目前，氫能產(chǎn)業(yè)正處于將氫氣從工業(yè)原材料向規(guī)?；茉撮_發(fā)利用的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折點(diǎn)。氫能作為一種柔性的綠色能源載體，是連接可再生能源與用戶的橋梁。
本次的研究主題是“我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析”，文章主要從4個部分進(jìn)行詳細(xì)分析：
首先對氫能及氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，并進(jìn)行了技術(shù)成熟度評價，隨后分析了氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)的成本，提出了推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議。
氫能及氫能產(chǎn)業(yè)鏈
全球氫的年度需求
全球氫產(chǎn)量從1975年的1820萬噸增長到2018年的7390萬噸，增長了三倍多。
目前工業(yè)部門對氫能的需求占主導(dǎo)地位，氫已在工業(yè)部門實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。目前氫主要通過化石能源重整制取。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈
氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要包括制氫、儲運(yùn)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施以及氫燃料電池以及氫應(yīng)用等。
我國加氫站分布及建設(shè)運(yùn)營情況
據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至到2019年1月我國已建和在建加氫站44座。
建設(shè)加氫站成本較高，設(shè)備費(fèi)約占70%，據(jù)測算，不含土地費(fèi)用，國內(nèi)建設(shè)一座加氫能力為500kg、加注壓力為35MPa的加氫站需要1200萬元，相當(dāng)于傳統(tǒng)加油站的3倍。
氫在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用及潛力
氫的用途目前主要在工業(yè)領(lǐng)域，如煉油、氨生產(chǎn)、甲醇生產(chǎn)以及通過直接還原鐵方式生產(chǎn)鋼鐵。其中煉油用氫約占33%、氨生產(chǎn)約占27%、甲醇生產(chǎn)約占11%。
此外，除以下表中的4個行業(yè)外，氫在現(xiàn)有工業(yè)應(yīng)用之外的交通、建筑、電力等行業(yè)都具有長期的發(fā)展前景。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)的技術(shù)成熟度分析
技術(shù)成熟度
本研究參照美國國防部對技術(shù)成熟度（TRL）的定義，以及《技術(shù)成熟度及其評價方法》中客戶化的技術(shù)成熟度定義，將氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)的技術(shù)成熟度分為9個等級，其中1級最低，9級最高，遵循循序漸進(jìn)的原則。
① 觀察到基本原理或看到基本原理的報道
② 提出將基本原理應(yīng)用于系統(tǒng)中的設(shè)想
③ 關(guān)鍵功能和特性通過可行性驗(yàn)證
④ 原理樣機(jī)通過實(shí)驗(yàn)室環(huán)境驗(yàn)證
⑤ 演示樣機(jī)通過模擬使用環(huán)境驗(yàn)證
⑥ 分系統(tǒng)或系統(tǒng)級原理樣機(jī)通過模擬使用環(huán)境驗(yàn)證
⑦ 系統(tǒng)級工程樣機(jī)通過典型使用環(huán)境驗(yàn)證
⑧ 系統(tǒng)級產(chǎn)品通過測試和鑒定試驗(yàn)
⑨ 系統(tǒng)級產(chǎn)品通過成功執(zhí)行任務(wù)得到驗(yàn)證
關(guān)鍵技術(shù)識別
本次研究中的關(guān)鍵技術(shù)識別主要包括：制氫環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)分析、儲運(yùn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)分析、加氫基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)、氫燃料電池四個方面。
制氫環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)分析
目前全球氫的生產(chǎn)主要是由化石燃料制取，電解水制氫目前只占很小的一部分，我國工業(yè)副產(chǎn)氫提純制氫已在較大范圍應(yīng)用，從長遠(yuǎn)來看太陽能催化制氫、生物制氫等綠色制氫技術(shù)具有發(fā)展前景。
儲運(yùn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)分析
地質(zhì)儲存是大規(guī)模和長期儲存的最佳選擇，儲罐儲存適合于短期和小規(guī)模儲存。目前高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)運(yùn)輸環(huán)節(jié)也涉及儲罐。更高效率的儲罐儲存是儲存和運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，對氫能的推廣應(yīng)用具有重大影響，目前具有高風(fēng)險。
產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)成熟度分析
將氫能的清潔低碳化作為目標(biāo)，考察其制氫環(huán)節(jié)、儲運(yùn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)以及加氫技術(shù)設(shè)施、燃料電池等細(xì)分關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)成熟度，可以客觀反映氫能產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)成熟度，為發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提供參考。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)成本分析
制氫成本分析
煤氣化制氫工藝中原料煤是最主要的消耗材料，約占制氫成本的50%；
天然氣制氫成本受多種技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素的影響，天然氣原料成本占制氫成本的70%以上；
水電解制氫的生產(chǎn)成本受資本支出、轉(zhuǎn)換效率、電力成本、年度運(yùn)行時間等影響，電解槽分別占堿性電解槽和PEM電解槽資本支出的50%和60%。
儲運(yùn)成本分析
氫氣具有較高的質(zhì)量能量密度，但標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下體積能量密度較低，使用過程中須將其進(jìn)行壓縮或液化，以提高單位體積氫的含量。在壓縮、液化、運(yùn)輸過程中較液化天然氣成本要高。
加氫站建設(shè)成本分析
目前我國加氫站建設(shè)成本比較高，其中設(shè)備成本約占70%。
燃料電堆成本分析
燃料電池電堆由多個單電池、集流板、絕緣板、端板等組成，其中催化劑和雙極板的成本占比較高。
結(jié)論與建議
① 氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍需進(jìn)一步加大研發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化力度；
② 成本仍是制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素；
③ 加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展；
④ 通過重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用促進(jìn)氫能多元發(fā)展。
