市氢能产业发展规划(2020—2035年).doc
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1、市氢能产业发展规划(20202035年)本规划根据关于印发能源技术创新行动计划(20162030年)的通知、关于印发汽车产业中长期发展规划的通知、市关于印发加快培育氢能产业发展的指导意见的通知等文件精神编制,并与2049城市愿景规划市城镇体系规划(20182035年)等相关上层规划在规划目标、功能定位和产业定位、规划布局上基本协调。本规划基准年为2020年,规划期为2020至2035年。一、发展基础与条件(一)发展基础。1.基础研发优势突出。是氢能与氢燃料电池的基础研究和技术创新高地,研发资源、研发能力和创新成果在国内外占有重要的地位。中科院化物所作为国内最早从事氢气提纯和氢燃料电池研究的机构
2、,在氢气纯化、催化剂、电极技术和材料、膜电极、流场、双极板、电堆结构、电堆运行管理、检测与控制等基础研究领域处于国内领先地位,已获燃料电池关键材料、核心部件、电堆系统等方面的授权发明专利300余件,主导制定了半数以上的燃料电池国家标准。除此之外,锅检院、理工大学、海事大学、交通大学等在氢能基础研究领域也具有较强的实力。2.产业链条相对完整。目前,已初步形成相对完整的氢能产业链。在氢燃料电池电堆及部件方面,有新源等企业;在氢燃料电池系统及零部件方面,有科技等企业;在氢燃料电池整车整机方面,聚集了轨道交通企业以及船舶重工、中远船务等船舶制造企业。此外还有多个专业从事氢气制备企业,在氢气储运方面拥有
3、丰富经验;在氢检测方面,锅检院是国家市场监管总局核准的气瓶和瓶阀等特种设备的型式试验机构,也是我国唯一一家综合性国家气瓶质量监督检验中心。另外,具有雄厚的装备制造业基础,能够为氢能产业中压力容器、泵、阀等配套设备制造提供支撑。3.人才储备基础雄厚。拥有20多所高校和科研院所,其中,中科院化物所素有“燃料电池黄埔军校”之称,储备着燃料电池领域高水平科研团队,为燃料电池行业的发展输出了大量的优秀人才。中国科学院大学能源学院2020年9月迎接首批新生入校,每年可为氢能产业培育大量的专业人才。另外,理工大学、海事大学、交通大学在汽车、船舶、机车、电力系统等领域,都能够为氢能产业发展提供强大的人才保障。
4、4.氢气资源相对丰富。是我国重要的石化产品生产基地,拥有较完整的石化产业全产业链,具有丰富的工业副产氢资源。目前,企业都富产氢气,据统计,每年富余氢气产能约12万吨,大概可以支持15000辆燃料电池公交车或卡车运行。可再生能源方面,2019年,核电发电量327.3亿千瓦时,风电发电量12亿千瓦时,光伏发电量3.5亿千瓦时,到“十四五”期末核电和风电装机装机容量将分别达到672万千瓦和270万千瓦,预计年发电量将会达到800亿千瓦时,可为零碳制氢提供丰富的电力来源。(二)发展环境。1.面临机遇。从国际来看,全球氢能产业发展已经进入新时期,商业化进程正加速。欧美日韩等发达国家和地区已在交通、发电、
5、军事等领域实现氢能及氢燃料电池技术的产业化突破,其中氢燃料电池电堆的成本、功率、可靠性、耐久性及环境适应性等指标已达到商业化应用水平,以氢燃料电池提供电力的交通运输工具逐步投入使用。2019年,全球共有83座加氢站投入运营,燃料电池总出货功率高达1.1GW,氢燃料电池汽车总保有量达到24132辆,近40个国际机场和港口积极应用氢能及氢燃料电池系统,氢能商业化应用迈出了坚实步伐。国际氢能委员会预测,到2050年,氢能产业将创造2.5万亿美元的市场价值,在全球能源消费中所占比重有望达到18%。从国内来看,氢能产业得到国家高度重视,多地规划布局提速。2019年,氢能首次写进了工作报告,要求“推动充电
6、、加氢等设施建设”,之后国家发展改革委发布了最新产业结构调整目录,将高效制氢、运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造、加氢站等内容列入第一类(鼓励类)的第五项(新能源)中,并出台一系列产业规划、政策。在政策的引领下,多地规划布局氢能产业发展提速,10个省份将发展氢能写入政府工作报告,36个省市也将氢能产业作为重点予以推进,并陆续出台了氢能产业发展规划与支持政策,从而为氢能产业投资、技术提升、产品示范推广、产业和基础设施配套等带来了前所未有的机遇。中国氢能联盟预计,到2050年,氢能在中国终端能源体系中占比将至少达到10%,产业链年产值约12万亿元,成为引领经济发展的新增长极。从来看,氢能产业链
7、已成雏形,将迎来战略机遇期。我市氢能产业发展基础良好,具备国内领先的技术研发优势,氢能产业链初具雏形,制氢资源较为丰富,基础配套和示范应用加快推进,为氢能产业发展提供了良好条件。市委市政府高度重视氢能产业发展,我市计划在2020年推广应用30台氢燃料电池公交车和20台氢燃料电池重卡,并建成4座加氢站,通过示范应用带动产业集聚发展。同时,将氢能应用列入2020年政府工作目标与主要任务,并专门成立市政府主要领导亲自挂帅的氢能产业推进领导小组。主动抓住我国氢能产业发展历史性机遇,抢占发展先机、将为我市赢得竞争优势,实现氢能产业跨越式、高质量发展。2.存在问题。一是我市氢能产业虽然形成了较为完整的产业
8、链,但产业发展初期自发形成的产业布局较为分散,难以发挥产业集聚效应。二是我市燃料电池技术虽然已经趋于成熟,但受国内基础材料及关键零部件配套能力不足等因素制约,导致成本居高不下。三是前期投入不足,加氢站等基础配套设施不完善,示范应用推广进程缓慢,配套体制机制建设相对滞后,影响了我市氢能产业的快速发展。二、总体思路与发展目标(一)指导思想。牢固树立并践行创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,充分整合现有氢能研发、制造和资源富集等综合优势,将发展氢能作为推动产业转型升级、促进能源结构调整的重要引擎,按照试点示范促进基础设施建设、基础设施建设促进推广应用、推广应用促进产业发展的路径,加快推动制氢、
9、储(运)氢、加氢等相关装备产业发展,着力发展氢燃料电池关键零部件及系统集成,积极推动氢燃料电池汽车、轨道交通、港口机械、船舶、氢能分布式供电等装备产业发展,形成“一廊三园七区”的氢能全产业链发展格局,重点实施突破关键核心技术、培育重点骨干企业、推进示范应用推广、完善基础设施建设、健全产业支撑平台、构建开放协作体系等六大任务,着力打造中国氢能产业创新策源地和高端装备制造基地,为市“两先区”建设提供有力支撑。(二)基本原则。1.市场主导,政府引导。充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,强化企业在推进氢能产业发展中的主体地位,激发企业的内生动力和创造力。加强政府的规划引导,在关系氢能产业全局的重要领
10、域和关键环节,发挥政府的政策激励和组织协调作用。2.技术引领,示范先行。始终保持国内氢能及氢燃料电池技术的领先优势,通过技术引领整合资源,形成一批具有自主知识产权的关键核心技术成果。开展氢能在交通、能源等领域的应用示范,加强氢能基础设施建设,为氢能产业规模化、商业化推广奠定扎实基础。3.突出重点,链式发展。集中全市优势技术和资源,重点以氢燃料电池为突破口,培育并带动制氢、输氢、储氢、用氢以及相关制造业的快速发展。创新产业链合作模式,推动氢能产业链环节之间、氢能产业与其他相关产业之间的协同发展。4.自主创新,开放合作。坚持把基础理论研究和自主技术创新摆在发展氢能产业的核心位置,依托基础理论研究的
11、突破,推动制约氢能产业发展的关键核心技术创新,加快形成具有自主知识产权的技术、标准和品牌。扩大国际国内开放合作,促进本地能力培育与外部资源引进相结合,走出一条自主培育为主、引进消化吸收并重,具有鲜明特色的新兴产业发展之路。(三)发展路径。我市氢能产业发展分为以下两个阶段:1.示范应用与市场培育阶段(20202025年)。依托本地化工副产氢资源,以公交和物流领域示范应用为突破口,逐步拓展氢能向轨道交通、船舶、港口、机场、发电及备用电源等全场景领域示范应用,通过示范应用加速推进氢能产业关键核心技术的迭代发展。2.市场拓展与规模化发展阶段(20252035年)。依托可再生能源制氢技术的成熟、氢气储运
12、和氢燃料电池生产成本的降低以及制氢、储运、加注及配套设施的齐备,氢燃料电池在交通、动力机械、发电、供热等领域得到全面拓展和应用,形成健全的氢能产业生态体系,氢能在全市能源体系中占比超过10%。(四)发展目标。1.近期目标(20202025年)。(1)产业发展目标。到2025年,全市氢能产业引进和培育优势龙头企业58家,累计拉动社会资本超过500亿元,氢燃料电池整车产能1000辆,实现产值超过400亿元,初步形成氢能全产业链发展格局。(2)技术创新目标。到2025年,形成涵盖氢能产业全链条的技术研发、检验检测体系,氢能产业关键核心技术与应用接近国际先进水平,显著降低应用成本,力争实现氢燃料电池单
13、堆功率150kW,比功率4.0kW/L,成本低于2000元/kW,关键部件本地化率超过75%。(3)应用推广目标。到2025年,全市氢燃料电池车辆(含公交车、乘用车、重型卡车、牵引车、环卫车等)保有量达到1000辆以上,氢燃料电池船舶保有量达到20艘以上,氢燃料电池轨道交通车辆保有量达到10辆以上,分布式发电系统、备用电源、热电联供系统装机容量达到 20MW,加氢站15座以上。2.远期目标(20252035年)。(1)产业发展目标。到2035年,氢能基础设施完善,氢燃料电池汽车、船舶、机车、分布式电站等重点产业链条完整,产业生态体系比肩世界先进水平,全市具有国际水平的龙头企业超过30家,累计拉
14、动社会资本超过2500亿元,氢燃料电池整车产能超过10万辆,氢能产业产值突破2000亿元,成为中国重要的氢能高端装备制造基地。(2)技术创新目标。到2035年,氢能产业关键技术与应用达到世界领先水平,力争实现氢燃料电池单堆功率300kW,比功率密度7.0kW/L,成本低于500元/kW,关键部件本地化率达到100%,成为中国氢能产业创新策源地。(3)应用推广目标。到2035年,全市氢燃料电池车辆(含公交车、乘用车、重型卡车、牵引车、环卫车等)保有量达到57000辆以上,氢燃料电池船舶保有量达到500艘以上,氢燃料电池轨道交通车辆保有量达到30辆以上,分布式发电系统、备用电源、热电联供系统装机容
15、量达到 200MW,加氢站80座以上。三、发展重点围绕制氢和用氢两个环节,加快推动制氢、储(运)氢、加氢等相关装备产业发展,着力发展燃料电池关键零部件及系统集成,积极推动燃料电池汽车、船舶、轨道交通、氢能分布式供电、港口机械、无人机等装备产业发展,带动氢能产业成链发展、集群发展。(一)氢气制备。1.氢气制取。近期(20202025年),重点以现有化工企业的工业副产氢资源为基础,发展氢气提纯,挖掘高纯氢气产能;同时积极开展风电、核能等可再生能源电解水制氢试点示范,推动规模化、绿色化、低成本的可再生能源制氢技术突破。远期(20252035年),在风电、核能等可再生能源电解水制氢试点示范基础上,充分
16、利用已有的海上风电站、核能站等开展大规模可再生能源制氢,进一步降低制氢产业对化石能源的依赖。2.氢气制取装备。近期(20202025年),重点发展石化装置副产氢变压吸附提纯装备、氢气纯度检测设备,同时开展PSA 吸附剂、控制阀组、选择性透氢膜、传感器等制氢关键材料和零部件的研发和生产。远期(20252035年),重点开展风能电解水制氢装置、核能电解水制氢装置、太阳能光解制氢和热分解制氢装备等制氢相关设备及关键材料和零部件的研发和生产,提升核心装备制造能力,逐步实现工艺及设备的本地化生产,进一步降低制氢成本。图1 氢气制备产业路线图(二)氢气储运。1.储氢装备。近期(20202025年),重点发
17、展70Mpa以上高压气态储氢装备和低温液态储氢装备,同时开展有机液态储氢、合金固态储氢等储氢材料的研发和生产。远期(20252035年),积极发展氢气液化装备、大容积液氢存储罐、液氢运输及加注设备等储氢装备,同时开展有机液体储氢材料、多孔碳氢气吸附存储材料、多孔聚合物氢气吸附存储材料的研发和生产。2.加氢站装备。近期(20202025年),重点发展氢气压缩机、超高压阀门、减压阀门、调节阀门、气动阀门、安全阀门、气体增压泵、压力传感器等加氢站关键零部件。远期(20252035年),重点发展加氢站用储氢瓶、氢气加注机、调压装置、干燥系统等零部件,开发移动式高压(满足35MPa、70MPa加注要求)
18、加氢站系统集成关键装备。(三)氢燃料电池。1.氢燃料电池电堆。近期(20202025年),重点发展低成本、大功率的氢燃料电池电堆及规模化生产;加快培育发展石墨双极板、金属双极板,突破技术瓶颈;积极发展低铂、高反应效率的膜电极,并实现批量化生产;重点突破气体扩散层规模化生产瓶颈。远期(20252035年),重点发展高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造的氢燃料电池电堆;着力发展低成本金属双极板、复合双极板;加快培育发展高性能低成本膜电极,推进本地化和规模化发展;重点支持部分氟化、无氟化、复合质子交换膜的研发和生产;着力开发新型高稳定、高活性的低铂或非铂催化剂等低成本催化剂,并实现量化生产
19、;大力发展气体扩散层,实现高性能气体扩散层碳纸等关键材料的本地化生产。2.氢燃料电池辅助系统。近期(20202025年),重点发展基于气浮轴承的离心式空气压缩机、回氢引射装置、膜增湿器、适用于商用车大功率大电流DC/DC变换器,大力发展大功率高性能氢燃料电池电堆测试平台及大功率高性能系统、空压机、循环泵测试平台。远期(20252035年),重点发展涡轮增压离心式空气压缩机、循环引射一体控制的高效氢气循环系统、集成空气热管理系统的高效低成本模增湿器、自增湿技术的空气供应系统、基于本地关键功率模组开发的低成本大功率大电流DC/DC变换器,大力发展与汽车测试标定体系完全接轨的大功率高性能电堆测试平台
20、、系统及空压机、循环泵测试平台。(四)氢能应用。1.氢燃料电池汽车。近期(20202025年),重点发展氢燃料电池公交车、客车、物流车、环卫车、工程作业车、叉车等商用车,前瞻布局乘用车,推动氢燃料电池整车供氢系统、动力系统以及电机系统、电控系统、电驱系统的研发与制造。远期(20252035年),重点发展氢燃料电池轿车、SUV/MPV等乘用车及智能网联氢燃料电池汽车。2.氢燃料电池船舶。近期(20202025年),重点发展内河、内湖和近海的氢燃料电池旅游船和公务船舶,推动船用氢燃料电池电堆、船用氢燃料电池系统集成、船用氢燃料电池监控装置、船用有机液体制氢装置的研发与制造。远期(20252035年
21、),重点发展氢燃料电池港区作业船舶、渔船、客船、游艇等。3.氢燃料电池轨道交通。近期(20202025年),重点发展氢燃料电池有轨电车,推动氢燃料电池/超级电容混合动力牵引与控制、大功率氢燃料电池系统集成与效率优化控制、氢燃料电池/超级电容混合动力能量管理、混合动力100%低地板有轨电车模块化设计与系统集成的研发与制造。远期(20252035年),重点发展氢燃料电池城际列车、高速动车等。4.其他应用领域。近期(20202025年)重点发展氢燃料电池备用电源以及氢燃料电池热电联供系统等分布式发电装备,实现在通讯基站、商业楼宇、居民住宅等领域的推广应用。远期(20252035年)重点发展氢燃料电池
22、无人机、氢燃料电池港口机械、氢能储能(调峰发电)系统等。四、空间布局根据现有氢能产业发展基础,按照全产业链协同、差异化和集群化发展的要求,以高新区为载体,引导产业要素资源向相应区块集聚发展,形成“一廊三园七区”的氢能全产业链空间布局新格局。(一)一廊:高新区氢能技术研发走廊。“一廊”即以英歌石中科院大学能源学院为起点,途经新源动力、海事大学、理工大学,终点至中科院中科院化物所的集氢能技术研发、设计及中试为一体的高新区氢能技术研发走廊,通过引进培育国际一流的氢能技术研究机构、重点实验室、中试平台、国家级检测认证平台等,着力突破氢能基础理论与共性技术、氢燃料电池及关键材料、高效绿色制氢技术、氢气储
23、运技术和氢燃料电池系统应用技术等关键核心技术,努力打造辐射全国氢能产业发展的创新策源地。(二)三园:氢能产业专业制造园。1.保税区氢能汽车产业园。依托保税区的汽车产业基础,通过引进国内外知名整车及燃料电池配套企业,重点发展氢燃料电池客车、智能网联汽车等整车产品及燃料电池电堆、动力系统等关键零部件。2.新工业团地国际氢能汽车产业园。依托地方发展合作示范区新工业团地片区,着重引进燃料电池汽车及配套领域先进企业,重点发展氢燃料电池乘用车及电堆、辅助系统等关键零部件。3.氢能专用车产业园。依托新区汽车产业基础,通过吸引本地相关燃料电池配套企业,重点发展燃料电池公交车、客车、物流车、环卫车、工程作业车、
24、叉车等专用车整车产品及燃料电池电堆、动力系统等关键零部件。(三)七区:氢能产业集聚区。1.区燃料电池测试及装备制造产业集聚区。依托产业集聚区装备制造基础,重点发展氢燃料电池电堆设备(膜电极、双极板等)、氢燃料电池动力系统设备(空气压缩机、循环泵、回氢引射装置、膜增湿器)、氢燃料电池及汽车智能化系统及生产线、氢燃料电池测试设备。2.氢能轨道交通产业集聚区。依托口区轨道交通产业基础,重点发展氢燃料电池有轨电车、城际列车、高速动车等轨道交通装备及关键零部件。3氢能新材料产业集聚区。依托经济区国家高技术产业新材料基地,通过引进国内外氢能材料企业,重点发展储氢材料(合金材料、碳纤维材料)、燃料电池电堆材
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