氢能市场调研

中商情报网讯：氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。氢能被视为全球最具发展潜力的清洁能源之一，并被不少国家、车企及学者认为是“终极新能源汽车解决方案”。伴随着汽车保有量持续增长，以及氢能源汽车技术的完善和普及，氢能源汽车未来市场发展前景广阔。中国汽车工程学会曾预测到2030年，中国氢能汽车产业产值有望突破万亿元大关。

一、概念“十年半导体，百年碳中和”。2020年9月22日，在第75届联合国大会上，国家领导人提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”那么究竟什么是“碳中和”呢?字面意思来看, “碳”即二氧化碳，“中和”即正负相抵，综合起来说就是排出的二氧化碳或温室气体被植树造林，节能减排等形式抵消，但这并不代表着“零”排放，而是说使用清洁能源减少碳的排放和加大碳的吸收，做到碳排放和吸收的均衡，从而起到环保的目的，这就是所谓的“碳中和”。二、发展“碳中和”这个概念早在1997年就已经在美国问世，后来经过发展，实现了从“前卫”到“大众”的转变。2006年，《新牛津美国字典》将“碳中和”评为当年年度词汇；2013年7月，国际航空运输协会提出的航空业“2020年碳中和”方案浮出水面；2018年10月，联合国政府间气候变化专门委员会发布报告，呼吁各国采取行动，为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。三、原因碳排放过量是海洋生态系统破坏严重、海洋酸化、海平面上升、冰川退缩等现象的导火索。近年来，我国地表平均温升速率接近全球的2倍，海平面上升速度也高于全球平均水平。根据第三次《气候变化国际评估报告》，本世纪以来由于气候变化造成的直接经济损失平均占国内生产总值的1.07%，超过同期全球平均水平（0.14%）的7倍。显然，气候变化已对我国粮食安全、水安全、生态安全、能源安全、基础设施安全以及人民生产财产安全构成了较为严重的威胁。《巴黎协定》确立了2020年后，国际社会合作应对气候变化的基本框架。提出把全球平均气温，较工业化前水平升高幅度控制在2℃之内，并为把升温控制1.5℃之内而努力。世界气象组织的报告显示，2019年全球平均温度比工业化前水平高出1.1℃。面对持续增长的碳排放，从而导致的温度提升，实行“碳中和”刻不容缓。四、各方举措1.中国2018年8月1日，四川省举行了“碳中和”项目启动仪式，计划于2018年10月在成都龙泉山城市森林公园建设500亩“碳中和”林。用20年时间增加碳汇，用以完全抵消本次会议产生的921吨碳排放总量。2019年10月，第一期全国A级旅游景区质量提升培训班在陕西举办，并成为全国首个“碳中和”景区培训班。2020年12月24日，中国第一家从事“碳中和”基础研究的机构“中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心”在北京正式挂牌成立。2021年1月，全国首个“碳中和”垃圾分类站落地四川成都，居民可以投放自己日常产生的可回收物，通过回收抵消碳排放量，还能获得收益。2021年3月5日，国务院总理在2021年国务院政府工作报告中指出，扎实做好“碳达峰”、“碳中和”各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构。2021年3月15日，总书记主持召开中央财经委员会第九次会议，这次会议明确了“碳达峰”、“碳中和”工作的定位，尤其是为今后5年做好“碳达峰”工作谋划了清晰的“施工图”。2.美国2007年1月22日，几家大型企业敦促美国总统布什，要求美国政府采取行动限制二氧化碳等温室气体的排放。2014年11月，中美双方达成协议，承诺到2025年前将美国的温室气体排放在2005年的基础上减少26至28个百分点。中国也承诺在2030年前达到碳排放峰值后开始逐步减少二氧化碳排放，并会努力尽早实现。2015年3月19日，奥巴马签署了一项行政命令，要求美国联邦政府部门在2025年之前削减40%的温室气体排放。3.欧盟2018年11月28日，欧盟委员会发布一项长期愿景，目标是到2050年实现“碳中和”，即将净碳排放量降至零。4.北欧2019年11月，北欧国家芬兰、瑞典、挪威、丹麦和冰岛在芬兰首都赫尔辛基签署一份应对气候变化的联合声明。五国在声明中表示，将合力提高应对气候变化的力度，争取比世界其他国家更快实现“碳中和”目标。五.作用1.经济发展的信号，决定未来经济的走向和面貌比如，可再生能源行业将会迎来大发展机遇。而煤炭采掘、煤炭燃烧发电等行业会逐渐被淘汰，国民经济会受到全面的影响。2.对空气质量改善也会产生深远影响“绿水青山就是金山银山”，“碳中和”目标的提出，实际上就是提出了更高的空气质量改善目标。3.驱动能源新旧转换，提升国家能源安全工业化阶段，煤炭、石油、天然气等传统化石能源，其能量释放伴随大量二氧化碳的排放，是全球碳排放增量的重要来源。而“碳中和”战略则鼓励新型清洁可再生能源对传统化石能源的逐步替代，这将从根本上转变经济发展动力的“碳排放”需求。在逆全球化趋势下，能源安全重要性不言而喻。而“碳中和”战略，有望推动我国的能源安全战略从渠道端向源头端延伸，在根本上提升能源安全，增强经济发展确定性与稳定性。4.倒逼产能提效降耗，加速产业转型升级近20年工业部门能源消耗比例一直维持在65%以上，这直接决定了工业部门的“碳瘦身”成为我国“碳减排”的重要环节。一方面，“碳中和”战略将进一步倒逼低效产能的升级换代和落后产能的淘汰，另一方面还将推动国内工业制造效能的全面提升，通过加速电气化，互联化和智能化等多个维度切实推进工业部门的生产效能。5.从供给侧改革到经济转型，产业升级向各个行业不断渗透“碳中和”目标中单位增加值对应的碳排放，实际上是一个对各行业均适用的效能评价指标。而且这种指标更有利于推动产业各环节的全面升级，进一步推动中国制造从“高质量”走向“绿色高质量”。6.发掘中国优势，进一步提升中国影响力我国可再生能源优势显著，“零碳”新能源产能丰富。2013年以来，我国可再生能源总产能加速攀升。截至2019年底，我国可再生能源产能约75.86万兆瓦，同期欧盟和美国产能仅分别约为49.68万兆瓦和26.45万兆瓦，优势明显。从水能、风能和太阳能等“零”碳排放的能源产能看，我国太阳能和风能产能分别在2017和2018年超越欧盟，产能优势全球领先，而这些产能储备都将是我国“碳中和”目标实现的重要支撑。此外，我国采取行动积极应对气候变化，尽早达峰迈向近零碳排放，这不仅是国际责任担当，也是美丽中国建设的需要和保障。“碳中和”六大实现路径一、源头减量压减落后产能，限制高耗能产品，降低能耗进而减少二氧化碳排放。源头减量是实现碳减排的首要途径，也是短期内行之有效的措施之一。我国钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的15%左右，是国内碳排放量最高的制造业行业，目前钢铁行业源头减量最可能的方式有两种：1.压降粗钢产量；2.提高全废钢短流程工艺占比。压降粗钢产量短期见效快，但可能会给市场供需关系特别是普钢供需带来阶段性错配，进而形成供给缺口。对于煤炭行业，煤炭的高碳属性是没有办法改变的，但是可以通过技术手段加以清洁低碳利用，比如强化煤层气高效开采技术，通过煤制气等技术进行能源转化，从而解决部分高碳排放问题。2019年，煤炭占中国能源消费的58%，占全国二氧化碳总排放的80%；煤电装机高达10.4亿千瓦，占全球煤电总装机的50%。这要求中国严控新增煤电，淘汰落后产能。碳排放总量位居全国第三的江苏省，为了应对气候变化，按下低碳发展加速键。把降碳作为源头治理的“牛鼻子”，严格控制煤炭总量，持续压减低端落后化工、水泥、钢铁、玻璃产能，强化温室气体与大气污染物协同治理。二、能源替代即清洁替代，也就是说由清洁能源（如可再生能源）替代高碳能源，在源头上减少碳排放。发展新能源，推动能源结构转型是实现“碳中和”的关键。新能源的主要类型有太阳能、风能、氢能、核能，新材料储能等，与煤炭、石油，天然气等传统含碳化石能源相比，新能源在理论技术、利用成本、环境影响，管理方式等方面有显著不同。随着新能源技术快速发展和互联网+、人工智能，新材料等技术不断进步，新能源产业处于突破期，逐渐进入黄金发展期，已成为全球能源增长新动力，并将逐步替代化石能源，在“碳中和”进程中发挥关键作用。碳排放问题的根源是化石能源大量开发和使用，治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁替代和电能替代，彻底摆脱化石能源依赖。实现能源生产清洁化和能源消费电气化，是实现“双碳”目标最根本的措施。电能具有清洁、高效、安全、便捷等优势，是利用效率最高、经济效率最高的终端能源品种。能源消费环节加快电能替代、提升电气化率十分必要。随着工业、交通、建筑等领域电能替代推进，电能在全社会终端能源消费占比将从目前的27%提升至66%，这将带动电力需求快速增长，达到14-15万亿千瓦时。三、回收利用再生资源的回收利用可以有效减少初次生产过程中的碳排放，如废钢利用，塑料回收，动力电池回收以及垃圾分类。“碳中和”背景下，金属资源的循环利用不仅可以解决未来可能面对的资源短缺问题，也可以有效地实现节能减排，减少对环境的污染，是助力我国减碳的一条路径。我们知道电解铝是高耗能、高碳排放行业，生产一吨电解铝的碳排放为钢铁的6.2倍。2019年，我国电解铝碳排放量达4.3亿吨，约占全国总碳排放量的5%。限制电解铝，严控电解铝新增产能，支持再生铝应得到广泛应用。与此同时，对垃圾分类回收也是一个很不错的举动。2021年1月14日，全国首创“碳中和”垃圾分类站在成都落地使用，群众通过绿豆芽APP参与日常减碳行动，了解更多的“碳中和”知识，实实在在地参与到“碳中和”的环保行动中，为实现“碳中和”贡献自己的绵薄之力。四、节能提效能源再利用，提高公共建筑能效水平。改革开放以来，我国能源结构不断改善，能效明显提高，但仍不够革命性。产业偏重、能效偏低、结构高碳等瓶颈，使我国环境问题日趋尖锐。近年来，虽然我国已将能源强度、碳强度列入考核指标，能源弹性系数逐步下降，但目前能源强度依然是世界平均水平的1.5倍，这显然是不可持续的。如果这一数字提升至1.0，就意味着同等规模的GDP可节省十几亿吨标煤。因此，节能提效应为我国能源战略之首，成为绿色、低碳的第一能源，保障国家能源供需安全和能源环境安全的要素。特别是在当前以化石能源为主的能源结构下，节能提效应是减排的主力。“十四五”期间，能源行业要走上高质量发展新征程。化石能源要尽可能适应能源转型需要，如煤炭要实现清洁高效利用，石油行业仍要“稳油增气”，且要大力发展非化石能源。五、工艺改造工业过程中对生产工艺进行优化、升级、改造，主要集中在对电池技术升级、智慧电网、能源互联网等方面。面对碳排放总量大、高碳发展惯性强的严峻形势，中国要用不到10年的时间实现“碳达峰”，再用30年左右的时间实现“碳中和”，任务非常艰巨。因此需要在生产过程中对生产工艺进行优化、升级、改造。比如中国能源互联网实质是“智能电网+特高压电网+清洁能源”，加快发展特高压电网是构建中国能源互联网的关键。没有特高压电网，我国清洁能源无法大规模开发利用，雾霾、酸雨等环境问题不能根本解决，“碳中和”目标将难以实现。在电池技术方面，纯电动汽车的续航一直是大家最后诟病的。因此制造商可以改进技术，研发出更高容量密度的同类型电池，从而增加车辆的续航里程。六、碳捕集、利用与封存将高碳企业排放的二氧化碳收集起来，并用各种方法储存（地质封存、海洋封存）以避免排放到大气中的一种技术。我国能源系统规模庞大、需求多样，从兼顾实现“碳中和”目标和保障能源安全的角度考虑，碳捕集、利用与封存（CCUS）是我国实现“碳中和”目标技术组成的重要构成部分，是目前实现大规模化石能源零排放利用的较好技术选择，是“碳中和”目标下保持电力系统灵活性的主要技术手段。综合考虑CCUS技术在电力系统、工业部门的应用及其负排放潜力，研究显示，预计到2050年，CCUS技术科提供减排贡献为11亿-27亿吨二氧化碳。以上6种路径中，在其他减排路径经济技术较为一般或时间成本较高的情况下，短期压减产能或许是一条行之有效的措施。我们这里主要想分析的是能源替代，是因为无论从需求端还是供给端来看，能源替代符合战略性新兴产业发展规划，同时也是对“十四五”规划的很好践行。实现“碳中和”的能源替代一、供给侧：光伏、风电近年来，为了促进战略性新兴产业的发展，国家出台了多项扶持政策。在新能源产业方面，3月份，国家能源局等5部门联合发布了《关于引导加大金融支持力度 促进风电和光伏发电等行业健康有序发展的通知》，通过加大金融政策支持，聚焦市场企业关注的补贴拖欠问题，稳定市场预期。据估算，到2020年末，光伏、风电项目累计补贴缺口将达到4000亿元左右。本次通知的下发，从多个方面缓解风、光电项目在资金上的紧张局面，有利于在平价上网时代，风，电项目的平稳运营，明确了政府支持可再生能源发展的信心和决心。在《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》中，国家能源局相关负责人表示，为加快推动“碳达峰”、“碳中和”工作，将加快清洁能源开发利用，制定更加积极的新能源发展目标，推进陆上风电和光伏发电全面实现平价无补贴上网。据专家测算，2030年风电、光伏新增装机量分别为1.53、1.88亿千瓦。2060年风电、光伏新增装机量进一步达到为2.19、2.7亿千瓦。光伏、风电单位投资成本保持下降趋势，到2030年分别达到0.371元/瓦、5.63元/瓦。到2060年分别达到1.35元/瓦、4.5 元/瓦。预测“碳中和”将为可再生能源发电领域累计增加约84万亿元人民币的新增投资，其中光伏、风电装机建设投资规模约60万亿元。二、需求侧：终端电气化由于能源供给侧向绿色电力转变，所以需求侧的脱碳首先意味着终端电气化。根据国网能源研究院2019年12月的研究成果，终端电气化率在2050年达到50%以上，其中工业、建筑，交通部门分别达到52%、65%，35%。1.工业电气化2019年我国钢铁行业90%以上的产能采用高炉（BOF）技术，而电炉技术（EAF）仅占生产总量的9%，特别是以废钢为原料的短流程炼钢技术，碳排放量仅0.4吨二氧化碳/吨钢，若使用绿色电力为电炉供能，则碳排放量可降为0。2.建筑电气化制冷、照明、家电已经实现了100%电气化，供暖和烹饪的电气化推进较为缓慢。我国北方城镇普遍实行集中供暖，主要热源为燃煤热电联产和燃煤锅炉。建筑部门电气化需综合考虑公共部门与居民住宅，也要考虑南北方气候差异。随着人民生活水平提高，家用电器的数量和使用强度呈上升趋势。未来采暖电气化应逐步替代燃煤锅炉，炊事电气化应重点关注餐厅电气化和住宅炊事习惯引导。3.交通电气化发展新能源汽车是我国实现“碳中和”目标、应对气候变化、推动绿色发展的重要国策。2020年中国新能源汽车产销量双双突破130万辆，全国新能源汽车累计保有量已经超过500万辆。2021年是“十四五”的开局之年，从政府工作报告中可以看出，随着新能源汽车后市场基础设施建设的加速，政府不断在消费端释放利好信号，为稳定新能源汽车消费市场发展建立更多长效机制。增加停车场、充电桩、换电站、电池回收等设施，将进一步完善新能源汽车产业链结构，加快推进新能源汽车代替传统汽车的进程。氢能源汽车和电动汽车同属于新能源汽车赛道，电动汽车的快速发展，对于氢能源汽车来说是一个良好的势头，具有一定的发展共性。氢能源汽车的发展将有望推动其上游氢燃料电池的发展。氢燃料电池产业链介绍一、上游：氢能供应商（制氢、储氢、运氢、加注）和组件供应商中国制氢规模居世界第一，2019年全年氢能源产量超过2100万吨，目前主要包括煤制氢、天然气重整、甲醇重整制氢和化学工业副产制氢、电解水制氢等方法。其中，东中部地区能源相对紧缺，环境约束要求高，经济承受力强，以工业副产氢、甲醇制氢为主；西北地区有大量的煤化工工厂、焦化工厂、氯碱工厂；西南地区有大量的天然气合成氨、天然气甲醇工厂，也有煤化工工厂，均可成为氢源。总的来说，中国的制氢技术处于较成熟的阶段，产氢形式比较多，氢能产能充分。目前使用比较广泛的储氢手段有高压储氢、液态储氢、金属氧化物储氢、碳基材料储氢以及化学储氢等。电池组件包括燃料电池电堆、空压机、水泵、氢泵、储氢器、加湿器等，其中电堆又可划分为双极板、电解质、催化剂、气体扩散层。目前常用的商业化质子交换膜是全氟磺酸膜，国内的武汉理工新能源公司、山东东岳集团、上海神力科技、大连新源动力和三爱富都有均质膜的生产能力。燃料电池催化剂主要生产商国内大连化物所具备小规模生产的能力；制备气体扩散层的炭材料，我国对炭纸的研发主要集中于中南大学、武汉理工大学以及北京化工大学等，上海和森公司已有小批量碳纸产品。总的来说，在组件供应方面，我国自己具备了自己生产的能力。二、中游：氢燃料电池产业链中游是燃料电池系统的组装部分，即将上游的材料和部件进行组装，集成到燃料电池系统。燃料电池系统分为燃料电池电堆和辅助子系统两大部分。目前我国氢燃料电池系统集成技术比较成熟，但冷启动温度一般为-20℃，与丰田的-30℃还有差距。三、下游：燃料电池应用氢能是公认的最洁净的燃料，所以交通领域渐成核心场景。2019年中国氢能源汽车保有量为6459辆，我国氢燃料电池汽车目前确定的发展目标为：到2020年，实现氢燃料电池汽车技术规模化示范运行，示范车辆达到5000辆；到2025年，实现氢燃料电池汽车技术的推广应用，商用车达到万辆规模，乘用车规模达到4万辆。到2030年，实现氢燃料电池汽车的大规模推广应用，氢燃料电池汽车产销规模达到50万辆。在技术方面，氢能源汽车的续航里程，使用寿命都有一定的提高，氢燃料加注时间也明显缩短。比如宇通第3代氢燃料电池客车采用350MPa铝内胆碳纤维全缠绕储氢系统，实现了氢燃料加注时间仅需10分钟，单次加氢续驶里程达600公里；还结合了宇通睿控3.0技术，将电池舱体温度控制在15-35℃，满足氢燃料电池26℃左右的适宜工作状态，使其寿命也达到了5000小时。氢燃料电池未来发展前景通过上述对氢燃料电池产业链的分析，其上游氢能源行业符合能源转型需求，下游新能源汽车市场规模增长迅速，有望共同驱动氢燃料电池行业向好发展。一、产业链上的可能性在产业链的上游，制氢、储氢、运氢都已经相对成熟，比较薄弱的是加气环节，目前我国从事加氢核心设备研发的企业较少，主要依赖进口，自主产品发展不成熟，导致了我国加氢站建设成本较高。《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）》提出了2020年建设100座加氢站，2030年建设1000座加氢站的目标，与此同时，国家也出台了相应的政策扶持氢能的发展。在电池组件中，催化剂是关键材料之一，常用的催化剂是Pt/C，由于世界上仅有少数国家生产铂金属，使得铂价格昂贵，此外还存在耐久性问题，所以目前的一些研究专注于开发寻找可以替代铂的、低成本的、资源丰富的催化剂。常用的质子交换膜是全氟磺酸膜，但由于成本高，不耐高温等缺点，各研究机构也在研究其他类型的膜，比如复合膜、高温膜、碱性膜等，这样就使得催化剂可选择的范围更宽泛。在产业链的下游，和其他燃料电池相比，氢燃料电池工作温度低、响应速度快和体积小等特点完全适用于电动汽车的动力源，是未来新能源汽车最重要的发展方向之一。二、政策的扶持2018年国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》曾提出：要系统推进燃料电池汽车研发与产业化，到2020年，实现燃料电池汽车批量生产和规模化示范应用。2019年《中国氢能及燃料电池产业白皮书》指出氢能源产业的发展事关中国能源战略体系，事关中国生态文明建设，事关战略新兴产业布局；在《中国制造2025》中，也明确支持燃料电池汽车的发展，推动新能源汽车与国际先进水平接轨的战略。在燃料电池领域出台政策的密度越来越集中，战略高度也越来越高，对于燃料电池的发展规划也更加细节化、具体化，财政补贴也由点及面，由原来只限于试点城市扩及到全国范围。在政府大力补贴及扶持下，我国燃料电池产业化进程也正在逐步推进中。目前已有许多示范性项目，商业化应用也在逐步展开。相信在国家政策的支持下，以及技术的不断提升，产业链不断完善，氢能及氢燃料电池产业是一片蓝海，是21世纪的朝阳产业，将共同推动“双碳”目标的实现。我国敢于承诺争取2060年前实现“碳中和”，底气来自于近年来积极应对气候变化国家战略所取得的显著成效。截至2019年底，我国碳强度较2005年降低约48.1%，非化石能源占一次能源消费比重达15.3%，提前完成我国对外承诺的到2020年目标，扭转了二氧化碳排放快速增长的局面。2020年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18.8%，完成“十三五”单位国内生产总值二氧化碳排放下降18%的目标。从本质上来看，“碳中和”目标是一次能源技术革新。它要求人类在经济发展的同时，提高能源利用效率、开发清洁能源，减少对化石能源的依赖，实现能源技术和减排技术的创新，实现经济结构的调整和制度变革，追求绿色GDP，实现人类生存发展观念的根本性转变。虽然我国还处在工业化、城镇化的中后期，实现“碳达峰”，“碳中和”难度更大，但我国的后发优势在于更好的技术条件和技术支撑。我们坚信，在全国人民的共同努力下，我国的“碳中和”目标实现指日可待。内容整理自：微信公号 慕蓉简生

首先我们需要知道氢动力有两种主要形式：一种叫做氢内燃机，第二种叫做氢燃料电池。加氢站爆炸，化工厂火灾，韩国对氢能的急刹车是见危于无形的智者之举?还是动了既得利益者的奶酪?生态失衡，臭氧破坏大量逃逸的氢气，会造成哪些潜在隐患?燃料电池相比氢内燃机有哪些优劣势?幻想与现实的鸿沟，用储氢金属能否填平?质子交换膜的垄断，是国内研发的滞后?还是国外技术的又一次降维打击?既已成局，如何破之?氢气制备，我们有哪些优势?有人论述内燃机走下坡路的同时，锂电又没形成主流的今天，氢能源一定是未来的路。毕竟氢气作为很多人脑海中对绝对环保的能源幻想，有期许很正常，但一条能源产业链的落地可能并没有想象中那么简单。早在1979年石油危机爆发之后的几年，新能源在当时被看作是一种新的能源方向。而人们最先尝试的形式就是建立在这种对内燃机的简单改装之上，比如BMW E12的520h，这是一款使用汽油和液态氢驱动的双燃料四门轿车，宝马工程师在里面塞了一个3.5直喷发动机的同时还在他的后备箱布置了一个超绝缘低温储氢罐，间歇性会通过高压的泵体向燃烧室内喷入氢气。同样在2006年以宝马E66为基础的氢内燃机Hydrogen7出炉，使用火花塞辅助压燃技术搭配改装的v12在氢气模式下用喷射器将氢气以高达300bar左右的压力喷到燃烧室中。上述两台车都有两套燃烧系统，后者可能更高级一些，可以在清洗和汽油之间无缝切换而且当其中一种燃料耗尽的时候会自动进行切换。日本也是氢燃料领先的国家，仅仅武藏工业大学一个学校就有3-5种不同型号的氢能源车型研发成功。而且马自达也是在1991年推出了氢燃料转子发动机并在2004年的底特律车展上展出这台RX8。和宝马一样，也装备了双燃料系统。上述所有的车型有个共同的名字叫做氢内燃机动力。朴素地理解，其实就是把液化石油气罐改为氢气罐而已，但其实这种动力还是有它的特点：第一，氢气和汽油相比是汽油热值的2.7倍，由于氢气自身特性，混合气浓度范围可以调节的非常宽泛。汽油空燃比一般也就是在14.7：1，而氢气和空气混合燃烧的比例可以轻易达到130：1。第二，氢气燃烧速度快。火焰传播速度是汽油的7.7倍燃烧室中抗爆性比汽油要好压缩比也可以非常高。第三，氢气扩散系数高。在空气中氢气的扩散系数是汽油的12倍左右基本不需要汽油的雾化过程，而且相比汽油有害怕排放物会变得少一些。当然爆震解决了，氢内燃机却解决不了早燃的问题。(爆震一般是指火花塞点火之后瞬间压力较大引起了自着火现象，而早燃是在火花塞点火之前。两者的区别就是在断掉点火系之后，发动机还会不会继续不正常的运转。早燃会，爆震不会。此外还可以从发动机做功行程来区分。一般早燃是在压缩行程，而爆震发生在点火之后，也就是做功行程。当然世界都是平衡的，爆震好了压缩行程的早燃却成了氢内燃机最大的痛点。和燃油机类似，这种缸内混合气没被火花塞点燃之前与燃烧室内部局部热点接触引起的不正常的燃烧现象叫做氢内燃机的早燃。主要解决的措施就是改进燃烧室机构和对火花塞进行超精确控制，而一旦更改了上述结构，势必要拉低同时存在着另一套燃油系统的效率。在这一点上无论是传统曲轴发动机还是转子发动机，带来的成本激增都很令人头疼。另外排放污染虽然是变少了，但并不代表没有，因为空气中78%都是氮气。氢内燃机缸内局部温度往往能够达到1700℃以上。高温高压之下，空气中的氮和氧元素会形成氮氧化物。大量运用氢内燃机的车或许同样不利于环保。上述诸多原因导致了氢内燃机并没有量产。不过宝马在这方面的原型车倒是会以试驾的形式供名人和政府机构使用。除了氢气内燃机，还有一种目前被更加认可的动力形式，叫做氢燃料电池，这是一种将氢气氧气的化学能直接转化成电能的装置。氢燃料电池的基本原理可以理解为电解水的“逆反应”。以氢气作为还原剂，氧气作为氧化剂氢氧两端在催化剂的作用下通过电解质生成水，氢电极上有多余的电子所以在负电。氧电极由于缺少电子而带正电这个类似于燃烧的化学反应，只要保证两端不断供应，氢气和氧气就能连续反应。量产落地车的氢燃料电池有什么特点呢?先说优势，拿丰田Mirai这辆车来举例续航里程基本可以说是解决了目前的用户痛点，一次加氢能有650公里的最大续航加氢时间是5-7分钟，使用过程产出只有纯净水。但劣势或许更为明显。首先就是贵，贵在哪呢?有人说要用到贵金属铂，但这个材料用量并不大比如Mirai一辆车不到30克，铂的价格每克200元钱左右，而且目前燃油车三元催化剂也要用到铂这种贵金属。要点在于PtCo化合物催化剂，这种催化剂要求就是在交换膜中搭建一种金属与有机物相结合的多孔聚合物，而且要求在整个电极中拥有大量均匀的活性定位点。但是氢氧燃料通过膜片的过程中是有负载限制的而且会与PtCo催化剂相结合形成少量晶体使得电极表面没有足够多的位点与氧气相结导致燃料电池电流下降，这种情况尤其会出现在对动力请求较高的时候。而丰田MIRAI为什么性能还算尚可呢?是因为这个PtCo催化剂工艺非常厉害，公开资料显示，催化层他们采用了一种叫做间歇槽膜涂布法的制备工艺基本算是做到了多孔聚合物均匀性的最优化。但成本为每个电堆800美金左右，即便如此，在试验车状态下的MIRAI高速再加速能力仍然不尽如人意。于是为了增加功率，丰田在最后量产版的电堆上加大了独立燃料电池串联的数量达到了370片，最大输出功率达到了114KW。按照单件值厚度1.34mm来看整个电堆最后达到了37升56公斤的规模。也就是说氢燃料电池和锂电池是类似的，也是由单电芯组成的，只不过燃料电池计算的是总反应面积。经过计算MIRAI的电池面积功率密度也只达到了1.15W/cm2，而且重量密度比蓄电池还差很多，再加上储存罐变压器导致丰田MIRAI重量将近1.9吨，比普锐斯重了30%，最大功率只多25%马力重量比实际下降7%。而且氢能源要达到这个功率密度并不容易，除了催化剂制备工艺和串联的数量以外，质子交换膜这个部件也非常重要，成本也很高，它能将氢气中的电子分离成为质子进而从正极交换到负极和氧气产生反应生成水和热量。我国也有质子交换膜的研究和生产，比如清华大学、北理工、同济、上海交大也有类似的实验室级别的产品，但这种产品各方面的参数仍然落后于丰田。在调研丰田供应商过程中，一个叫做戈尔的公司浮出水面。这家公司几乎就是可以被称作质子交换膜行业标准的打造者。无论是广东佛山的氢能源公交车，还是销量超百万片膜电极的武汉理工氢电，都采用这家公司的产品。到目前为止，全球涉足质子交换膜这个技术的研发以杜邦、日本旭化成、大金、3m、歌尔和德国巴斯夫等国外公司为主，而且多数都是在化工领域完成了多次原始资本积累和技术储备的公司。而我国能源多样化的相关产业放开之后，质子交换膜一定还是争夺的焦点，但目前为止国内只有一些像东岳集团等少数公司进入了批量试产阶段。相比之下，目前的市场份额仍然由戈尔公司占据。希望在该领域我国有质的突破，不然直接大规模准入国外技术完全相当于降维打击或许会让燃料电池重走内燃机或者锂电在我国的老路。接下来讲氢能源的安全、携带、制备。17年2月份丰田发布公告说，由于输出电压问题将召回已售全部2840辆的MIRAI。由于特别情况下比如巡航速度爬长坡加速踏板被踩到节气门全开的位置的时候，燃料电池升压变频器产生了输出电压可能超过最大阈值存在安全隐患。所有氢能源汽车的辅助配置都有一个扫气的功能，为了就是将管道中残留的氢气排出。由于氢气储存罐本身就是一颗大炸弹，变频器如果输出电压存在一些波动，那真的是有可能点燃在扫气阀门中没有被排干的氢气的。而且当氢能源规模化之后，具备扫气功能的车辆大量拥堵在隧道之内，会不会引发更严重的爆炸?再有就是加氢站安全问题。去年5月份韩国江陵地区的储存罐发生爆炸，炸毁了一个足球场那么大的建筑群，两人死亡6人受伤。一个月之后挪威的嘉兴站也发生爆炸，几乎是被夷为平地。去年9月份韩国一家生产氢气的化工厂发生了氢气爆燃现象，致使3名员工受伤。这种接二连三的事故引发韩国人的抗议，他们反对在自己家附近修建氢气设施本来韩国对氢能源还是非常重视的，要在2030年卖85万辆。民间的阻力非常大。紧接着我们说一下氢气携带问题。储氢合金是氢能源一个高频的关键词，储氢合金的定义是指在一定温度压力下能够可逆的大幅吸收储存和释放氢气的金属化合物，这种材料要满足一定要求。首先，化合物的生成热要适当，生成热是指在一定温度和压力下由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应.这个指标对于储氢合金是非常矛盾的，因为生成热过高，氢化物就过于稳定，释放氢气时就需要加热到更高的温度。而如果生成热太低，又储存不了多少氢气。其次，形成氢化物的平衡压要适当一些，最好是在室温25℃左右和1个大气压附近，便于吸放氢气。而且吸放速度要非常快，这样才能够满足实际应用的车辆的需求。最后，选择这种合金对水氧气和二氧化碳这些杂质敏感性要非常小，反复吸放氢气的时候材料不至于中毒恶化。那么基于上述3点相关产业的化学专家表示现在比较符合这种描述的有镁系、稀土系、钛系的储氢金属。但是他们同时也表示，同样的道理，放到氢内燃机车或者燃料电池车上面，关键指标可能又有变化，比如体积密度和系统动态响应。07年弗吉尼亚大学就召开了国际氢经济材料论坛，当时科研人员宣布开发出了大幅提高氢储存能力的新材料。虽然相当于当时储氢合金的2倍已经进步很大了，但储存量最多只是自身重量的14%。如果要用加压罐储存5公斤液氢，系统的质量大概在100公斤左右。那如果换作是储氢金属，整个质量则是原来的2-3倍，达到了200-300公斤左右。那这么大质量放在车上，估计谁也受不了。即便储氢金属发展到今天质量密度依然很差，另外最关键的是动态响应也是比较差的。因为相比燃油来说，氢燃料电池也好内燃机也罢，它们对氢的消耗比例仍然是比较大的，所以当你有了动力请求的时候这套系统很可能并不能马上给你供应充足的氢气。实际上氢金属与氢结合之后是一种化合物，要脱氢需要重新加热。如果想在中间加一些用于中转的小气罐，那整个的系统质量可能又会进一步的增加。而汽油只需要一个树脂的邮箱而储存氢气，我可能要什么新材料储存，要加热脱氢了，还要什么中转气罐来提高响应。最终的结果就是一个大概飞度大小的一个车，后面需要挂一个斗，里面装的比例非常不协调的储氢金属还有中转气罐一系列的外围配置。最后我们放眼整个的氢能源产业链，规模化之后氢气制备也是一个非常大的难题。工业化制造往往和实验室级别的制备完全不一样，因为当产品规模化之后所带来的整体边际效应的考量是完全不在一个维度的。目前工业化制氢的效率大概只有60%-70%，再算上发电的效率、发电本身需要开采加工燃料的费用、中转物流包装输送，综合成本很可能比汽油要高不少。目前远远没有达到实用化的阶段。经过调研，发现国内很可能确实能够通过一些手段把氢气制备成本降下来。因为我国煤炭是富裕的，比如煤炭“大鳄”神华集团就在近些年高调入局氢能源，使用一种类似于“水煤气”的方法来制氢。目前最低成本是每个立方7毛7，折合不到9毛/公斤，大大低于国际的平均成本。神华集团在煤化工领域年产超过400万吨氢气，具备供应4000万辆燃料电池车制氢能力，在世界上排名可谓是靠前的。在氢气制备能力上相信我国的工业实力和降本增效的能力。但任何事情来规模化之后都会有一些隐患，在查找资料过程中发现氢气可能会破坏臭氧层消息来源是加州理工学院的约翰·埃勒，这位地球化学家说利用氢气作为燃料存在的问题不是氢气燃料本身，而是来自生产、储存以及氢燃料电池使用过程不可避免的氢气泄漏。之后他的这项研究结果发表他的美国《科学》杂志上，经过他的宏观计算，未来经济规模化之后，大约会有15%的量在制备和储存过程中泄露到大气层。使氢气从原来的正常水平百分之0.5增加到百万分之2.3。泄露氢气会逃逸到臭氧层，因为上层大气的水分增加使得臭氧冰晶层化学反应失衡，从而加速臭氧层的破坏。02年科学家在美国爱达荷州南部的一处地下200米的温泉之内发现一种会吃氢气的微生物。这些微生物被称作太古代微生物，只要在有氢气和二氧化碳混合环境就能生长，根本不需要阳光和有机元素。美国大气海洋局的科学家诺·沃利也曾经说过，氢气的逃逸不光会带来臭氧层的破坏，还会让大气浓度比例失衡。采用氢气作为营养物的太古代微生物也会繁育更多，从而带来未知的生态后果。虽然上述研究呢只是提出了一个生态失衡的模型，但是燃油车刚出现的时候谁也没想到能够有现在的这种规模化的污染排放。所以有必要进行前瞻性的提醒，任何事如果忽视生态环境同时又形成了规模，就像一列刹车失效的列车轻易停不下来的。

中商情报网讯：氢是一种化学元素，在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体。目前，国内氢能产业主要集中在经济发达的东南沿海地区，如制氢企业、加氢站等主要分布在长三角地区、珠三角地区等沿海地区，包括上海氢能产业集聚区、广东佛山氢能产业集聚区、浙江台州氢能产业集聚区、江苏如皋氢能产业集聚区和湖北氢能产业集聚区。为了更好的了解我国氢能产业园的发展情况，中商产业研究院特推出《2020年中国氢能产业园市场前景及投资研究报告》。《报告》从六大方面分析当前我国产业园概况、氢能产业园发展环境PEST分析、氢能产业市场分析、氢能产业园发展现状分析、氢能产业园案例分析以及氢能产业园发展前景。以下为报告详情：PART1：产业园概述由国家或地区的政府通过行政或市场化等多种手段，划出一块区域，制定长期和短期发展规划和政策，建设和完善适于工业企业进驻和发展的各种环境，聚集大量企业或产业，使之成为产业集约化程度高、产业特色鲜明、集群优势明显、功能布局完整的现代化产业分工协作区和实施工业化的有效载体。PART2：跨境电商发展环境根据PEST总结我国氢能源产业园行业发展环境，从政策、经济、社会以及技术四个维度分析氢能产业园发展的利好因素。从政策方面看，国家及地方相继出台氢能源应用相关利好政策；从经济方面来看，国家经济运行稳步发展，支撑氢能源产业园建设及运营；从社会方面来看，人口增长、清洁能源消费量增加等因素促进氢能源产业发展；从技术方面来看，制氢技术不断进步、成熟。PART3：氢能产业市场分析近年来，我国氢气年产量已逾千万吨规模，位居世界第一大产氢国；金属储氢材料产销量超过日本，成为世界最大储氢材料产销国。目前，氢能源的应用主要在氢能源汽车的推广方面，氢燃料电池是氢能源车的关键部件，而加氢站是支撑着氢燃料电池车应用的基础设施。氢氢能源汽车作为氢能源的重要应用之一，近年来快速发展。2019年我国氢能源汽车产销分别完成2833辆和2737辆，同比分别增长85.5%和79.2%。数据显示，2015-2019年间，我国燃料电池汽车的销量分别为10辆、629辆、1275辆、1527辆、2737辆，2019年的销量是2015年的272.7倍。从国内市场布局来看，布局客车与专用车领域的企业居多。PART4：氢能产业园发展现状目前，国内形成京津冀、华东、华南以及华中四个区域性产业集群。四大氢能产业集群覆盖了氢能的制氢、储运及应用等领域。其中，氢燃料电池以及氢燃料电池车是重要的发展方向，并以此形成各自的产业配套、商业应用模式等。目前，全国各地加快布局氢能产业，除了湖南株洲以外，浙江嘉兴、广东广州等地纷纷规划、建设加氢站及相关基础设施，全国氢能产业布局加快。据不完全统计已运行及在建的氢能产业园中，截至2020年5月，华东地区布局的氢能产业园区数量最多达到18个；其次为华南地区，氢能产业园达数量到6个；华北地区氢能产业园数量为5个；东北地区、西南地区各位2个；西北地区有1个氢能产业园。PART5：氢能产业园案例分析本章介绍分析了浙江氢谷新能源汽车产业园、江苏丹徒氢能源产业园、佛山（云浮）产业转移工业园、上海嘉定氢能与燃料电池产业园、武汉雄韬氢能产业园等氢能产业园案例。PART6：氢能产业园发展前景未来，氢能产业受利好政策支撑发展，氢能产业园区数量及规模将不断扩大。同时，氢能源汽车应用将助推氢能产业园发展，而氢燃料电池可以说是氢能产业园重点布局的产业链中十分重要的一环。

中商情报网讯：氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机会取代一般的引擎，即氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。这样有效减少了其他燃油的汽车造成的空气污染问题。氢能源汽车分为两种，氢内燃机汽车(HICEV)和氢燃料电池汽车(Fuelcellvehicle-FCEV)。目前，发展较快的为氢燃料电池汽车。

来源:人民网氢能具有燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多、可储能等优点。11日发布的《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》提到，我国是第一产氢大国，具有丰富的氢源基础；到2050年氢在我国终端能源体系占比至少达10%，广泛应用于交通、化工原料、工业、建筑等领域，成为我国能源战略的重要组成部分。在当日举行的2018年中国氢能源及燃料电池产业高峰论坛上，不少专家谈到，氢气燃烧生成水，可循环利用；来源广泛，既可借助传统化石能源如煤炭、石油、天然气等低碳化技术制取，也可以通过风、光、水等可再生能源制备；此外，中国市场巨大、应用前景广阔。尽管如此，我国氢能发展在燃料电池基础研究和技术发展、氢能产业装备制造、标准法规、政策等方面仍存在不少瓶颈。加氢站数量少、基础设施发展滞后便是其中之一。“我国已建成正式运营的加氢站大概15座，其中约10座为固定式，且大部分的加氢能力在200公斤以下。”中国工程院院士顾大钊认为，基础设施发展滞后的原因主要是核心设备技术指标落后、现阶段氢气需求量小、投资成本高等。分领域看，交通领域是氢能和燃料电池初期应用的主要市场。中国氢能联盟理事长、国家能源集团总经理凌文介绍，未来氢能将在小汽车、轨道交通、船舶、航天、物流系统、矿用车等领域广泛应用。以乘用车为例，到2030年，将发展100万辆燃料电池车，在建加氢站1000座；到2050年，氢燃料电池车和发电均实现大规模应用。根据《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》，氢能与燃料电池技术创新是重点任务之一。论坛上，国家能源集团准能集团、北京低碳清洁能源研究院和潍柴控股集团等还启动了200吨级以上氢能重载矿用卡车研发合作。继客运公交专线之后，中国氢能和燃料电池产业化发展在交通领域又迈出新步伐。（记者 丁怡婷）

氢能行业一级股权市场有点小复杂：看起来行业很热，但真正出手的机构不多；看起来融资不好融，但也有不少项目融到资了；投资人看起来不敢投，但很多机构又在忙着。真实情况如何？香橙会研究院发起了一个投资人调研，从一级股权市场选取了50家最活跃的氢能投资机构，结合“2019年氢能行业最具投资价值企业评选”的结果，做了一个问卷调查，以此发掘市场投资偏好，捕捉氢能投资风口。一、产业资本看氢端，财务资本看车端这项工作从8月份开始启动。香橙会研究院发起“2019年氢能行业最具投资价值企业评选”，联合氢能行业50位投资人对参与评选的项目进行打分，并对项目市场热度进行评估。历时2个月，获得机构市场第一手资料，真实反映当前投资人对氢能和燃料电池行业的整体看法。香橙会研究院一共发出50份项目评分表，全部回收，2份填写不符合要求视为无效，有效回收率96%。有效回收的48个投资人中，财务投资人29人，占比60.42%；产业投资人19人，占比39.58%。参与评估的细分领域包括燃料电池系统、燃料电池电堆、膜电极、双极板、空压机、供氢系统、车辆运营商、隔膜压缩机、阀门管路、储氢瓶、检测设备、DCDC、氢制备、氢储运、加氢站等15个细分领域，项目市场热度指标为“没听说过”、“听说过”、“同行推荐过”、“调研过”。投资人关注哪些领域呢？香橙会研究院整理发现，投资人调研过的各细分领域中，排在前五位的分别是氢储运、空压机、膜电极、供氢系统、阀门管路，所占比例分别为26.85%、26.39%、23.33%、22.22%、19.44%。“同行推荐过”的项目，按细分领域排在前五位的分别是燃料电池电堆、膜电极、双极板、空压机、燃料电池系统，所占比例分别为23.38%、20.56%、19.44%、18.06%、16.87%。“听说过”的项目，按细分领域分，排在前五位的分别是供氢系统、储氢瓶、燃料电池系统、加氢站、燃料电池电堆，所占比例分别为47.22%、41.67%、41.47%、41.14%、36.34%；“没听说过”的项目，按细分领域分，排在前五位的分别是检测设备、氢制备、DCDC、隔膜压缩机、阀门管路，所占比例分别为75.00%、68.75%、58.33%、52.78%、47.22%。图表1 各细分领域市场热度情况根据一般投融资经验，投资人看好一个项目，一般会推进调研。是否去调研，是衡量投资人对项目态度的一个重要指标。仅分析投资人调研过的项目，按调研项目多少排序，目前产业投资人项目调研排在前五位的行业分别是供氢系统、隔膜压缩机、车辆运营商、氢制备、DCDC；热门领域燃料电池系统排在第六位，燃料电池电堆排在第十一位。图表2 不同类型投资人调研过的细分领域热度情况产业投资人调研排名前五的细分领域中，与氢端相关的有3个，分别是燃料电池系统中供氢系统、加氢站核心设备隔膜压缩机、氢制备；与车端相关的是燃料电池系统中的DCDC以及车辆运营商，而不是热门的燃料电池系统或是燃料电池电堆。缘何如此呢？氢能和燃料电池经过20年的培育，尤其是近几年的快速发展，以燃料电池电堆及系统为核心的车端产业配套相对完善，其中的燃料电池系统和燃料电池电堆的参与者也是在急剧增加，该领域的项目相对成熟。产业资本大多已有布局。换句话说，创业者在电堆和系统领域创业有些晚，融资风口期已过。当然，真正的大牛除外。车端相对成熟，用氢端则成为短板。制约燃料电池汽车大规模推广应用除了车辆购置成本高，用车成本高也是不容忽视的问题，尤其是高昂的氢气价格，降低用氢成本也成为氢能产业商业化急需解决的问题。供氢系统占燃料电池系统成本的23%，既有一定技术门槛，又受规模效应驱动，投资性价比较高。隔膜压缩机作为加氢站三大核心设备之一，约为加氢站总成本的30%，国产压缩机虽在加氢站中已有应用，但产品性能不稳定，国产替代空间大。我国氢气成本在氢气售价占比70%，氢气成本主要受制于氢气制取和储运环节成本，氢气制储运环节大有可为。因此，氢端，目前是产业投资人布局的好时候。而财务投资人排在前五位的分别是储氢瓶、检测设备、双极板、燃料电池电堆、膜电极，热门领域燃料电池系统排在第十位，重心还是聚焦在车端。储氢瓶是供氢系统的核心，成本占供氢系统成本的1/3左右，财务投资人关注该领域的逻辑与产业投资人关注供氢系统类似。检测设备单价较高，高端基本进口，国内市场配套检测设备的供应商比较少，国产替代的机会很大。双极板是燃料电池电堆重要组件之一，石墨双极板已基本实现国产化，金属板电堆具有体积比功率与比能量高的优势，在长途、重载领域更具优势，因此也受到财务投资人的关注。这个信息显示，财务投资人，现在已经不只是看行业头部的燃料电池系统和电堆，开始深入到电堆里的关键零部件，从关键零部件里寻找优质标的。（文章来源：维科网）

【编者按】2020年，上海集中推出26个面积在3至5平方公里的特色产业园区，定位“小而美”，瞄准科技前沿和产业高端，聚焦集成电路、人工智能、生物医药、航空航天、新材料、智能制造等六大关键领域核心环节，全力打造产业发展新高地。 上海作为中国重要的节点城市，是长三角地区的枢纽，同时还是中国对外开放的窗口，在当前复杂国际形势背景下，上海的制造业产业链梳理、再造和升级，非常关键。澎湃新闻·智库报告推出“科技城”系列第一季，追踪调研上海26个特色园区，探寻上海产业创新升级的可能路径。数据来源：上海市经信委（时间截至2020年3月，后续园区土地供需或有变化，特此说明。）调研园区：嘉定氢能港调研时间：2020年7月14日看着马路上越来越多的“绿牌”汽车，我们意识到，电动汽车正处于飞速发展的时代。作为新能源汽车三大发展方向，混合动力、纯电动汽车已早早投入市场，而氢燃料电池汽车仍处于示范运营阶段。氢燃料电池被誉为21世纪最有发展潜力的清洁能源，近两年，全球各国加速氢燃料电池车的研发。上海计划在汽车产业优势明显的嘉定区，打造具有世界竞争力的“氢能港”。目前，氢能产业集群正在形成，到2025年，氢能港的目标年产值将达500亿元，并形成氢燃料电池汽车全产业链体系。7月14日，课题组走进嘉定氢能港，探究这个特色园区发展氢能产业的战略使命，以及氢能产业的追赶之路。嘉定氢能港展厅 课题组 摄氢能的战略使命“内燃机汽车和锂电池汽车这两个领域我们与发达国家差距非常大，氢燃料电池车是唯一我们与发达国家差距较小，还有可能追赶得上的领域。”嘉定区安亭·环同济创智城建设管理委员会常务副主任邱鹏对课题组直言。早在2001年，邱鹏就来到安亭从事汽车产业招商工作，对车企及汽车产业发展趋势，有着深刻认知。2006 年，嘉定率先建设了全国第一座示范运营固定站——安亭汽车城加氢站，这是上海参与燃料电池汽车和关键设备研发的重要成果。截至2019年底，上海共建成四座加氢站，其中3座在嘉定，已有6辆申沃燃料电池城市客车投入嘉定区114路公交运营，114路公交也成为上海首条燃料电池公交线路。氢能港要做的事情是，继续推动燃料电池车核心技术研发和规模化生产。嘉定区委书记陆方舟多次强调，“过去三十年，汽车成就了嘉定。未来三十年，嘉定要为世界汽车产业做一些贡献。”未来嘉定要通过吸引龙头企业入驻和引进领军人才，提升中国汽车产业发展能级。谈起嘉定汽车产业链邱鹏如数家珍：目前嘉定集聚了整车和零部件企业300多家、研发机构100多家，形成了完整的汽车产业链。如今每一环都有，关键要更上一层楼。虽然上海在氢燃料电池领域取得了一些进展，但正在同济大学攻读氢燃料电池技术方向博士的邱鹏仍表达了强烈的危机意识，“国外技术迭代很快，我们要抓紧布局！”目前在氢燃料电池车领域，日本稳居第一。2018年5月，李克强总理访问日本时，观看了丰田的氢燃料电池车MIRAI。这款2014年上市的全球首款燃料电池商用车一次加满氢仅需3-4分钟，而续航里程却可达650公里，售价40-50万元人民币，产能可达一年3000辆。这一技术高度让日本稳坐氢能汽车头把交椅。目前，日本在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球 50% 以上，在制氢、储氢、运氢、加氢等全产业链各细分领域都有相应的独角兽企业和领先技术，且远远甩开其他竞争对手。邱鹏直言，丰田MIRAI技术已经又有更新，最新技术并未对外发布。各国在脱碳和能源结构转型压力下，陆续将目光集中在氢能领域。韩国、德国、美国、欧洲在氢能产业方面动作不断。今年7月14日，韩国宣布拟斥资114.1万亿韩元(946亿美元)推出“绿色新政”，目标到2025年实现113万辆电动汽车和20万辆氢动力汽车上路。7月8日，欧盟委员会正式推出能源系统一体化战略与氢能源战略，成立欧洲清洁氢能联盟，旨在打通投资链，满足欧盟国家对清洁氢能的需求。德国在今年6月通过了《国家氢能战略》，旨在通过促进创新氢能技术研发增强德国工业竞争力，成为全球氢能的领导者。煤炭在一次能源消费占比超过60%，中国碳排放量一直居高不下。到2050年，中国要实现二氧化碳年排放总量从目前的100亿吨降低到35亿吨以下，能源结构调整势在必行。尽管中国氢能及燃料电池技术研发早就开始了，但直到“十三五”时期，政策导向逐渐开始由技术储备转向产业化集成，将发展氢能及燃料电池技术提升到战略高度。2019年，“推动充电、加氢等设施建设”被写入《政府工作报告》。今年上半年，中央又连续出台多项相关政策，规划氢能产业发展。这或许释放了一个信号，氢能源产业有望迎来快速发展期。十多年前就入局“氢能”的上海被给予厚望，研发实力强，工业基础好，早年在制氢到加氢的全产业链布局让上海形成了先发优势。未来氢能港的目标是，在“人无我有”的先发优势基础上，实现“人有我优”。硬科技决定话语权在氢能及燃料电池领域，氢能港已有多项技术突破，如上海燃料电池汽车动力系统有限公司（下称“上燃动力”）研发的大功率燃料电池发动机突破“卡脖子”技术，上汽集团旗下的燃料电池公司捷氢科技的大功率燃料电池发动机及一些零部件技术领先国内，中石化成功建设两座油氢混合加氢站。虽然上海的氢能技术走在国内前列，但与世界主要工业强国相比，差距仍然较大。日本、德国已经形成了从制氢、储氢、运氢到燃料电池电堆及核心零部件及关键材料的完整产业链，在燃料电池的供应和制造方面开始规模化，日本规划2020年制造燃料电池车4万辆，到2025年，其目标是实现量产20万辆。加氢并不是难点，目前国内已有加氢站64座，各地也在陆续增建加氢站。邱鹏告诉课题组，在制氢、储氢、运氢、加氢四个环节中， 中国面临的困难在储运环节。其中，高压气氢是目前国内外主流的氢能储运模式。中国目前高压气态储氢罐制造技术达到35MPa，还存在储氢密度不够高、储运成本太高等问题。日本已经实现70MPa高压气态储氢罐制造技术，这是其“不外售”的核心技术。另一个难点在氢燃料电池。燃料电池的电堆几乎占据整车价格的一半，是整车性能的关键。但目前，国产燃料电池产品成本高，总体功率密度、系统功率、耐久性较低。目前，已运行的6辆燃料电池公交车面临制造成本和维护成本极高的难题。燃料电堆中的两个核心部件膜电极和双极板，这两项技术难度大，进口依赖度高，大大增加了成本。虽然近几年国内多家企业在做研发攻关，但若要实现量产，这两项技术的稳定性和可靠性仍须提高。邱鹏表示，“如果把这两项技术做好了，基本上就可以大幅推广了。”此外，随着政府增加燃料电池车示范推广运营数量，成本也会逐渐降低，将会进一步推动燃料电池车的产业化。中国现有技术生产不了乘用车，也在于燃料电堆技术。国内一辆燃料电池公交车的成本为300万人民币，其中电堆成本占据一半。丰田燃料电池公交车“SORA”的成本约65万人民币。另外，中国现有技术制造的电堆体积太大，放不进乘用车，而日本所研发的电堆不仅可以放进乘用车，且成本较低。丰田看重中国市场，更看中上海是未来中国氢能产业发展制高点的地位。丰田在氢能港内新成立了氢燃料工程研发中心，致力于零部件在中国市场的销售和产业化推广，并开展未来自动驾驶服务相关联的自动驾驶核心技术研发。作为国内龙头车企，在嘉定发展的上汽、长城两家整车企业也没有间断对燃料电池车的钻研和制造。2018年，长城汽车控股燃料电池龙头企业上燃动力，后成立未势能源科技有限公司（以下简称“未势”）。依托上燃动力产业园45亩基地，并打算整合长城集团所有氢能板块资源，在氢能技术、燃料电池系统核心零部件、燃料电池系统、燃料电池整车的研发、试制、生产制造等环节全链布局。上汽关注氢燃料电池领域长达十余年，2018年子公司捷氢成立，专门用于燃料电池及相关零部件的研发和生产，建立了从发动机、电池和氢燃料的全产业链布局。两家企业虽已在研发上投入数十亿元资金，但自主研发并非一蹴而就，当下核心部件仍要从国外购买，然后再组装成燃料电池整车。“目前大家都是边做边看，真正的核心技术在零部件，加强零部件攻关才能快速推动氢燃料电池技术发展。”邱鹏对未来还是有信心的。他认为，这个行业刚起来，中国在不断提升中。“先有”跟“没有”是两回事，先有，然后发展提升，这个行业才能产出更多东西，才能与别国比较。园区已有氢能、燃料电池技术研发企业20家；关键零部件研发制造企业8家；加氢站设施制造及服务企业5家。氢能港与同济大学嘉定校区比邻，这为氢能港在新能源与智能汽车、智能制造、智能出行等方面的技术研发带来优势。2000年成立的同济大学新能源汽车工程中心（简称“汽车工程中心”）承担了国家“十五”到“十三五”期间30余项863项目和973专项，其中包括多项燃料电池技术相关课题。汽车城加氢站便是由同济大学联手壳牌共建的。汽车工程中心下设的燃料电池复合电源研究所围绕车用新能源发展需求，多年来一直在高压储供氢、燃料电池复合电源、燃料电池发动机系统三个方向研究攻坚。2019年，该中心研制的金属极板燃料电池单堆达到了125KW的最大持续功率，在燃料电池领域取得重大进展。此外，该中心还有国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心、新能源汽车及动力系统国家工程实验室、上海市新能源汽车产业技术创新服务平台等研发基地，为园区内企业发展提供支撑。据了解，园区未来将继续引进一批行业龙头企业和领军人才，进一步提升整个中国汽车产业发展能级。确保资源不错配“我们一定要抓住氢能发展的机会，好好把氢能源搞起来，不要每次都起了个大早赶了个晚集。”邱鹏多次提到这句话。在安亭工作将近二十年的邱鹏讲到，2011年前后，锂电池在嘉定研发出了成果，但因园区土地空间不足，项目到了产业化阶段悄悄从上海溜走。如何避免氢燃料电池车后期产业化阶段出现同样的尴尬局面？邱鹏表现出对园区产业空间不足的担忧。氢能港规划面积2.15平方公里，目前已使用土地面积总计0.21平方公里。规划研发用地0.4平方公里，制造产业用地0.42平方公里，其余为商办和配套空间。规划中研发用地大于工业用地，等到产业化阶段，企业很可能因为研发用地成本高，将生产转移到地价便宜的外省市，难免又给他人做嫁衣。税收都来自企业的产业化项目。在目前这种“亩产论英雄”的大背景下，邱鹏的担忧并非多余。根据2019年发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》，预计到2050年，氢能在中国的能源体系中占比将达10%以上，年经济产值超过10万亿元以上。氢能未来应用市场广阔，各省市根据自身不同的资源禀赋，也在加快布局氢能产业链。据不完全统计，今年上半年，重庆、广东、河北、山东等20余个省市共出台了30条氢能产业扶持政策，主要聚焦氢能产业链构建及产业行动规划。其中，山东更是连续发布6条政策，其中6月份刚出台的《山东省氢能产业中长期发展规划（2020-2030年）》明确，通过10年左右的努力，打造“中国氢谷”“东方氢岛”两大品牌，培育壮大“鲁氢经济带”，围绕构建氢能产业链，聚焦绿色规模化制氢和氢气纯化、氢气储运、车用燃料电池及关键材料和燃料电池整车关键技术等4个方向，集中攻坚，确保山东在氢能技术方面的领先地位。面对其他省市的赶超，邱鹏并不着急，这个行业需要资源跟技术有机结合，没有技术做不起来，也需要最终把产业落地，才有更多的话语权。全产业链优势仍然让上海居于国内领先地位。作为国内主要炼化基地之一，上海拥有充足的工业副产氢，具备制氢条件。此外，中游先发优势明显，研发实力居前，下游扎实的汽车制造能力，这些都是上海早早布局打下的基础。然而，氢能港要想更好地发展，仍需要市、区层面在产业环境、政策、资金、项目上支持和布局。邱鹏一语点出目前的困境：产业要想走到更高层面，不能靠 “巧搭积木”，更不能仅仅有“名头”，要用真金白银来支撑人才和企业做下去，但同时也要确保这些资源合理配置，不错位。大型国企承担战略使命，在基础研究、核心技术领域持续攻坚，但细分产业落实离不开大大小小的民营企业参与。日本氢能源产业在各个细分零部件都有独角兽企业，如东丽公司的碳纤维、千代田公司的有机储氢材料等，这些企业规模不论大小，但技术精湛领先。氢能港将进一步细化产业定位，推动细分领域发展。培育和引导扎根细分领域的民营企业，让好企业有机会脱颖而出，有持久的动力做下去。“要加大对中小企业的项目倾斜，国企资金雄厚，平台公司资源丰富，但依然需要找企业做项目。我们应该就项目制定细化规则，让资源流到该去的地方。”邱鹏建议。燃料电池系统是对传统汽车的重大颠覆，目前中国没有足够的燃料电池专家，也缺少在工程领域有实践经验的顶尖人才。理论研究跟工程实践不同，高校、研发机构培养的硕博研究型人才并不能马上投入工程实践中。邱鹏建议，“要给普通工程师、工程项目经理、工程总监等工程人员多一些扶持和鼓励，中国缺的是把活扎扎实实落实下去的工程人员。”调研中，除了“氢”，邱鹏提到最多的便是“实”字。这两年氢能火起来了，资本也频频向这个产业伸出橄榄枝。对此，邱鹏强调, “关键技术竞争是真刀真枪的比拼，研发要务实，否则一切都是空的。”嘉定氢能港：氢能汽车技术难度高，重点在人才政策、用地供给、配套设施上突破一、园区特征嘉定氢能港位于嘉定国际汽车城，规划范围2.15平方公里，是上海首个氢能与燃料电池产业园，是代表上海争夺全球氢能产业高地的战略承载区。嘉定氢能港规划打造“三区一平台一中心”的产业布局和空间格局，即：高端智能制造产业区、汽车新能源创新区、高端商务总部集聚区、上海市科创功能性平台、国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心。截至目前，嘉定氢能港已吸引了上海捷氢科技有限公司（上汽集团投资的氢燃料电池汽车动力系统项目）、长城控股未势能源（长城汽车华东区氢能总部）和上燃动力（成立18年来已成为国内率先布局氢燃料电池领域核心企业之一）、丰田汽车上海先进技术中心（氢燃料电池及整车研发中心和无人驾驶）、堀场仪器（中国总部及新能源汽车·智能网联智能驾驶综合评级中心、氢燃料控测评价系统服务等项目）、上海智能型新能源汽车功能型平台等行业龙头企业及平台入驻。二、发展优势一是产业生态优势。一方面，嘉定氢能港所在的嘉定国际汽车城已形成中国最优越的汽车制造生态圈。嘉定国际汽车城集聚了全球前10位的7家汽车零部件企业和一批知名的整车制造厂商，2019年汽车产业产值占规上工业总产值比重高达94.2%（按安亭镇范围统计），安亭工业产值占上海工业总产值的比重达到了9.6%。另一方面，嘉定氢能港所在的环同济创智城已汇集了一批氢能与燃料电池关键企业，其中氢能及燃料电池技术研发企业20家，关键零部件研发制造企业8家，加氢站设施制造及服务5家，园区企业合计总投资超过100亿元，初步形成了集膜电极等关键零部件研发、燃料电池动力系统生产和加氢站基础设施配套等功能为一体的较完整的氢能产业框架体系。二是产学研协同发展优势。氢能等前沿产业的发展往往离不开高水平大学的参与，对于产学研协同具有较高的要求。嘉定氢能港与同济大学嘉定校区相邻，与汽车学院的人才、技术平台等资源形成良好的产学研互动关系。同济大学汽车学院自2003年开始就承担了燃料电池汽车加气站和供氢技术研发等多项国家“863”课题，培养了一批专业技术人才，形成了一批功能强大的技术平台。其中，由同济大学牵头相关领域5家单位共同组建的上海智能型新能源汽车功能型平台和依托上海市科委成立的国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心，是行业领域内重要的公共服务平台，对于嘉定氢能港产学研发展非常重要。此外，园区内上海机动车检测认证技术研发中心有限公司氢能及燃料电池汽车测评研发基地、氢能产业公共服务平台、燃料电池汽车运营维保中心也是推动产学研发展的重要依托。三是氢能源配套设施布局优势。加氢站是氢能技术应用产品试验的重要基础设施保障。目前，上海加氢站共有4座，其中3座在嘉定区。此外，根据《上海市推进新型基础设施建设行动方案（2020-2022年）》，计划新建的20座加氢站大部分将落地在嘉定。嘉定区计划到2025年建成加氢站15座，即新增3座独立加氢站和9座油氢合建站。三、未来发展建议客观来讲，氢能产业还处于集中研发、产品初步试验的阶段，技术难度高、研发投入大、经济产出低，在商业化领域取代传统燃油与纯电驱动还有很长的路要走。虽然与全国其他28家氢能产业园相比，嘉定氢能产业园具有优越的产业基础优势，但对照前沿产业发展的高水平要素需求，在尖端人才集聚等方面还不足，在人才政策、用地灵活供给及配套设施建设等方面还需要加把力。为推动嘉定氢能港在氢燃料电池汽车技术研发、示范应用和产业化等方面率先突破，努力打造成为具有世界竞争力的“氢能港”，实现“领跑氢能”的目标，应重点在人才政策、用地供给、配套设施建设三方面取得突破。一是制定直接面向关键人才的补贴政策。多位业内人士反映，由于处于行业发展初期，很少有企业投入大量资金培养人才，导致人才短缺成为氢能行业急需解决的关键问题之一。因此，嘉定氢能港各主管部门应针对氢能行业关键环节，制定人才直接受益、具有一定吸引力、操作简便可行的人才政策。二是形成更为综合的土地供应机制。嘉定氢能港由老工业基地转型升级形成，园区内工业用地不能用于研发，研发用地不能用于制造，不能满足部分企业的研发制造一体化需求，导致一批税收贡献较大的制造企业流失。因此，应在土地供给及规划布局上更多考虑企业的研发制造一体化需求，吸引更多优质企业落户。三是加快加氢站布局。积极与相关部门沟通协调，落实好加氢站的规划选址、安全施工与有序运营，并制定更为严格的应急处置预案，为氢能源汽车使用提供强有力的设施配套支持。[本文执笔人：王琳杰、张云伟、张靓，课题负责人：张俊、李显波，课题统筹协调：田春玲，课题组成员：张云伟、柴宗盛、王琳杰、姜乾之、崔园园、戴跃华、张靓。感谢上海市经信委、上海市开发区协会和礼森（中国）产业园区智库对本次调研的帮助]海报设计：尹惠璇(本文来自澎湃新闻，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

经济日报-中国经济网北京1月8日讯（记者 马常艳）1月8日，2019中国汽车影响力论坛在京举办，中国国际经济交流中心发布《中国氢能产业政策研究》一书。该书指出，当前我国氢能发展已经具备产业化条件，但也存在关键材料核心技术自主性不强、多元化应用不足、商业化推广模式尚未建立、产业过热苗头显现等问题。近年来，氢能发展在国内外都受到广泛关注。从国内看，2019年，“推动加氢设施建设”写入政府工作报告；10月11日，国家能源委会议上，提出探索推进氢能商业化路径。作为国家高端智库，中国国际经济交流中心在2018年上半年成立课题组开始专题研究，围绕我国氢能产业政策，先后到广东、上海、安徽、湖北、山东、河北等地调研，了解国内氢能产业发展状况和存在问题，并赴日本、韩国了解国外氢能发展情况和战略布局。书中提出，在当前氢能“热”中应进行客观理性的“冷”思考，立足我国国情和国家能源发展战略需要科学谋划氢能定位，要把握好终端应用节奏，防范发展过程中的无序竞争和产能过剩风险，以氢能应用促进可再生能源发展，发挥体制优势促进关键核心技术攻关，尽快建立健全行业监管体系和标准体系，通过试点示范探索氢能多元化应用路径。会上，中国国际经济交流中心常务副理事长张晓强表示，展望未来，氢能在我国能源体系中的定位，氢的来源和成本，氢能的多元化应用，氢能产业的投入产出效率，关键核心技术攻关的体制机制设计等问题，还需要各界进一步探讨和解决，共同助力我国氢能产业健康有序发展。中国科学技术协会主席万钢出席会议并发表演讲指出，脱碳加氢和清洁高效是能源科技进步的大趋势，氢能和燃料电池技术正成为全球能源技术革命的一个重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分，应积极探索中国特色氢能和燃料电池产业发展道路，坚持战略引领，坚持创新驱动，加快产业布局，坚持市场导向，坚持标准先行，扩大国际合作，推进氢能和燃料电池产业高质量发展。工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中在演讲中表示，业界在致力燃料电池攻关的同时，也要关注氢气的来源，只有落实了氢源，氢能产业链才是有源之水、有本之木。制氢路径的选择要把握环保性、经济性、安全性、能效性。燃料电池车的研发研制进展明显，在特定的应用场景更显其优势，有良好的发展前景，需全盘考虑、缜密规划、攻坚克难、有序发展。来源：经济日报-中国经济网