文/ 赵易凡 罗培 关瑞玲
清华大学互联网产业研究院
习近平总书记曾指出我国能源发展面临需求压力巨大、供给制约较多、绿色低碳转型任务艰巨等一系列挑战，而应对这些挑战的出路就是大力发展新能源。在新能源谱系中，氢能以其资源丰富、绿色高效、应用广泛等独特优势，被确立为战略性新兴产业及未来重点发展方向。尽管国家已出台多项政策助力氢能产业发展，但由于起步较晚，基础设施建设尚不充分，氢能产业尚未实现规模化商业化发展，相关政策体系也有待进一步优化完善。基于此，本文将分析我国氢能产业发展形势及面临的主要挑战，并结合数字化发展新机遇给出三条建议，以期为推动氢能产业的健康发展贡献思路和方法。
作为能源消费大国，中国正积极应对能源转型的挑战，并出台了一系列政策支持氢能发展，涵盖技术研发、基础设施建设、市场推广等，旨在为其快速发展提供保障。然而，尽管政策扶持力度加大，氢能产业仍未实现大规模商业化发展。综合研判，我国目前氢能产业未能实现规模化商业化发展，主要有三个原因：
第一，标准体系不够健全，管理部门尚未明确，基础设施建设滞后。
其中，燃料电池技术相关标准基本健全，但氢能技术标准存在较多薄弱环节。例如，我国氢气制取碳排放标准、车载储氢瓶组标准、液氢民用标准、氢安全等方面的标准仍然薄弱，氢气品质及储运技术标准较少。同时，我国可再生能源制氢、工业用绿氢等领域发展较快，但相关技术工艺、装置设备及生产运营等环节标准亟须完善。此外，我国氢能产业管理部门尚不明确，工作推进机制尚未形成，氢能产业发展面临的安全、标准、项目核准、加氢站审批等问题难以实现根本性突破。截至 2024 年 6 月底，我国加氢站建设进度滞后，实际建成仅 426 座，远低于规划的至 2025 年建成约 1000 座的目标。
[1]
这一滞后不仅影响了氢能基础设施的完善，还导致用能企业面临缺少廉价氢源等一系列问题。
第二，氢能技术领域仍然存在瓶颈，产业链数据未打通，工程化验证数据不足。
目前，氢能技术迭代较慢，基础材料及核心部件尚未实现完全国产化，其中很大一部分原因是因为工程化验证不足。在氢能产业链关键材料产业化进程中，工程化验证是连接研发与实际应用的关键环节，它在测试技术的同时，还能确保技术在实际工况下的可行性，优化了产品设计，助力行业标准制定，并降低市场风险。然而，当前氢能产业链在上下游缺少工程化验证数据，验证体系也不够完善，这是由于产业尚处于发展初期，很多新技术、新材料尚未经过充分的工程化验证。
[2]
为加速技术进步与成本降低，必须构建畅通的数据反馈机制，确保上游研发数据能够高效传递至下游，同时下游测试数据也能及时反馈给上游。若此循环不畅，技术迭代将受阻，研发成本亦难以有效降低。
第三，经济性是影响氢能产业化进程的重要因素，成本高导致的产品经济性不足对氢能技术商业化的影响不容忽视。
可再生能源制氢成本约为 20 到 40 元每千克，高出化工能源 2 到 4 倍，加氢站车用氢气售价 30 到 80 元每千克，相比其他燃料缺乏竞争力。
[3]
尽管燃料电池生产成本已大幅下降，但与传统燃油汽车和新能源汽车相比，当前燃料电池汽车售价依然偏高，主因是质子交换膜、碳纸、催化剂等国产化不足，对外依存度高。同时，加氢站建设审批难、投入运营的燃料电池汽车数量少也导致加氢站建设成本高，进一步拉升了运营及加注成本。
在数字化机遇中探索实践路径，面向数字空间与实体空间，打造氢能制、储、运、加、用全产业链集群
数字化技术以其强大的数据处理、优化决策和实时监控能力，为氢能产业的发展提供了强有力的支持，有助于解决氢能产业在制、储、运、加、用等各个环节面临的问题。
（一）数字化与氢能产业深度融合，为大规模部署提供解决方案
要充分发挥氢能和数字化融合的潜力，需打破数据孤岛，实现跨部门和行业的合作。近年来，大数据、人工智能和物联网等数字化技术愈发成熟，通过这些技术的应用，可以优化氢气的生产、储存和分配流程，降低成本并提高效率。同时，数字化管理手段可有效解决可再生能源的发电不稳定性问题，确保绿色氢气的稳定供应，并减少对化石燃料的依赖。在监控和维护方面，数字化技术同样发挥着重要作用，通过数字孪生方案模拟生产过程，提前发现并解决潜在的安全问题，提高氢气生产过程的可靠性和安全性。最后，在应用环节，构建氢能数据产业平台，通过实时监控、数据分析，以及智能化运营和管理手段，支持碳资产管理并促进产业生态的构建。
（二）面向实体与数字空间，打造氢能产业集群
氢能产业发展，需面向实体和数字两个空间，打造氢能产业集群，推进建圈强链，整合产业链资源。实体空间为产业发展提供基础设施等物质基础和应用场景，推动能源结构转型及全链条产业发展；数字空间则可以优化资源配置、提升技术创新能力、促进跨界融合和确保氢能供应稳定。
氢能产业集群化发展能够显著降低成本，促进技术创新，提升市场竞争力，优化资源利用，享受政策支持，加快市场应用推广，并增强风险抵御能力，是推动氢能产业健康、快速发展的关键路径。利用数字产业集群的共享资源、协同创新、提高效率、降低成本等优势，为集群内外的企业和机构创造产业联动效应，从而实现创新链、产业链和价值链的深度融合，推动集群内企业向产业高端迈进。
第一，数据驱动，搭建数据平台，引领产业发展
建设氢能大数据平台，牢抓产业链数据。氢能全产业链大数据平台聚焦于数据的收集、处理、分析和应用，通过实时监控，精准识别产业链各环节中的潜在安全隐患，并通过智能化管理手段及时应对。
在制氢环节，平台应实时进行生产安全监控，确保生产过程的稳定与安全，同时精确跟踪氢能产量，为生产调度提供有力支持；在运输环节，平台通过跟踪车辆运输状态及氢燃料剩余量，保障运输安全并优化运输路径。在加氢站管理端，平台应实时监控加氢站的运营情况及氢气储备量，实现智能化监管和氢源的科学调配；在车辆管理端，平台能够实时定位燃料电池车辆，提升车辆运营效率和安全性。氢能全产业链大数据平台通过对氢能源制储运加用全链的安全监管，为氢能产业的稳健发展提供了强有力的技术支撑，推动了氢能产业的数字化转型和智能化升级。
第二，坚持科技引领，建立科技创新中心
设立科技创新中心，汇聚产业链上下游的优质资源，形成强大的技术创新合力。以形成强有力的竞争优势为目标，建成围绕氢能源制备、储运、加氢、燃料电池和高端化工装备制造在内的氢能全产业链，形成产业集群化、规模化效应，进而推动区域效益最大化。在打造全产业链过程中，以龙头企业为抓手，做到产业链条完善，集约化程度高，专业分工明确，夯实产业集群发展的根基，打造特色产业集群。
大力支持自主研发和应用，针对关键技术瓶颈，实施精准突破。加强氢能产业科研平台建设，聚焦电解水制氢、氢气纯化、检测、加油加气站改造等关键环节，开展深入的技术研发。依托行业骨干企业，创建科技创新中心，重点攻克加氢站压力升级、燃料电池电源管理、热电联供系统能量管理、高压储氢材料研发及制造、液态储氢技术等核心技术和装备，确保达到国际领先水平。
坚守创新策源、技术先行的原则，深化改革创新体制机制，充分激发企业的创新潜能。集中优势资源，攻坚克难，力求在氢能产业的关键核心技术上取得重大突破，推动产业链与创新链的深度结合。同时，积极整合各类科技创新资源，构建“软硬结合、以龙头企业创新为平台、新型技术和示范孵化为支撑”的综合性创新体系，为氢能产业的持续发展提供不竭动力。
第三，完善制储运加用全产业链，打造试点案例，助力产业可持续发展
建议结合地方产业优势，充分利用地方科技创新资源，明确以“风光氢储用”一体化为发展方向。充分发挥氢能龙头企业、科研机构及高校在技术创新和产业化方面的引领作用，通过构建产学研深度融合的创新生态，加速氢能技术的研发与应用，提升整个产业链的竞争力。依托氢能产业园，打造具有示范效应的氢能应用试点案例，确保安全高效、绿色低碳，从而为氢能产业发展提供可借鉴的经验。
参考文献：
[1]中国加氢站建设新趋势：建大站！1吨以上的加氢站已有4成[EB/OL]. 2024-07-05[2024-07-08]. https://news.bjx.com.cn/html/20240705/1387191.shtml.
[2]林典驰. 氢能多路径降本“破局”产业化难题 上下游缺少工程化验证数据待解[EB/OL]. 2024-06-06[2024-07-10]. https://finance.eastmoney.com/a/202406063098115484.html.
[3]任大明. 氢能产业迎来发展热潮，如何规模化应用仍待解[EB/OL]. 2024-07-08[2024-07-09]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1804015129638600160&wfr=spider&for=pc.
责编｜杨帆
