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雙碳背景下，氫能源被譽(yù)為“21世紀(jì)的終極能源” ，在國際能源轉(zhuǎn)型的路上，被認(rèn)為是最為理想的能量載體和清潔能源的提供者。

我國作為世界第一大產(chǎn)氫國，氫能產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，2019 年兩會期間氫能及燃料電池首次被寫入政府工作報(bào)告中， 2021年氫能被正式寫入“十四五”規(guī)劃中，中央政府及地方地方各級政府推廣氫能的政策密集出臺，補(bǔ)貼力度進(jìn)一步加大，截至 2021年底，全國范圍內(nèi)省及直轄市級的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃超過10個，地級市及區(qū)縣級的氫能專項(xiàng)規(guī)劃超過 30 個。2022年3月23日，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》

規(guī)劃補(bǔ)齊了我國氫能頂層設(shè)計(jì)“1+N”中的“1”，主要是于從國家層面給予產(chǎn)業(yè)一個“身份證”。作為國家中長期氫能頂層規(guī)劃：2021-2025年，目標(biāo)明確，量化清晰。2025-2035年，遠(yuǎn)景規(guī)劃方向明確，量化指標(biāo)隨著N個政策的出臺將逐步明確。

氫能作為二次能源,屬于零碳能源。氫能非常高效，熱值是汽油的3倍， 氫燃料電池的效率可達(dá)60%。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》，要實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)，氫能將在重工業(yè)、運(yùn)輸、建筑供暖等難以脫碳的行業(yè)發(fā)揮重要作用。2060年氫氣的年需求量將從目前3300多萬噸，增加到1.3億噸左右，需求可能要翻4倍。交通領(lǐng)域到2060年用氫能的量也要超過4000萬噸，交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用對氫氣的需求是完全新增長的一個量。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫能端及燃料電池端。在氫能及燃料電池領(lǐng)域，我國已經(jīng)初步形成從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到示范演示的全方位格局，布局了完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。從氫能源短來看主要分為制氫，儲氫，運(yùn)氫以及加氫站等核心環(huán)節(jié)。

制氫

氫氣目前主要由三種主流制取路徑：

1）以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫

2）以焦?fàn)t煤 氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫

3）電解水制氫。我國氫能的生產(chǎn)利用已較為廣泛，制成的氫氣主要應(yīng)用在工業(yè)原料或生產(chǎn)供熱中。

全球范圍內(nèi)主要是使用天然氣制氫，我國由于煤炭資源比較豐富，因此主要使用煤制氫技術(shù)路線，占全國制氫技術(shù)的60%以上。制氫路線上將由化石能源制氫逐步過渡至可再生能源制氫。大規(guī)模低成本氫氣是關(guān)鍵，路線由“灰氫”向“綠氫”發(fā)展。未來“可再生能源+水電解制氫”有望成為大規(guī)模制氫發(fā)展趨勢。

儲氫

現(xiàn)階段來講氫氣的儲存方式主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。高壓氣態(tài)儲存技術(shù)最為成熟，已廣泛應(yīng)用，低溫液態(tài)儲氫在航天領(lǐng)域有所應(yīng)用，有機(jī)液態(tài)及固體材料僅在部分燃料電池及分布式發(fā)電中實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。氣態(tài)儲氫，高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)成熟，儲氫密度和安全性方面存在瓶頸；碳纖維纏繞高壓氫瓶的推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高壓氣態(tài)儲氫由固定式應(yīng)用向車載儲氫應(yīng)用轉(zhuǎn)變；液態(tài)儲氫，低溫液態(tài)和有機(jī)液態(tài)儲氫，低溫液態(tài)儲氫密度大，成本很高；有機(jī)液態(tài)儲氫尚處于示范階段。液氫在國內(nèi)僅在航天領(lǐng)域有少量實(shí)際應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)已初步具備自主國產(chǎn)化技術(shù)和產(chǎn)品；固體儲氫，技術(shù)不成熟，海外實(shí)現(xiàn)燃料電池潛艇商業(yè)引用，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電示范應(yīng)用。

加氫

加氫站分為外供氫加氫站和站內(nèi)制氫加氫站兩種，我國現(xiàn)有加氫站均為外供氫加氫站，即氫氣儲運(yùn)至加氫 。站后在站內(nèi)進(jìn)行壓縮、存儲和加注。根據(jù)供氫壓力等級不同，加氫站有35MPa和70MPa兩種壓力。 我國加氫站加注成本較高，設(shè)備成本約占70%。主要是壓縮機(jī)、儲氫瓶、加氫和冷卻系統(tǒng)，由于國內(nèi)缺乏成熟量產(chǎn)的加氫站設(shè)備廠商，進(jìn)口設(shè)備推高了加氫站建設(shè)成本。

燃料電池端

燃料電池是氫能較為常見的終端應(yīng)用，也是氫能高效利用的重要途徑。中國氫能聯(lián)盟指出，美國、日本、 韓國等國家為全球燃料電池倡導(dǎo)者和領(lǐng)跑者 ，預(yù)計(jì)2060年氫氣需求量達(dá)1.3億噸，其中交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫 4051萬噸（約總氫需求31%）

燃料電池系統(tǒng)是以燃料電池堆為基本單元，增加必要的輔助零部件構(gòu)成的一套完整的發(fā)電系統(tǒng)。氫燃料電池系統(tǒng)復(fù)雜，主要由電堆和系統(tǒng)部件（空壓機(jī)、增濕器、氫 循環(huán)泵、氫瓶）組成；其中電堆是整個電池系統(tǒng)的核心， 包括由膜電極、雙極板構(gòu) 成的各電池單元以及集流板、端板、密封圈等 。膜電極的關(guān)鍵材料是質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層 ，這些部件及材料的耐久性等性能決定了電堆的使用壽命和工況適應(yīng)性。

從成本端來看，系統(tǒng)中最核心的部分是燃料電池電堆和空壓機(jī)，根據(jù)DOE對80KW系統(tǒng)的成本測算，在年產(chǎn)50萬套的規(guī)?；瘲l件下，電堆已占據(jù)燃料電池系統(tǒng)約一半成本，可以說是燃料電池心臟，而空壓機(jī)占比超過四分之一，這兩部分也是降低燃料電池系統(tǒng)綜合成本的關(guān)鍵。

原標(biāo)題：徐習(xí)瑤：雙碳目標(biāo)指引下的氫經(jīng)濟(jì)