凭借低碳特性及对能源转型的价值,绿氢(可再生能源电解水制氢)日益得到认可。近年来,欧美、日韩等国家和地区持续通过战略规划、补贴政策等方式,推动相关标准制定、大力加码绿氢项目。我国同样高度重视绿氢产业发展,并已取得显著成效。截至2024年底,我国累计建成的绿氢项目产能约占全球51%,逐步成为全球绿氢及相关产业发展的引领者。但在当前由试点探索迈向有序破局的新阶段,我国绿氢产业发展仍面临多重挑战。
■■政策与标准“双轮驱动”
政策体系搭建成效显著。2021年以来,我国密集出台多项氢能专项政策,到2025年上半年已超过600项,有效推动了绿氢产业的快速发展。尤其是2022年《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》为绿氢产业发展明确了方向与目标;2024年《中华人民共和国能源法》首次将氢能纳入能源体系,明确了其合法能源的地位;2025年《关于组织开展能源领域氢能试点工作的通知》进一步推动探索氢能产业发展的多元化路径,支撑绿氢“制储输用”全链条发展。地方层面,18个省(区、市)制定了各自的氢能产业“十四五”发展规划,提出了合计超110万吨的绿氢产量目标;2024年22个省(区、市)将氢能发展写入政府工作报告;2025年上半年,地方政府出台了90多项氢能政策。政策体系逐步完善,牵引着我国绿氢产业的可持续发展。
标准引领产业持续发展。绿氢产业可持续发展离不开标准体系的支撑。2023年《氢能产业标准体系建设指南》为氢能产业发展提供了规范指引;2024年度能源行业标准制定计划批准了绿氢制备、输氢管道建设、氢储能等方面的18项标准建设项目;《2025年能源行业标准计划立项指南》明确了氢能领域全链条6个标准立项重点方向。截至2024年底,我国已发布氢能国家标准130项、行业标准46项、地方标准50项、团体标准近500项。同时,我国积极参与国际标准制定,推动绿氢认证与国际规则接轨,2024年牵头修订了《使用压缩氢气的燃料电池电动汽车动力性试验方法》,不断提升在国际氢能产业标准领域的影响力和话语权。日益完善的标准体系成为我国绿氢产业可持续发展的保障。
示范项目稳步推进,绿氢发展步入快轨。在政策与标准的指引和保障下,我国绿氢产业布局试点逐步展开,制储输用各环节项目持续实施。截至2024年底,全国累计规划建设绿氢项目超600个,其中已建成项目超90个,产能约12.5万吨/年;2024年新建成项目35个,新增产能约4.8万吨/年,同比增长约62%;中小型项目是产能增长的主要支撑,千吨级以下绿氢产能项目数量占约七成,千吨级以上项目数量占约三成。2025年上半年,全国绿氢重点项目投资额实现翻番,多个在建绿氢项目加速推进。2024年全国绿氢产量已接近10万吨,2025年可实现年产20万吨的目标,到2030年有望超过200万吨,形成规模超万亿元的大市场。
■■产业发展仍面临挑战
一是技术瓶颈亟需突破。首先,受技术成熟度、价格等因素影响,当前企业偏好采用碱性电解槽,导致90%碱性电解槽产品“图纸同源”,陷入价格“内卷”,严重影响技术创新与迭代速度。其次,目前碱性电解槽负荷调节范围窄(约20%—100%),难以实现快速启停和灵活变载,与风电、光伏发电耦合难度较大;PEM电解槽虽动态响应快(1s—5min)、负荷调节宽(0%—120%),但交换膜寿命短(3000—5000h);AEM电解与SOEC等新技术仍处实验或示范阶段,成熟度较低。第三,PEM技术、催化剂、车用压力氢传感器等所需关键材料全氟磺酸膜、催化剂铱和传感芯片晶圆等很大程度上依赖进口,氢燃料电池核心组件国产化率不足30%。上述技术瓶颈使得我国氢能产业基础薄弱、供应链韧性不足,制约绿氢产业可持续发展。
二是经济性亟需提升。首先,绿氢项目初始投资较高。目前碱性电解槽投资成本约为2000—6000元/kW,PEM约7000—12000元/kW;为匹配风光出力波动性而配置的储能设备也需要大量投入,锂电储能投资成本约3500元/kW,储氢系统2000m3球罐投资需数百万元;纯氢管道建设成本约200—1300万元/km,天然气掺氢项目安全改造费用超过120万元/km,日供氢350kg的加氢站建设成本约2000万元。其次,产业链运营成本较高。目前电力成本约占制氢成本75%,运输常用的长管拖车经济半径仅约200km,运输成本接近供应总成本的40%;而绿氢项目从规划到投运至少5年,面临土地、环评、并网、消纳等多重问题及不确定性,影响项目经济性。基于以上原因,目前我国主流的AWE和PEM制氢平均成本分别约为25元/千克和35元/千克,约为灰氢的2—3倍,经济性不足严重制约绿氢规模化发展。
三是产业尚处于培育阶段。首先,绿氢规模还很小:2024年绿氢在全国氢产量中占比不足1%,规模远不能满足交通、化工及储能等领域需求,而企业培育、产能建设、稳定出产尚需时日。其次,应用场景亟需拓展:绿氢应用多集中于交通领域,而化工、航运、发电等领域却受高成本制约,需求侧难以形成对绿氢规模化应用的有力支撑。再次,绿氢供需空间错配突出:约90%绿氢产自三北地区,大量需求却位于长三角、珠三角等地,而目前尚未形成全国性长距离输氢管网,已建成专用输氢管道不足500公里,远低于欧美4500多公里的规模。最后,加氢基础设施薄弱:加氢站不到600座,覆盖范围有限,一些地区氢车加氢需绕道几十甚至上百公里。综上,从空间链、供需链等维度看,我国绿氢产业链还不完备。
四是警惕产业发展乱象。首先,绿氢项目“热启动、冷落地”比较突出。2023—2024年立项650万吨绿氢产能中实际落地仅11万吨,开工率不足1/4;部分已建成项目投产产能仅为规划的3%—5%;项目延期、搁置、终止或废止情况时有发生,2025年上半年全国新开工绿氢项目约20个,约5%终止或被废止。其次,绿氢产业发展同质化倾向严重。各地过度集中于交通场景,结合本地条件的差异化发展不足,导致区域定位趋同、重复建设,投资与市场需求错配,阻碍产业链良性发展。再次,绿氢项目终止与电解槽产能过剩并存的供求结构失衡。我国电解槽产能虽占全球60%以上,但2024年出货仅3.1GW,产能利用率不足7%;预计2025年全球供应过剩将超60GW,供求失衡可能引发资源浪费、加剧低质竞争风险。
五是需重点关注安全风险。氢气具有宽爆炸极限(4%—74%),安全风险贯穿全产业链。近20年间发生的120起氢能安全事故中,致死率达5.32%,为天然气的2倍。事故多因管道、阀门、过滤器等故障(占比35.7%)、人为失误(14.2%)及设计缺陷(12.07%)引发,常发生于实验室(占比38.3%)、加氢站(10.6%)和储运设施(9.0%)等场景。氢安全问题不仅加剧了社会对绿氢接受度的担忧,也对产业可持续发展构成挑战。尽管氢能已逐步脱离传统危化品属性,其制储输用全流程仍须遵循专门的安全规范,实施系统化风险管控。当前我国氢安全监管体系尚不完善,各地标准尚未完全统一,导致部分绿氢项目安全监管责任界定不够明确,风险的系统性管控能力亟待加强。
■■多措并举推动产业发展
一是持续强化政策引导,促进产业合理布局。首先,建议通过政策引导,加强绿氢产业“全国一盘棋”的系统性顶层设计,结合差异化区域发展战略,通过因地制宜布局绿氢产业相关项目,推动产业从低水平重复建设转向基于比较优势的高质量协同发展新格局。其次,加强绿氢项目全生命周期监管,建议推行绿氢项目动态评估与清退机制,将政策支持与项目进度直接挂钩,有效遏制“圈而不建”现象。再次,完善绿氢补贴机制,建议推行“即产即补”的绿氢产量挂钩补贴政策。最后,建立全国统一的绿氢认证体系,加强溯源管理与执法监督,有效减少“伪绿氢”行为。
二是优化产业创新生态,助力产业链现代化。其一,持续支持绿氢产业领域的技术创新,围绕PEM电解槽膜、电极等关键装备、技术及核心材料方面的“卡脖子”难题,分领域、分缓急、分批次开展攻关,促进产业基础高级化及产业链自主可控。其二,统筹建立产学研用一体化的绿氢产业研发、测试、检测创新支撑平台,鼓励国家实验室、高校、企业进行联合攻关,有效降低研发成本与风险。其三,创新“从实验室到工厂”的成果转化全流程管理机制,形成从项目成果确权、技术转移、中试熟化、交易撮合到产业化落地的可操作规范流程,提升转化效率及产业规模。其四,加强产业低价低质倾销行为与“内卷式”无序竞争的整治,鼓励关键领域的头部或链主企业积极开拓海外市场,提升产能利用率与收益,以支撑持续的技术创新。
三是加强基础设施建设,拓展绿氢应用场景。首先,持续推进氢储运设施网络建设。在全国绿氢产业发展统筹布局的基础上,逐步构建“短距离长管拖车+中长距离管道”的运输体系,缓解供需区域错配,降低储运成本;利用既有土地与设施资源,避免土地审批等,加快加氢网络布局与推广,同时,有序推动现有加油站的改造,逐步建立油—氢—电综合能源补给站。其次,持续拓展绿氢多元应用场景。以交通领域为先导,通过释放路权等政策措施激励氢车应用;加快氢能与冶金、石化等传统工业的融合,探索在低空经济等新兴领域的应用,以应用为导向进行相关应用场景的技术攻关,形成需求牵引创新的良性循环,促进绿氢产业链日益完善。
四是完善配套标准法规,强化产业安全监管。首先,针对氢能兼具“清洁能源”与“危化品”的双重属性,尽快制定统一的国家氢安全技术标准,加快完善覆盖氢能全产业链的安全标准体系,明确设计、制造、储存、运输、加注等产业链各环节的责任主体。其次,系统梳理国内外氢能安全实践中的经验与教训,全面评估现行安全监管法规,加快建设与绿氢产业发展阶段相适应的安全监管法规体系。再次,进一步压实企业安全生产主体责任,明确项目全流程的安全技术和管理要求,并在实验室、加氢站等事故高发场所安装智能监管检测与应急处理系统,形成从预防、监管到应急响应的全流程氢安全保障体系。
(张力菠系南京航空航天大学经济与管理学院教授、低碳发展研究院副院长;杜林系苏州大学政治与公共管理学院讲师;王群伟系南京航空航天大学经济与管理学院教授、院长)
