關于陜西氫能產業發展的幾點思考

任 哲，李 萌，施紀衛，李平利，黃呈帥

（1.陜西燃氣集團工程有限公司，陜西 西安 710000；2.陜西燃氣集團有限公司，陜西 西安710000）

因氫能具有清潔高效、來源豐富、可儲能、可運輸、應用場景豐富等特點，被認為是21世紀最具發展潛力的清潔能源[1]。目前，世界各國都在積極布局氫能產業，我國也正在加快發展氫能產業。2019年，兩會期間，氫能產業的發展問題已被作為重要議題提高到國家發展的戰略層面，并被首次寫入政府工作報告，氫能產業將迎來黃金發展時期。

1 氫能產業鏈概述

氫能產業鏈主要由上游制氫、中游儲氫以及下游氫能應用三部分組成。

1.1 上游制氫

氫氣的制備主要有電解水制氫、化石原料制氫、化工原料制氫等。目前化石原料制氫方法中的煤制氫技術已較為成熟，以山東兗礦集團為代表的企業具有一流的煤制氫技術，可實現低成本（15～20元/kg）、規模化制氫，具備商業推廣的基礎。電解水制氫成本較高，采用最便宜的谷電制氫 （如0.3元/kWh），制氫成本為20～22元/kg[2]。若采用棄電、棄風、棄水發電制氫，成本將大大降低，下降至10元/kg，具有商業價值[2]。隨著新技術的發展，生物制氫、光化學制氫、熱化學制氫等新型制氫技術也在開發中。

1.2 中游儲氫

氫能發展的瓶頸主要受制于氫能儲運技術的發展。氫能產業對氫氣儲存與運輸環節的要求總的來說是儲氫系統要安全、容量大、成本低、使用方便。目前氫氣的運輸方式有管道運輸與車運。汽車拖運百公里儲運成本高達20元/kg，僅可滿足現階段短距離運輸要求。未來管道運輸將是主流方向。目前，氫氣輸送管道主要分布于美國與歐洲，分別已建成2400km、1500km的輸氫管道。我國氫氣管網僅有300～400km，最長的輸氫管線為“巴陵-長嶺”氫氣管道，全長約42km，壓力為4MPa[3]。氫氣的儲存主要有高壓氣態儲氫、液態儲氫、吸附儲氫無機物儲氫、有機氫化物儲氫等。目前以高壓氣態儲氫為最主要儲存方式[4]。

1.3 下游應用

氫能廣泛應用于傳統石化行業。在化工領域，通制各種制氫工藝制備氫氣補足整個工藝流程中所需要的氫氣。

近幾年，隨著氫燃料電池關鍵技術的突破，實現了氫燃料電池的小型化和低成本化，為氫燃料電池向民用領域發展起到了決定性作用，特別作為“終極”清潔能源，氫燃料電池已在汽車領域打開了廣闊的前景。

2 陜西氫能產業發展情況

目前全國有山東、武漢、佛山等10余個省市相繼發布了氫能產業規劃，開展了示范項目建設，積極推動氫能產業發展。這些省市走在了氫能產業發展的前列。

2.1 政策層面

在《陜西省人民政府關于印發推動汽車產業加快發展支持措施的通知》中規定：擴大氫燃料汽車在全省推廣應用。對于購買省內生產的氫燃料汽車，重卡按每輛1萬元補助，乘用車按每輛5000元補助。神木市組織編制了神木市氫能源產業發展規劃，目前已經完成規劃初稿[4]。

2.2 產業布局

從網上公開信息了解，目前延長石油集團聯合昆山市與南京大學共建了氫能與燃料電池產業創新中心，該中心將全力開展技術攻關，從全產業鏈角度加快氫能技術的產業化、商業化進程。同時延長石油集團在涇渭新城規劃建設新材料科技產業園發展氫能產業。漢中市與啟迪清潔能源集團共建啟迪漢中氫能與燃料電池工程技術中心，主要開展氫能與燃料電池應用技術驗證及示范工程建設，推進相關技術成果在漢中轉化落地。陜汽集團持續進行了燃料電池汽車的研發投入，成功開發出了L3000型燃料電池灑水車，并已示范運行[5]。

2.3 科研領域

西安交通大學能源與動力學院的郭烈錦院士團隊經過20年攻關，開發出了超臨界水蒸煤制氫發電供熱多聯產技術，并在西安熱電有限責任公司啟動了首個50MW超臨界水蒸煤熱電聯產示范項目。氫燃料電池電堆領域的研究處于全國領先地位，即將進入測試階段。西北大學在儲氫材料與技術方面的研究，開發出了基于金屬氫化物車用燃料貯存系統，目前已經確定合作對象，進行產業化，走在全國前列[5]。

3 相關建議

3.1 政策層面

科學制定規劃，堅持規劃引領。建議政府層面組織相關單位，在借鑒兄弟省份相關發展經驗的基礎上，結合陜西省產業經濟發展實際狀況，科學、高起點制定陜西省氫能產業發展路線圖，明確氫能發展戰略定位、目標和任務。通過規劃引領行業發展，搶占氫能產業發展高地。

3.2 產業布局

3.2.1 組建產業聯盟，共同推動發展

目前，國家層面，由國家能源集團牽頭聯合國家電網、中國一汽、航天科技等50多家央企，組建了跨學科、跨專業、跨部門的國家級中國氫能源及燃料電池產業創新戰略聯盟，將從全產業鏈的角度，推動氫能產業規模化、商業化。山東省成立了氫能源與燃料電池產業聯盟，主要為山東的氫能源產業發展最大限度集聚各類創新資源，努力破解管理、關鍵技術、市場三大瓶頸。借鑒相關經驗，建議由陜西省政府相關部門牽頭，聯合省內高校、企業、相關地市成立陜西省氫能產業協同創新聯盟，將陜西省的產業優勢與科研資源優勢進行整合，開展頂層設計，形成發展合力，通過政產學研用的模式，打通全產業鏈，共同推動陜西省氫能產業發展。

3.2.2 建設示范項目，探索產業路徑

根據氫能產業鏈結構，結合我省能源分布情況，可在延安、榆林等煤炭、天然氣資源豐富的地區開展煤制氫、天然氣重整制氫、蘭炭尾氣制氫示范項目建設。借力第十四屆全運會，建議在西安市率先開展氫燃料公交車線路示范運行，氫燃料電池灑水車示范運行，助力治污降霾，提升城市形象。在城市公交加注站、高速路沿線開展加氫站示范項目建設，保障氫燃料汽車的運行，同時為后期大規模建站積累經驗。依托陜西省內已經建成投運的天然氣分布式能源項目，開展氫分布能源示范項目，探索氫分布式能源系統產業化路徑。加快建設氫氣管網、液氫等基礎設施重大示范工程。

3.3 科研領域

開展聯合攻關，破解發展瓶頸。目前，氫能產業發展的瓶頸主要集中在中游儲運和下游應用領域。要加快組織突破關鍵技術，完善有關技術標準以及檢測、認證體系。中游氫氣儲運方面，未來管道運輸將是主流。陜西省內的油氣企業，擁有大量的天然氣、原油長輸管道，具有相關產業基礎及經驗。可聯合西北大學、西安石油大學、中石油管研院等單位，共同開展氫氣管道輸送相關技術研究。同時，借助于已經建成的液化天然氣工廠，可聯合高校開展液氫制備技術攻關。

氫能應用方面，主要是氫燃料電池汽車，并且主要集中在城市物流車與公交車領域。陜西省作業汽車制造業大省，擁有相關產業基礎。以陜汽為代表的汽車制造企業可聯合省內高校共同開發更具有商業應用價值的氫燃料電池汽車，推動我省氫燃料電池汽車產業發展，實現汽車產業轉型升級與高質量發展。

4 結論

通過對我國氫能產業相關政策及產業發展狀況的分析，可以看到氫能已成為21世紀最具發展潛力的清潔能源，也是能源產業升級及優化的可行之路。陜西省作為我國的能源大省，自然生態保護大省，汽車制造大省，如何高效利用氫能，將是我省未來能源產業革命與流動經濟發展的重要抓手。本文提出從科學制定規劃，組建產業聯盟，開展聯合攻關，建設示范項目的路徑加快陜西省氫能產業發展，以期為陜西省清潔能源產業發展提供參。