案藍皮書》；簽約從國內到西班牙、澳大利亞、韓國等全球范圍內多個有代表性的大型氫能項目。

“下一步，公司將聚焦電解槽在大型工業項目上的安全性和可靠性，以模塊化設計，智能化數據采集，電催化劑材料的改進，DCS\SIS以及EMS為基礎的3S系統為客戶提供匹配流程工業需求的設備和解決方案。”段順偉說。

在產業發展過程中，政策支持也尤為重要。

“在推進氫能產業高質量發展的過程中，政府應提供明確的政策支持和規劃，如出臺專項政策推動氫能產業的發展，包括氫能技術研發、示范應用、基礎設施建設等方面的支持。政府還需完善氫能產業的總體規劃，確保氫能產業與其他產業的協調發展，避免無序競爭和資源浪費?！碧锝辖ㄗh。

田江南認為，政府可以通過設立產業基金、提供財政補貼、稅收優惠等方式，為企業提供必要的資金支持。同時，政府應引導和鼓勵金融機構為氫能企業提供低息貸款、風險投資等金融服務，解決氫能企業在研發和市場推廣中的資金問題。此外，政府應支持企業加強氫能關鍵技術的研發投入，推動核心技術的突破和創新能力的提升。建立氫能產業的標準化體系，包括氫能制備、儲存、運輸、應用技術和安全規范，為產業的健康發展提供標準支撐。政府應組織氫能技術的示范應用，如在交通、電力、工業等領域開展氫能應用的試點項目，帶動市場需求的增長。