氢能产业标准体系建设指南（2023版）

国家标准委、国家能源局等六部门联合发布《氢能产业标准体系建设指南（2023年版）》（以下简称《指南》），系统构建氢能产业标准体系氢能生产、储存和运输产业链。 首个国家级氢能产业链标准体系建设指南将如何带动氢能产业发展？

氢能示范应用在交通领域有序推进，并在工业、建筑、储能等领域积极拓展。

氢能将如何走进生产生活？ 我们去北京大兴国际氢能示范区一探究竟：展厅内，加氢站模型、氢燃料发动机、氢能自行车、氢能摩托车、氢能叉车等高科技产品琳琅满目。 北京市大兴区氢能工作组副组长孙静表示，示范区初步构建了涵盖生产、储存、运输、使用各个环节的氢能产业链，并开发了三大应用场景。交通、建筑、能源生产和储存领域。

国家能源局科技司相关负责人介绍，目前氢能示范应用在交通领域有序推进，并积极向工业、建筑、储能等领域拓展。 。 行业报告显示，2022年，我国氢燃料电池汽车销量将增加3367辆，保有量达到12682辆，同比增长约36%； 建设加氢站358座，同比增长40%以上。 “十四五”以来，我国氢能产业快速发展，相关政策体系已建立健全。 《中共中央 国务院关于全面准确全面贯彻新发展理念做好达峰碳中和工作的意见》明确统筹推进氢能全链条发展能源“生产、储存、运输和使用”； 《现代能源体系“十四五”规划》部署氢能技术创新、示范应用等； 《氢能产业中长期发展规划（2021-2035年）》（以下简称《规划》）对氢能产业当前和未来发展作出系统安排。 全国氢能标准化技术委员会秘书长包伟表示：“我国目前已发布氢能产业相关国家标准100余项，行业标准、地方标准、团体标准和企业标准也在推进中”迅速”。 国家标准委相关负责人介绍，《指南》对于充分发挥标准在氢能产业发展中的基础性、战略性、引领性作用，推动高质量发展具有重要意义氢能源产业。

提高产品技术门槛，降低产业链各环节连接成本，推动产业高质量发展。 《指导意见》如何对产业发展发挥规范引领作用？ 国家标准委相关负责人认为，这体现在三大协同上：注重产业链上下游标准的协同。 《指南》重点关注低碳制氢、高效储氢、可靠加氢、多元化氢能应用等。 系统构建氢能产业标准体系框架，涵盖现行国家标准和行业标准111项，正在制定的标准28项。 制定和制定的国家标准和行业标准有19个计划。

注重创新技术和标准的协作。 《指南》聚焦氢能生产、储运各环节关键核心技术和产品，协同推进技术创新、标准制定和产业发展，用标准促进技术创新成果转化。 充分调动产学研各方积极性，加快制定氢气安全、氢气管道、加氢站设备、燃料电池系统及其零部件、燃料电池汽车等一批标准。 注重国内与国际标准的协调。 《指南》在制定国内标准的同时，强调积极提高氢能国际标准化水平，提高企业、研究机构和高校的国际标准化能力，鼓励参与氢能国际标准化工作，融合我国先进技术以及氢能源领域的技术。 应用经验被转化为国际标准。 “《指南》的发布，将有助于提高氢能产品的技术门槛，降低产业链各环节的衔接成本，从而推动氢能产业高质量发展。” 隆基氢能源总裁马骏认为，在产业化初期，一些环节的技术和产品尚未成熟，各种示范应用项目已经开始启动。 标准的统一将增强行业可持续发展和规模化生产的动力。

氢能开发利用持续加速，标准化进程与科技创新协调发展

近年来，氢能开发利用步伐加快。 今年，在内蒙古鄂尔多斯，全球最大的绿色氢耦合煤化工项目开工建设，年产3万吨绿色氢气、24万吨绿色氧气； 在新疆库车，我国最大的光伏发电直接绿氢生产项目已全面建成投产，年产绿氢2万吨，将全部供应附近炼化企业。马军认为，标准化进程与技术创新的协调发展，对于新技术的推广、项目技术路线的选择，将发挥更大的引领和引导作用。 国家标准委相关负责人介绍，我国氢能产业仍处于示范应用和商业模式探索阶段。 为推动产业高质量发展，需要深度参与国际标准化工作，逐步提升我国氢能国际标准化影响力。 针对《指南》的相关要求，鲍伊表示：“一方面，我们将对标国际先进水平，引进和改造先进适用的国际标准，推动国内氢能领域的技术提升；另一方面，主动提出国际标准提案，积极牵头或参与国际标准起草，培养一批懂标准、懂技术的国际标准化人才，及时将我国先进技术和示范应用经验转化为国际标准。 ” 在生产方面，国家能源局科技司相关负责人介绍，目前我国氢能产量主要以化石能源制氢为主。 绿色制氢还面临生产成本高、专用基础设施不足、能源损失大等问题。 距离大规模商业推广还很远； 氢能产业链配套设施仍缺乏。 不成熟，应用成本高。 《方案》提出，根据资源禀赋和产业布局特点，因地制宜选择制氢技术路线：在焦化、氯碱、丙烷脱氢等产业集聚地区，优先发展氢能生产技术。利用工业副产氢，鼓励就近消费； 在风景秀丽、太阳能、水电资源丰富的地区，开展可再生能源制氢示范，逐步扩大示范规模，探索季节性储能和电网调峰……根据《方案》，到2025年，可再生能源制氢量将达到每年10万吨至20万吨。 ，成为氢能新能源消费的重要组成部分。 国家能源局科技司相关负责人表示，下一步要强化规划的引导作用，推动各地结合自身基础条件合理布局氢能产业，实现氢能产业健康发展。 、行业有序集中发展； 重点围绕氢能商业模式、价格机制、市场机制等全产业链技术开发和解决方案等，开展课题研究和现场调研。

我国氢能产业发展面临的挑战及政策建议

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、用途广泛的二次能源。 对于减少二氧化碳等温室气体排放、实现峰值碳中和目标具有重要意义。 目前，我国已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池及系统集成等主要技术和生产工艺，积累了丰富的经验和产业基础。 但也应该看到，我国氢能产业仍处于发展初期。 与国际领先水平相比，部分领域还存在产业创新能力弱、技术装备水平低等问题。 产业发展路径仍需进一步探索。 在氢能产业全球竞争中，要抓住机遇，抢占国际前沿，推动氢能及燃料电池技术全面成熟，推动氢能在交通运输等重点应用领域大规模市场渗透和工业。

一、我国氢能产业发展现状

（一）我国已基本建成较为完整的氢能产业链

目前，我国已基本建成较为完整的氢气生产、储存、运输、加注和应用的氢能产业链。 在氢气生产方面，我国已成为全球最大的氢气生产国。 到2022年，年产氢量将超过3500万吨，已规划建设300多个可再生能源制氢项目。 在建或建成的72个项目总产能超过20万吨/年，氢能供应潜力巨大。 此外，电解水制氢的成本一直在稳步下降。 内蒙古鄂尔多斯等地，随着光伏、风电成本的下降，电解水制氢的经济性大幅提升。 在储运环节，目前我国氢气储运主要采用20兆帕高压长管拖车的高压气体运输方式。 同时开展纯氢管道氢气和天然气管道混合氢气。 在加氢环节，全国已建成加氢站350余座，约占全球总数的40%，位居全球第一。 35MPa智能快速加氢机、70MPa一体化移动加氢站技术取得突破。 在应用领域，我国氢能以交通领域为突破口发展迅速。 其他领域不断取得突破，部分国产装备竞争力显着提升。 交通方面，氢燃料电池汽车保有量超过万辆，成为全球最大的氢燃料电池商用车生产和应用市场。 产业方面，实施氢基化学品规模化试点，启动氢冶金技术示范工程。 能源方面，发电、热电联产已完成关键技术试点示范。 建设方面，全国首个氢能走进万家智慧能源示范社区项目已在佛山启动。 后期将试点光伏发电结合电解水制氢设备并接入当地氢气管网。

（二）三大氢能区域性大型产业集群逐步形成

氢能源产业呈现集群化发展趋势。 京津冀、长三角、粤港澳大湾区聚集了全产业链规模以上工业企业300多家。 苏州、佛山、武汉、成都等地聚集了众多氢能企业和研发机构，形成了领先的氢能产业集群。 一是依托区域产业特色和优势，聚焦氢气生产、储运、加氢、氢燃料电池及配件、终端应用等多个环节，形成涵盖技术研发、装备制造等的全产业链体系。上已经形成。 二是推动氢燃料电池汽车示范应用，逐步从以燃料电池为主的交通领域向能源、工业、建筑等领域拓展。 三是依托“氢进万户”、“冬奥会”等重大工程项目，推动氢能多场景应用推广。

（三）多主体协同创新

我国逐步形成主体多元、融合创新发展的氢能产业生态系统。 一是氢能市场投融资持续加大，氢能产业相关注册企业数量创近十年来新高。 据统计，截至去年底，我国氢能相关企业超过2000家，氢能相关上市公司超过150家。 二是产业布局全面覆盖氢能关键技术、核心零部件、先进工艺、基础材料，推动氢能市场化、规模化发展。 三是各地发文加快培育一批具有氢能产业关键技术、核心装备和创新能力的企业，并开始布局关键材料、核心零部件以及制氢、储存和应用。交通、加氢站、燃料电池汽车和燃料电池。 电池发电系统等重点项目。

（四）重点领域核心技术取得突破

电解水制氢和氢燃料电池两大关键技术取得重要突破。 部分性能参数达到国际先进水平，成本大幅降低，成功打破国外公司垄断格局。 一方面，我国水电解制氢技术路线已逐渐成熟。 其中碱性水电解技术及设备已基本实现国产化，并已能实现规模化制氢应用。 我国已实现兆瓦级制氢应用。 质子交换膜水电解制氢技术快速突破，催化剂和膜电极成本显着降低。 另一方面，我国初步掌握了催化剂、质子交换膜、碳纸、膜电极组件、双极板等关键材料的制备技术和工艺。 还全面掌握了氢燃料电池电堆的设计和制造技术，基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台。

2. 面临的挑战

（一）氢能产业链整体成本较高，大规模降本的难度尚未克服。

首先，我国可再生能源制氢和大规模储运技术仍处于起步阶段。 氢气主要通过长管拖车和其他公路运输方式运输。 运输成本高，效率低。 各种零件和材料尚未完全独立可复制。 控制，导致氢气制备、储存和运输成本较高。 其次，氢气生产和消费的空间分布不匹配。 我国光伏、光热、风电等可再生能源集中在西北、东北等地区，而钢铁、煤化工、水泥等属于高耗能、高碳排放、难于利用的产业。脱碳。 氢燃料电池汽车等工业和交通大多集中在东部和中部地区经济发达地区，可再生能源制氢空间分布不平衡。 长距离能源输送效率低、能耗损失大。 随着清洁能源逐渐占据主导地位，依靠特高压和天然气管道输送电力和天然气是一项浩大的工程，时间紧迫，能力不足。 三是加氢站等基础设施不足，建设资金投入大，建设成本高。

（二）绿氢规模化制备技术需进一步突破

绿色氢作为最理想的能源，是未来氢能发展的主要方向。 技术和成本一直制约着我国氢能产业的发展。 目前，绿氢仍面临生产成本高、缺乏专用基础设施、生产过程中能量损失严重等问题。 特别是未来氢气的大规模消耗，将导致氢气的生产变得困难。 可能对价格更加敏感。 目前，绿色制氢主要依靠碱性电解水和质子交换膜电解水技术。 其中质子交换膜电解水技术负载范围更宽，响应启动时间更短，环保，操作维护简单。 ，更有利于与风电、光伏等波动性、间歇性发电耦合。 国外发展比较成熟，已经开始商业化应用，而我国还处于研发和产业化的早期阶段。

（三）高压氢气储运技术与国外差距较大

目前，我国氢能储运长管挂车仍以20兆帕I、II型瓶为主。 单车氢气容量为260-460公斤。 储运成本高、效率低。 在国外，45兆帕纤维全缠绕高压氢气瓶采用长管拖车运输，单车可运输氢气达700公斤。 从储氢密度和轻量化角度来看，轻量化Ⅲ/IV型瓶用于高压储运的优势更加明显。 与国外相比，我国这项技术存在较大差距。 IV型储氢瓶已在日本、韩国、法国、挪威等国家批量生产。 IV型瓶中碳纤维复合材料的成本较高。 目前，罐体材料已基本实现国产化，但高性能碳纤维材料、碳纤维缠绕工艺设备和高压瓶口阀门仍依赖进口。 国际上已推出50兆帕氢气长管拖车，一次可运输1000至1500公斤氢气。

（四）地方层面产业同质化迹象显现

地方政府培育氢能产业链的热情日益高涨，但产业发展的同质化迹象正在显现。 自燃料电池汽车示范应用政策发布以来，一些地方抓住机遇启动了氢能源规划并设立氢能源园区，各家企业也在寻求落地项目。 据统计，目前全国氢能产业投资超过1000亿元，各地已建立70多个氢能产业园，短期内面临产能过剩风险。 与此同时，各地氢能产业普遍存在重应用轻研发、重短期成果轻长期投入、急于求成等普遍问题。 此外，在攻克关键材料和核心技术方面缺乏协同，国有企业和民营企业没有形成统一的合力。 在某种程度上，“重新发明轮子”已经发生。 他们只关注氢能在交通领域的应用，未能有效探索氢能的清洁、低碳属性和多元化。 应用潜力。

三、政策建议

（一）加大关键核心技术研究，助力氢能产业强化链条

继续推进绿色低碳氢能生产、储存、运输和应用各环节关键核心技术研发。 在氢能生产过程中，重点突破质子交换膜水电解制氢技术。 在氢能储运环节，加快高压气态和低温液体核心技术研究，推动纯氢管道和天然气混氢管道研究示范，中央和外输氢气西部地区丰富的风能、太阳能可再生资源以较低的成本向东部发达地区输送。 、提高氢能源供应能力，降低氢消耗成本。 加快质子交换膜燃料电池技术创新，开发关键材料，推动核心零部件和关键装备研发和制造，加快国产自主装备推广应用。 （二）优化氢能产业发展空间布局，鼓励各地开展试点示范。 在供给潜力大、产业基础扎实、市场空间充足、商业化实践经验丰富的地区稳步开展试点示范。 支持试点示范区发挥自身优势，改革创新，探索氢能产业发展多元路径，在完善氢能政策体系、增强关键技术创新能力等方面开展试点，形成可复制、可推广的经验。 依托长三角、粤港澳大湾区、京津冀地区的集群优势，通过“点、线、面”。 （三）以市场应用为驱动，推动氢能多元化发展。 坚持以市场应用为驱动，通过加强金融支持、推动各地创新发展模式，积极推动氢能产业发展。 点线结合、以点带面，指导各地有序推进氢能在交通领域的示范应用，根据情况拓展氢能在储能、分布式发电、工业等领域的应用场景。因地制宜，推动规模化发展，加快探索形成有效的能源产业发展氢能商业化路径。

在能源转型和碳减排双轮驱动下，绿氢已成为全球热点话题，并逐渐成为氢能规模化、多元化、高质量发展的关键支撑点。

近日，在中国氢能联盟指导下举办的2023中欧海上新能源发展合作论坛氢能分论坛上，包括大连研究院易宝莲院士在内的多位氢能行业专家和企业家代表出席了会议。中国科学院化学物理研究所，研究方向为氢能。 就发展现状、技术进步、模式创新、应用示范和发展趋势进行了交流和分享。 一致认为，发展绿色氢能已成为行业共识。 绿氢技术进步、成本降低以及“绿氢+”应用的持续探索，将为氢能产业增长提供有力支撑，也为解决全球能源危机、气候变化等重大挑战提供新的可能。绿氢加速进入黄金发展期

2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布：“中国将加大国家自主贡献力度，采取更有力的政策措施，力争2030年之前实现二氧化碳排放峰值，力争2060年实现到今年实现碳中和。” 为实现2030年碳达峰和2060年碳中和目标，易保莲院士强调，必须大力发展可再生能源。 利用可再生能源电解水生产绿色氢，不仅可以实现可再生能源的储能和再分配，还可以在交通、冶金、建筑等难以脱碳的领域实现脱碳目标。

图| 美国国家清洁氢战略路线图

近年来，世界各国加快了绿色氢能的发展。 以欧美为代表的地区从政策制定、技术研发、产业示范等方面大力支持绿色氢能产业发展。 欧盟相继出台《可再生能源指令》、“欧洲氢银行”等政策和激励措施，推动氢谷等代表性项目建设； 美国先后发布《国家清洁氢战略路线图》、《降低通货膨胀法案》，支持推进区域清洁氢中心建设。 我的国家发布了“氢能行业发展的中期和长期计划（2021-2035）”，该计划将氢能定位为未来国家能源系统的重要组成部分，并从可再生能源设定了氢生产能力到2025年达到100,000-200,000吨/年。到2030年，可再生能源产生的氢生产将被广泛使用，并将强烈支持碳峰的实现。 到2035年，终端消费中可再生能源产生的氢产生比例将显着增加。 它指出了我国绿色氢开发的未来方向。 中国欧洲商会能源集团的能源集团兼亚洲总能源集团副总裁徐宗岛在交易所中说，总能源计划在法国的炼油厂中每年完全使用500,000吨的灰氢到2030年，比利时，德国和荷兰。用绿色氢代替它将每年减少近500万吨的排放量。 销售副总经理Wang 在语音文件中也提到，行业目前是氢能的最大消费者终端，占对氢能总需求的99％以上。 但是，目前，灰氢主要使用。 在双碳背景中，从灰氢到绿色氢的转变是一种不可逆的趋势。用于绿色氢气制剂的多技术途径正在协调

图片| 海上风力发电项目

绿色氢通常是指使用可再生能源（例如风能和光伏电源）通过水电解技术产生的氢。 目前，世界上相对主流的水电解氢生产技术包括碱性水电氢生产技术（ALK）和质子交换膜水电解氢生产技术（PEM）。 此外，还积极研究，探索并进行了相关的试点示范，诸如氢生产水的固体氧化物电解（SOEC）等新技术。 碱性水电解氢生产技术（ALK）目前是世界上最成熟的电解氢生产技术。 目前，在我国进行的大多数氢生产设备公司和绿色氢项目主要采用碱性电解水氢生产技术路线。 近年来，随着我国绿色氢的迅速发展，碱性电解水技术和设备已从氢的生产量变为突破，从设备成本和其他方面方面实现了突破。

图片| Media提供³/H碱性电解核

Wang 说，自1992年以来， 一直在生产电解器。最初开发的电解层产品的氢产量仅为20nm³/h。 目前，该公司已经推出了“/h和”/H电解液，目前正在设计电解仪的氢生产能力预计将超过³/h甚至敬？/h/h。 此外，根据今年与绿色氢示范项目相关的电解器的公共招标信息，单个单元的碱性电解层设备的价格也大大降低了。 与碱性水电解氢生产技术相比，质子交换膜水电解氢生产技术具有许多优势，例如简单过程，较高的能源效率，高土地利用率和高绿色的电力友好性。 因此，在考虑绿色氢行的长期发展时，这项技术已成为全球公司的关键研究和发展方向。

图片| 长春绿色动力学“氢气”兆瓦PEM电解层展览

地区市场总监Zhang 表示，PEM电解水氢生产技术在国际上相对成熟。 康明斯，西门子，普尔顿和ITM Power等公司已经尽早进行了PEM 产品的研究和开发，一些产品已经实现了大规模的生产。 比例应用。 我国的相关企业也在积极探索PEM电解氢生产技术路线。 国家氢技术，佩里氢能，阳光氢能，等都已部署了PEM氢生产设备，一些公司已投入使用兆瓦级产品。 固体氧化电解水氢生产技术将固体氧化物作为电解质。 它具有高能量转化效率的优势，不需要使用贵金属催化剂，并且具有广泛的发展前景。 中国氢能研究中心的技术总监Ou 表示，欧盟和美国长期以来对SOEC氢生产技术的开发和应用以及数百种的运用一直很重要千瓦级SOEC原型在美国，德国，丹麦和其他国家实现了初步商业化。 我们国家的大学，中国矿业与技术大学，华盛顿科学技术大学，达利安化学物理研究所，中国科学院，上海物理学院，中国科学院，宁波材料学院，中国材料学院，中国科学院，中国科学院，中国科学院 Third Ring Road， Power以及其他机构和企业正在积极进行技术研发，并实现了一些小型项目。 比例演示。

绿色氢的成本降低支持多个领域的氢能的发展

图| 基于固态氢存储技术的氢紧急电源车辆由中国南部电力电网公司开发

为了使氢能实现大规模和商业开发，成本和商业模式是两个关键方面。 随着绿色氢成本的下降和对商业模型的创新探索，它将有效地帮助将氢能从车辆运输到化学工业和电力。 ，运输和其他方向的全面发展。 院士Yi 指出，阻碍燃料电池汽车大规模开发的主要因素仍然是成本。 在促进燃料电池堆栈和系统成本的降低的同时，我们应该从可再生能源中大力发展氢生产，并将其与低成本的氢存储和运输技术相结合。 当氢加油站的零售氢价格降低到小于30元/千克时，燃料电池汽车的运营成本可以与燃料汽车竞争，从而促进了燃料电池汽车的大规模开发。

图| 世界上第一个无脱盐海水飞行员试验的原子电动电力电解氢生产技术

绿色氢的成本与可再生电价高度相关。 国家发展与改革委员会发布的“中国光伏开发展望2050（2019）”预测，到2035年和2050年，与当前估算值相比，光伏发电的成本将分别下降50％和70％，达到0.2 yuan /kWh和0.13元/千瓦时。 小时。 Wang 说，当可再生电力的每千瓦时价格达到约0.16元/千瓦时，绿色氢和灰色氢的水平成本将相同。 模型创新也是提高绿色氢的成本竞争力的有效方法。 氢痕量技术高级经理赵东说，绿色氢的高成本目前是限制绿色氢行产业的关键因素。 通过氢能和碳市场的有效协调，CCER等碳贸易市场可用于通过交易市场转移氢能的减少效益。 实现收益可以有效降低氢的生产成本。 绿色氢成本的降低不仅可以有效地促进车辆，化学药品等领域中氢能的大规模发展，而且还有望促进潜在的高碳发射场的转化和升级，例如作为运输行业。 Fuel Cell副总经理Zhao Jie表示，航运业的年度温室气体排放量约占全球总数的3％。 如果温室气体排放的趋势不断上升，到2050年，与2012年相比，全球运输行业的温室气体排放量将高出50％-250％，并且在全球全球温室气体排放中的比例将增加将上升到大约17％。 国际海事组织在2018年采用了“减少船舶温室气体排放的初步战略”，建议将运输行业的总排放量从2008年的基准减少50％，从2008年的基线到2050年，并提倡逐渐引入零 - 碳燃料技术，例如氢，甲醇和氨。 ，推动运输行业减少碳排放。

图片| 美国甲醇至氢燃料电池供电的拖船“一”

据Zhao Jie称，目前，它已与行业合作伙伴共同开发了世界上第一个甲醇到氢燃料燃料电池拖船，并与挪威电气集成机接缝签署了一项项目协议，以提供两种氢驱动的船只。 这两辆渡轮的总功率约为13兆瓦。 瓦特，绿色氢应用不少于85％，预计每年将减少26,500吨二氧化碳的排放。