近日,包头市人民政府印发《包头市氢能产业发展规划(2023—2030年)》。《规划》内容包括发展现状、总体要求、发展思路、重点任务、经济性与综合效益评估、保障措施六个部分,涵盖制氢、储氢、运氢、加氢、用氢及相关装备制造等领域。《规划》期限为2023—2030年。
以下为原文
一、发展现状
(一)发展环境
1.国外氢能产业发展。
随着氢能产业的兴起,全球迎来“氢能社会”发展热潮,美国、日本、欧盟等主要国家和地区均出台相应政策,将发展氢能产业提升到国家能源战略高度。美国将氢能源和燃料电池定位为“维系经济繁荣和国家安全的技术之一”,在战略层面,充分引导能源体系向氢能过渡,将氢能作为能源体系跨领域融合发展的核心纽带。各级政府提供大量资金资助氢能的研发与商业化,重点发展燃料电池技术,推动绿氢作为一种无碳燃料用于交通、工业和电力生产。日本以发展氢燃料电池汽车与家用燃料电池为突破口,带动氢能及可再生能源快速发展。欧盟将氢能利用视作脱碳的重要手段之一,在2022年发布《欧洲氢能路线图:欧洲能源转型的可持续发展路径》,提出了面向2030和2050年的氢能发展路线图,为欧洲大规模部署氢能和燃料电池指明方向。欧洲重点开展了氢燃料电池应用、过剩可再生能源大规模制氢等方面的示范,部署了一批海上风电制氢项目,是全球海上风电融合氢能领域的“领跑者”。截至2022年年底,全球主要国家燃料电池汽车总保有量达到67315辆,在营加氢站数量达到727座。氢能产业发展已经成为各个国家能源战略布局的重要组成部分,制储氢等核心技术不断取得突破,相关重大项目陆续启动,全球氢能产业市场格局进一步扩大。
2.国内氢能产业发展。
为助力实现碳达峰、碳中和目标,深入推进能源生产和消费革命,促进氢能产业高质量发展,国家发展改革委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,明确了氢的能源属性,是未来国家能源体系的组成部分,明确了氢能是战略性新兴产业的重点方向,是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。提出我国氢能产业发展各阶段目标,到2025年,基本掌握核心技术和制造工艺;到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,有力支撑碳达峰目标实现;到2035年,形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。同时,部署了一系列推动氢能产业高质量发展的重要举措。
在产业发展方面,我国氢能发展正处于产业培育的关键时期,为了助力区域绿色低碳转型及产业转型升级,各地方政府积极发展氢能,相继出台一系列产业规划政策,设立产业基金为氢能发展注入新动能,产业体系逐渐完善,氢能规模不断扩大。以上海和江苏为代表的长三角地区、以广州和佛山为代表的珠三角地区、以北京和山东为代表的京津鲁豫地区,在地方支持政策和推广补贴的支持下,已经初步显现了氢能产业集群效应;以内蒙古等地为代表的西北地区,风光禀赋丰富,具备布局风电、光伏电解水制氢的产业基础;以川渝、云南为代表的西南地区,水电资源丰富,具备布局水电制氢的产业基础。
在装备制造方面,我国氢能制储运加技术及装备取得长足发展。制氢环节,电解水制氢分为碱性电解水制氢技术、质子交换膜电解水制氢技术、高温固体氧化物电解水制氢技术、碱性电解水制氢技术达到国际先进水平且成本优势明显,质子交换膜电解水制氢技术跟跑国际先进水平,高温固体氧化物电解水制氢技术处于实验验证阶段。储运环节,以20MPa压缩氢气长管拖车运输为主,长距离输氢管道正在开展初步探索,液氢、固态储氢、30MPa及以上压缩氢气运输技术及装备取得显著进步。加氢环节,45MPa隔膜式和液驱氢气压缩机已具备产业化能力、90MPa氢气压缩机核心技术自主可控、加氢机整机开发实现国产化,阀门、流量计等关键部件国产化率逐步提高。用氢环节,掺氢燃机技术已经实现示范应用,燃料电池及核心部件制造水平不断取得新突破,产品对外依赖度逐步降低。质子交换膜、气体扩散层技术水平逐步提升、催化剂技术处于跟跑国际先进水平,已初步实现小批量生产。膜电极、双极板、空气压缩机、氢气循环泵等核心部件国产化进程加快,正快速缩小与国际先进水平的差距。电堆与系统集成水平大幅提升,并向大功率、长寿命、低成本方向发展,技术和性能对标国际先进水平。
终端应用场景逐步从单点向多元化拓展,在交通领域,2022年氢燃料电池汽车销量达3367辆,同比增长112%,加氢站超过310座,数量位居世界第一。在能源领域,能源、化工、钢铁、电气等行业企业相继切入氢能“赛道”,将氢能作为其实现绿色低碳转型的重要抓手,开展风光氢储一体化、绿氢化工、氢冶炼、燃料电池分布式热电联供、氢电耦合微电网等示范,开拓了氢能在绿色建筑、工业、新型储能和电力系统等场景的多元化应用。
(二)基础条件
1.资源富集,制氢潜力巨大。
资源充足、绿色低碳、成本低廉的氢气资源是氢能产业发展的基础。包头市可再生能源资源条件好、品质较高,可转化为规模化绿色氢气生产能力。风能方面,全市目前风能可开发量达1542万千瓦,山北地区70米高度处全年平均风速为8.1米/秒,年平均风功率密度为446.7瓦/平方米,是国内风资源最富集的地区之一。太阳能方面,全市目前光伏可开发量达2660万千瓦,包头市年可照时数达到3164—3168小时,年可利用天数300—330天,年总辐射1658.05—1675.14千瓦时/平方米·年,直辐射2236.89—2299.34千瓦时/平方米·年,太阳能资源丰富且稳定,可开发潜力巨大。
氢能产业与太阳能、风能发电产业存在着天然互补性、协同性。首先,氢具有GW级的储能容量和较长的放电时间,一直被视作太阳能、风能等间歇性可再生能源的桥梁。由于氢气与电力之间可以相互转化,太阳能、风能等可再生能源可先转化为电力再通过电解水来制氢,而产生的氢气反过来也可以通过发生化学反应释放化学能再来发电,在这一过程中氢气成为一种储能介质和电一样的能源载体,可以大幅提高电网运行的协调性、稳定性和安全性。其次,依托包头市已获批的风光制氢一体化项目,通过可再生能源制氢提高风能、太阳能发电就地消纳能力是包头市建设国家可再生能源综合应用示范区和绿色清洁能源基地必须突破的重大短板,氢电协同是包头市发展高比例可再生能源的必由之路。
2.场景丰富,应用前景广阔。
氢能在包头市有广阔且难以被其它技术替代的应用场景。在交通领域,包头市作为矿产资源大区和采矿业集聚地区,矿产开发及运输对绿色低碳货运方式的需求将越来越大。氢燃料电池汽车具有更好的耐低温和更长的续航里程,在重卡替代等方面优势明显。在工业领域,充分发挥化工耦合绿氢低碳发展的应用场景。包头市钢铁、煤化工等企业正面临着“降成本”、绿色低碳转型、节能降耗等重任,氢能能够提供清洁的化工原料,将为相关行业提供整体技术解决方案。在通讯、电力和建筑等领域,随着城镇化的持续推进以及5G基站、大数据中心建设,对能源系统的稳定性提出了更高的要求。而氢燃料电池备用电源、应急保障电源、固定式燃料电池热电联供等技术,可以提升能源系统的安全运行水平和抗风险能力。此外,在草原防火、病虫害防治、无电区能源综合解决方案等氢能牧区领域也有丰富的应用场景和较大的应用潜力。
3.工业集聚,协同优势明显。
作为自治区传统的工业基地,具有丰富的工业副产氢资源和富余产能,包括国能包头煤化工具备1600标方/小时的氢源供给能力,包钢集团的焦化产能制氢稳定外供能力可达1000标方/小时,可作为近中期氢气的重要来源,与可再生能源制氢一起形成多元化氢源保障体系。包头市装备制造业发达,拥有一机集团、北重集团、北奔集团、中核北方等众多制造企业。未来相关技术的应用可以与既有产业形成互动和促进,将有利于氢能产业“上水平”和“降成本”,实现全市氢能产业的高质量发展,进而提升“包头制造”品质和品牌形象。同时,包头市拥有内蒙古金属材料研究所、中科院包头稀土研发中心、包头稀土研究院、上海交大包头材料研究院、北大包头创新研究院、浙大包头工研院、五二研究所、内科大等知名科研机构,并已在新型固态储氢材料等领域取得重大突破,能够对全市氢能产业发展提供技术支撑。
(三)面临挑战
一是氢能源产业整体仍处于初期培育阶段,加氢站等基础设施配套不足,建设资金投入大,氢气运输、使用成本高。氢能产业呈现上游制氢、固态储氢材料和下游装备制造产业优势较为突出,中游氢燃料电池技术和关键材料产业存在明显短板,储运、加氢基础设施空白的现象。产业发展对财政补贴等政策具有一定依赖性,这对包头市发展氢能源产业将产生一定影响。
二是氢能源产业先发地区已经初步形成产业集聚效应,对优质企业和高端人才都具有较大的吸引力,加大了包头市招商引资、强链补链、培育产业、引进人才的难度。区内其他地市也在积极布局氢能产业,竞争压力明显显现。
三是氢能产业布局、立项、审批和实施、运营等相关环节缺乏相应的顶层设计和政策支持,符合中国氢能技术发展趋势的氢能技术标准体系尚未建立。此外,相关企业布局分散,上下游产业联系不够紧密,缺乏集群协作效应。
二、总体要求
(一)指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,深入贯彻习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略,全面落实习近平总书记对内蒙古的重要指示精神,忠诚践行习近平总书记对包头作出的“一个创新、三个实现”重要指示,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,坚持稳中求进工作总基调,坚持新发展理念,坚持以供给侧结构性改革为主线,坚持以改革开放为动力,坚持以科技创新为引领,坚定不移走以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展之路,全力做好现代能源经济这篇大文章,深入落实《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》相关要求,加快布局新产业、培育新动能、发展新经济,把发展氢能作为包头市推动产业转型升级、促进能源结构优化的引领工程。
要发挥包头市资源富集、产业基础良好、应用场景丰富等综合优势,以大力开发氢能资源、构建应用推广体系、加快基础设施建设、培育产业集群、强化产业发展支撑为重点,着力构建特色鲜明、优势突出、布局合理、效益显著的氢能产业体系,努力将包头市建设成为我国西北地区领先的清洁氢能规模化供应基地、先进装备制造基地、关键技术创新基地、多领域应用示范基地,打造北疆绿氢城。
(二)基本原则
坚持统筹衔接,科学布局。加强氢能产业的顶层设计、统筹规划和科学布局,发挥政府政策对氢能产业发展的激励作用,根据我市的资源优势和产业基础,科学制定氢能产业发展规划,合理优化空间布局,有序安排项目建设,明确产业发展方向。合理配置产业空间,加快产业园区建设,加速推进产业项目集聚。
坚持示范引领,有序发展。结合国家、自治区相关产业政策,加快开展氢能在多领域、多场景的试点示范,依托可再生能源制氢示范项目,推动氢燃料电池重型卡车、公交车、物流车、专用车辆先行落地应用,引导企业探索运营模式,以点带面推进燃料电池汽车的规模化和商业化,探索其他氢能产品应用场景,构建企业主动、政府推动、各方联动的良好产业发展生态。
坚持创新驱动,补短锻长。充分发挥绿氢资源丰富、成本“洼地”优势,推进先进高效的可再生能源制氢技术、高安全高体积密度的固态储氢技术等,加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,加速技术成果产业化,促进产学研用结合,增强自主创新能力,形成一批具有自主知识产权的核心技术和知识品牌,突破氢能应用发展瓶颈。推动商业模式创新,鼓励政策机制创新,构建创新平台,营造创新环境,带动产业总体水平和竞争力大幅提升。
坚持产业协同,突出特色。加强市、县(区、旗)政策协同,推动有关政府部门构建权责一致、规范有序、互相协同的氢能产业发展保障体系。积极对接自治区相关规划、政策,加强与呼和浩特市、鄂尔多斯市、乌海市、乌兰察布市等地市合作交流,共同构建协同互补、深度融合的区域氢能产业生态圈和共同体。
坚持安全规范,稳步推进。建立涵盖氢气制备、储运、加注和使用各环节的安全标准和规范体系,把安全作为氢能产业发展的底线,强化氢能产业各环节安全管理与风险评估,建立有效的风险监控管理机制。落实氢能产业企业安全生产主体责任,鼓励开发低风险技术、产品及工艺替代高风险产品技术工艺。推动建设氢能安全检测和标准化中心,为包头氢能产业安全发展提供技术支撑。
(三)发展目标
包头市氢能产业发展目标分为近期(2023—2025年)和中期(2026—2030年)两个阶段,具体发展目标如下:
1.近期:2023—2025年。
该阶段为产业和市场培育期,到2025年,制氢、储运、基础设施网络、氢燃料电池汽车推广应用等示范项目有序推进,氢能产业体系、产业技术支撑平台雏形初具,政策体系和管理体制基本建立,氢能产业集聚发展格局基本形成,氢能产业高地建设成效初步显现。在产业规模方面,到2025年年底,全市绿氢生产能力达到10万吨,氢能关键装备制造产值达到200亿元,氢能生产和消费各环节产值力争达30亿元;在企业培育方面,到2025年年底,引进或培育一批产业链重点企业,骨干企业示范作用增强,聚集氢能企业超过20家,其中可再生能源制氢、加氢站建设运营、氢气储运、储氢材料、燃料电池电堆及相关装备制造等领域优质企业10家,累计投资规模约50亿元;在应用推广方面,到2025年年底,推广氢燃料电池汽车1000辆,建设加氢站10座,绿氢化工和绿氢冶金实现应用。加快氢能在交通、化工、冶金等领域的应用,大力推广氢燃料电池重卡、矿用车等,推进绿氢生产合成绿氨,探索开展氢冶金示范,促进重点用能行业绿色低碳发展。
2.中期:2026—2030年。
该阶段为产业和市场成长期,到2030年,全市氢能产业规模实现跨越式增长,氢能产业技术创新能力得到显著提升,氢能产业链布局趋于完善,氢能产业集群形成规模。配套基础设施相对完善,氢能规模化、商业化应用进一步普及。氢能产业高地建设深入推进。在产业规模方面,到2030年年底,全市绿氢生产能力达到20万吨。氢能装备产业产值达到600亿元,其中氢能生产和消费各环节产值约70亿元;在企业培育方面,到2030年年底,形成一批国内一流、拥有自主知识产权、核心竞争力强的制氢、储运及加氢站运营企业和相关装备制造企业,聚集氢能企业超过30家,累计投资规模达到220亿元。整车企业实现年产氢燃料电池重卡3000辆,客车及物流车1000辆。在应用推广方面,到2030年年底,氢燃料电池汽车保有量达到5000辆以上,加氢站(包括合建站)达到30座左右。重型卡车、城市公交车、轻型物流车等领域氢燃料电池汽车推广应用规模持续扩大,市政环卫车及其他专用车辆等领域推广应用取得积极进展。氢能在工业领域、分布式综合能源站、应急保障电源、无电区农牧民生活生产用能、草原病虫害防治及防火等领域的应用规模实现较大突破。
三、发展思路
(一)发展路径
立足包头市资源禀赋,充分发挥产业集聚、场景丰富等发展优势,深度融入广东燃料电池汽车示范应用城市群、鄂呼包乌氢能产业先行示范区,建立氢能全产业链发展体系,构建“两基地三集群六示范”总体空间布局。
一是以上游氢能供给驱动下游应用需求。发挥包头市绿色氢能资源供给潜力大的优势,优先开展可再生能源电解水制氢、工业副产气提纯制氢等氢能供应示范项目,以上游供应充足、成本低廉的氢能资源为依托,驱动下游应用领域培育用户、形成市场、扩大规模。
二是以基础设施先行支撑终端推广应用。着力破解储运、加氢等基础设施对燃料电池汽车等终端应用的瓶颈制约,适度超前建设氢能储运、加氢站等基础设施网络。要结合不同地域、不同领域的加氢需求,做好氢能基础设施建设整体规划,科学确定规模和空间布局,构建覆盖全市、互联互通、标准统一、安全高效的运氢、加氢服务网络,为终端推广应用提供坚实支撑。
三是以培育市场需求牵引产业发展壮大。加快氢能多领域、多场景示范推广应用,通过示范运营培育和扩大市场需求,以不断增长的市场需求和市场空间为牵引,坚持“内培、外引、集聚、做强”发展路径,强化产业链、创新链部署,增强包头市氢能产业规模化、商业化发展能力。
氢能产业链涵盖氢气制取、储运、加氢、燃料电池及装备制造、以及终端应用等。基于包头市资源条件、产业基础及应用领域等现状和特点,明确包头市氢能各环节发展重点和方向如下:
氢气制取。近期以可再生能源电解水制氢,和焦炉煤气、煤化工副产气等提纯制氢示范应用为主;中期扩大可再生能源电解水制氢规模,推动成为氢能供应主要来源。
氢气储运。近期重点发展高压气态储氢、长管拖车运输和管道输氢;中期按照从低压到高压、从气态到多相态(低温液态、固态、有机氢载体等)的方向逐步提升氢气的储存运输能力,探索推进高效、智能氢气输送管网的建设和运营。
加氢站建设。按照由点及面、由专用向公用、由城际向城市发展的思路,合理配套、适度超前推进加氢站布局建设。近期重点推进氢能重型卡车、城市公交、物流、环卫等专用加氢站建设,开展加油、加气、充电和加氢站合建模式试点;中期有序推进城市和城际公共加氢站网络建设。
氢能推广应用。近期优先在氢能重型卡车、轻型物流车等商用车、氢能冶金、化工等、天然气管道掺氢、分布式综合能源站及通信基站备用电源等领域示范应用;中期打造多元化氢能应用场景,全面推进氢能在工业、交通、农业、能源等领域的推广应用。
氢能装备制造。结合现有产业情况,近期开展制氢、固态储氢、高压气态储氢、氢燃料电池及动力系统等核心装备及关键材料制造产业的布局。远期发展有机液态储氢材料、液态储氢设备、新型制储氢材料等装备的制造。
(二)空间布局
立足包头市氢能产业发展基础和绿氢资源优势,充分发挥骨干企业和科研院所带头引领作用,汇聚优势资源,构筑两大绿氢供应基地,布局三大产业集群,建设六大应用示范区,推动多点联动融合,着力打造“草原氢城”。
两大绿色氢能供应基地:依托我市可再生能源开发利用情况,结合在达茂旗、固阳县2个500万千瓦就地消纳新能源开发基地,以风光氢用一体化方式,优先开展一批“风光制氢”“源网荷储氢”等绿色制氢试点示范项目,推动风光制氢规模化发展,建立绿氢生产基地。
三大产业集群:
(1)燃料电池整车和配套燃料电池及动力系统关键零部件产业集群:以氢燃料电池汽车城市示范群为依托,推动燃料电池系统装备发展。以加氢、储氢、氢燃料电池技术装备制造等为重点,带动形成全市氢能装备制造新高地。
(2)新型固态储氢材料及装备制造产业集群:依托中科轩达固态储氢材料及稀奥科贮氢合金装备产业,打造氢能装备制造产业园。
(3)电解水制氢、PSA制氢系统关键材料、装备制造产业集群:以自治区风光制氢项目市场为依托,加快推进电解槽、隔膜、电极、氢气压缩机、副产氢提纯装置等制氢设备产业发展。
六大应用示范区:包括氢燃料电池重卡示范区、氢能冶金及绿氢化工应用示范区、城市燃料电池汽车应用示范区、“氢能牧区”应用示范区、物流园区及机场氢能应用示范区、基于固定式燃料电池系统的园区综合能源站应用示范区。