7月初，一輛氫動力公交車駛?cè)胛挥谂R港新片區(qū)平霄路820號的油氫合建站，大約10分鐘后，即加氫完畢駛離站臺。像這樣的氫動力公交車，臨港新片區(qū)已投運16輛，年底將增至118輛。

目光從臨港往北看向嘉定，作為上海市首批提供商業(yè)化加氫服務(wù)的西上海油氫合建站，每天向園區(qū)附近的氫動力物流車提供氫能源，已累計加氫量已超100余噸，累計加注2萬車輛次。

這一幕幕，正是上海加速氫能產(chǎn)業(yè)落地的縮影。

近日，上海正式印發(fā)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃，提出三年內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1000億元。目前，上海在制氫、儲氫和商用等方面已形成了初步產(chǎn)業(yè)集群，并在全國多地布局打造氫能應(yīng)用場景，搶占氫能產(chǎn)業(yè)新賽道。

氫動力公交率先試水

自去年12月平霄路油氫合建站運營以來，臨港新片區(qū)加快了氫能在交通領(lǐng)域的多場景應(yīng)用。上海中油申能氫能科技有限公司副總經(jīng)理薛克鑫告訴記者，目前臨港新片區(qū)在營的氫動力公交車有16輛，還有兩輛往返洋山港區(qū)的49噸集裝箱重卡。到今年年底，常規(guī)氫動力公交車將增至118輛，氫動力土方車將陸續(xù)在新片區(qū)亮相，國內(nèi)首創(chuàng)的氫動力中運量t2和t6線數(shù)軌列車也將于年內(nèi)投入使用。

與普通公交車相比，氫動力公交車的能效更高。薛克鑫算了一筆賬：一輛11米長的自動擋公交車，需要消耗柴油約33升/百公里，而同規(guī)格的氫動力公交車僅需氫氣不足6公斤/百公里。此外，氫燃料電池不受傳統(tǒng)汽車發(fā)動機采用卡諾循環(huán)42%左右的熱效率限制，氫氣與氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，效率接近60%。目前，加氫站氫氣享受運營補貼后售價僅為35元/公斤，與燃油相比，氫動力公交車的能耗更加經(jīng)濟。

相比于電動車，氫動力公交車在便利度上更勝一籌。公交車對準點率要求較高，加之調(diào)度頻繁，而充電耗時較長，且續(xù)航能力會隨之減弱，這也增加了公交車的調(diào)度難度。而氫動力公交車在加氫效率上與燃油車加油類似，公交車司機普遍認為加氫與用油效率相當(dāng)，免去了頻繁充電的煩惱和續(xù)航不足的擔(dān)憂，更適合公共交通。

“臨港氫燃料電池汽車的氫氣需求量約150公斤，預(yù)計在今年年底將提升至1.4噸左右。”薛克鑫告訴記者，目前加氫站的氫氣主要來源于上?；^(qū)的工業(yè)副產(chǎn)氫，作為煉化生產(chǎn)的副產(chǎn)品，以往通常是直接排放或者作為其他化工品的原料，利用價值比較低，但是經(jīng)過提純后達到車用氫氣的標(biāo)準，讓化工副產(chǎn)品的附加值更高。不過，隨著氫燃料電池汽車保有量的增加，工業(yè)副產(chǎn)氫將不能完全滿足今后的市場需求。今年，申能能創(chuàng)能源發(fā)展有限公司、液化空氣中國和上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)成立合資公司，將建設(shè)上海最大規(guī)模的氫氣充裝中心，以滿足未來日益增長的氫能需求。

綠氫將成重要氫源

與化石能源等有限的天然資源相比，氫能是制取產(chǎn)生的二次能源，通過電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣，無任何碳排放。氫能與電能類似，是常見的二次能源，需要通過一次能源轉(zhuǎn)化獲得。不同之處在于，氫能的能量密度高、儲存方式簡單，是大規(guī)模、長周期儲能的理想選擇，為可再生能源規(guī)?；{提供了解決方案。

不過，并非所有的氫能都是低碳清潔能源，根據(jù)制備方式的不同，氫通常分為灰氫、藍氫和綠氫。

灰氫是通過化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣，在生產(chǎn)過程中會有二氧化碳等排放。藍氫是將天然氣通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成。若電解所應(yīng)用的電力是來源于光伏、風(fēng)力等可再生能源，則實現(xiàn)了氫能生產(chǎn)的全鏈條綠色閉環(huán)，則被稱為綠氫。申能集團旗下上海申能能創(chuàng)能源發(fā)展有限公司(簡稱申能能創(chuàng))黨委副書記、總經(jīng)理葉褚華告訴記者，綠氫將廣闊應(yīng)用于集中式發(fā)電、分布式發(fā)電、儲能、交通等領(lǐng)域，還將解決可再生能源分布不均勻、儲存難運送難的痛點，成為我國能源體系耦合發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

葉褚華表示，我國已是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，其中達到工業(yè)氫氣質(zhì)量標(biāo)準的約1200萬噸。從氫的來源看，我國工業(yè)副產(chǎn)氫工藝成熟、成本較低，近期仍將是主要氫源，但從長遠發(fā)展看，可再生能源制氫規(guī)模潛力更大，更加清潔可持續(xù)，隨著成本下降，將成為重要氫源。

加大氫能領(lǐng)先企業(yè)投資

國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初，上海已率先開始布局氫能產(chǎn)業(yè)，申能集團旗下申能能創(chuàng)圍繞“車、站、氣、運”氫能產(chǎn)業(yè)鏈開展投資布局，先后投資了包括瑞必科、浙江藍能、氫晨科技、鯤華科技、氫藍時代等在內(nèi)的氫能行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。

其中，上海瑞必科擁有先進氫氣提純技術(shù)，可為燃料電池汽車提供高純氫氣，浙江藍能是先進高壓氣體儲運裝備研發(fā)制造企業(yè)，在45兆帕站用儲氫瓶組、車載供氫系統(tǒng)等方面有較高的市場份額。同時，申能集團還在金山和奉賢區(qū)開展“上海市燃料電池汽車氫源保障基地”項目，旨在打造華東地區(qū)最大的車用氫源供應(yīng)基地。

“電堆是氫燃料電池汽車‘發(fā)動機'，但我國長期依賴進口，成本高昂，占氫燃料電池系統(tǒng)總成本的60%，嚴重制約了我國燃料電池汽車的研發(fā)和推廣應(yīng)用。”葉褚華介紹，為攻克燃料電池“卡脖子”環(huán)節(jié)，上海氫晨已累計開發(fā)了基于h2電堆技術(shù)的80千瓦、100千瓦、120千瓦、150千瓦四款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的車用燃料電池電堆，實現(xiàn)了批量交付，廣泛應(yīng)用于商用車、公交車、快速公交(brt)和重卡等場景。上海氫晨還研制成功了h3技術(shù)和單堆230千瓦的大功率電堆，是當(dāng)前全球最大功率的燃料電池電堆，標(biāo)志著我國燃料電池技術(shù)進入世界先進行列。

此外，申能集團還積極加快在國內(nèi)其他地區(qū)的發(fā)展，探索在山西長治等工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富、具備良好燃料電池汽車應(yīng)用場景的地區(qū)布局建設(shè)“制儲運用”項目，利用內(nèi)蒙古包頭白云鄂博礦區(qū)可再生能源資源，為礦區(qū)提供綠電綠氫，打造氫能碳中和綠色工礦示范區(qū)。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈已初步聚集

在“雙碳”目標(biāo)任務(wù)下，我國正加快構(gòu)建清潔低碳的能源體系。今年以來，我國的氫能發(fā)展的頂層設(shè)計逐漸明晰，地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃相繼出臺。

3月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》中多項政策鼓勵對氫能多領(lǐng)域應(yīng)用。5月，上海印發(fā)《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022-2035年)》，勾勒出“南北兩基地、東西三高地”產(chǎn)業(yè)空間布局，兩基地指金山和寶山兩個氫氣制備和供應(yīng)保障基地，三高地為臨港、嘉定和青浦三個產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展高地。

同時，上海還將打造8個世界級示范場景：國際氫能示范機場、國際氫能示范港口、國際氫能示范河湖、世界級氫能產(chǎn)業(yè)園、深遠海風(fēng)電制氫示范基地、零碳氫能示范社區(qū)、低碳氫能產(chǎn)業(yè)島和零碳氫能生態(tài)島。

按照規(guī)劃，到2025年，上海市將建設(shè)各類加氫站70座左右，培育5—10家具有國際影響力的獨角獸企業(yè)，建成3—5家國際一流的創(chuàng)新研發(fā)平臺，燃料電池汽車保有量突破1萬輛，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1000億元，在交通領(lǐng)域帶動二氧化碳減排5—10萬噸/年。

目前，上海在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面已取得一定進展。嘉定氫能港已引進50多個氫能源和汽車智能化產(chǎn)業(yè)項目，總投資超過100億元，臨港新片區(qū)已集聚多家氫能上下游企業(yè)，國際氫能谷、寶武(上海)碳中和產(chǎn)業(yè)園等綠色低碳特色園區(qū)正成為上海發(fā)力新賽道的重要載體……

上海發(fā)展氫能應(yīng)加大科研投入

不過，業(yè)內(nèi)人士也指出，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍然處于發(fā)展初期，面臨產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強、技術(shù)裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后等諸多挑戰(zhàn)，尤其是氫燃料電池系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件仍存在較強技術(shù)壁壘。

上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟與管理學(xué)院教授尹海濤表示，目前全國各大省市均陸續(xù)出臺氫能規(guī)劃，上海的規(guī)劃相較之下更注重科技引領(lǐng)作用，尤其重視氫能技術(shù)的示范應(yīng)用，比如生物制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、海上風(fēng)電制氫、長江氫走廊等，同時在上游制氫方面的布局也更多一些。

“囿于市域面積有限，上海在短期內(nèi)較難實現(xiàn)氫能的大規(guī)模應(yīng)用。比如交通領(lǐng)域方面，乘用車不是氫能發(fā)展的重點，重卡或叉車等商用車主要布局在定點線路和港口碼頭等區(qū)域。氫能在冶金和化工領(lǐng)域也將會有廣闊的應(yīng)用前景，但上海在發(fā)展這些工業(yè)生產(chǎn)方面不占據(jù)優(yōu)勢。”尹海濤認為，上海在氫能布局上更應(yīng)重視科技創(chuàng)新而非落地應(yīng)用。從氫能的整個發(fā)展的科技產(chǎn)業(yè)鏈上來講，中國與其他發(fā)達國家仍然存在差距，上海應(yīng)當(dāng)發(fā)揮科技和金融的優(yōu)勢，解決卡脖子的技術(shù)難題。

電解水制氫技術(shù)便是卡脖子難題之一。目前，我國的氫氣來源相當(dāng)大比例來自化石能源重整制氫(灰氫)，碳排放量比較高，而工業(yè)廢產(chǎn)氫的提純技術(shù)所需要的工業(yè)廢產(chǎn)量大，且運輸成本過高。尹海濤認為，氫能主要應(yīng)作為儲能的手段而存在，“雙碳”的邏輯決定了可再生能源電解水制氫是必行之路。氫能的另一個難題在儲運的環(huán)節(jié)。目前業(yè)界普遍的觀點是氫能運輸超過200公里不具備經(jīng)濟性。“我國在儲運技術(shù)方面，和美日還有不小的差距。這個問題沒有解決之前，氫能基本只能就地消化，才有商業(yè)可行性。”

“如果上海通過科研力量和金融力量的投入，把氫能的價格能從目前的每公斤七八十元降到三四十元，那么大規(guī)模的應(yīng)用才有可能。”他還建議，上海應(yīng)加大可再生能源制氫技術(shù)的研發(fā)、和分布式氫能利用商業(yè)模式的突破。分布式既解決新能源的消納問題，也解決能源傳輸問題，比如在海上風(fēng)電產(chǎn)生的綠電，可以通過電解水制氫的方式而非電力形態(tài)運回陸地，用于港口重卡、寶武煉鋼和備用電源，這樣可實現(xiàn)全流程的零碳排放。

國家發(fā)展改革委高技術(shù)司副司長王翔也曾表示，研究制定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和支持政策時，應(yīng)充分考慮本地區(qū)發(fā)展基礎(chǔ)和條件，嚴禁盲目跟風(fēng)、一哄而上，防止低水平重復(fù)建設(shè)，避免造成基礎(chǔ)設(shè)施和資源浪費，嚴禁以建設(shè)氫能項目名義“跑馬圈地”，嚴禁在氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃制定、投資規(guī)模、招商引資、項目建設(shè)等方面相互攀比。