7月初，一輛氫動力公交車駛入位于臨港新片區平霄路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化加氫服務的西上海油氫合建站，每天向園區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業落地的縮影。
近日，上海正式印發氫能產業發展中長期規劃，提出三年內產業規模突破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業集群，并在全國多地布局打造氫能應用場景，搶占氫能產業新賽道。
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，臨港新片區加快了氫能在交通領域的多場景應用。上海中油申能氫能科技有限公司副總經理薛克鑫告訴記者，目前臨港新片區在營的氫動力公交車有16輛，還有兩輛往返洋山港區的49噸集裝箱重卡。到今年年底，常規氫動力公交車將增至118輛，氫動力土方車將陸續在新片區亮相，國內首創的氫動力中運量t2和t6線數軌列車也將于年內投入使用。
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汽車發動機采用卡諾循環42%左右的熱效率限制，氫氣與氧氣通過電化學反應發電，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，加之調度頻繁，而充電耗時較長，且續航能力會隨之減弱，這也增加了公交車的調度難度。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，免去了頻繁充電的煩惱和續航不足的擔憂，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海化工區的工業副產氫，作為煉化生產的副產品，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，但是經過提純后達到車用氫氣的標準，讓化工副產品的附加值更高。不過，隨著氫燃料電池汽車保有量的增加，工業副產氫將不能完全滿足今后的市場需求。今年，申能能創能源發展有限公司、液化空氣中國和上海化學工業區成立合資公司，將建設上海最大規模的氫氣充裝中心，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，氫能是制取產生的二次能源，通過電解水產生氫氣和氧氣，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，是大規模、長周期儲能的理想選擇，為可再生能源規模化消納提供了解決方案。
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生的氫氣，在生產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。若電解所應用的電力是來源于光伏、風力等可再生能源，則實現了氫能生產的全鏈條綠色閉環，則被稱為綠氫。申能集團旗下上海申能能創能源發展有限公司(簡稱申能能創)黨委副書記、總經理葉褚華告訴記者，綠氫將廣闊應用于集中式發電、分布式發電、儲能、交通等領域，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展的關鍵環節。
葉褚華表示，我國已是世界上最大的制氫國，年制氫產量約3300萬噸，其中達到工業氫氣質量標準的約1200萬噸。從氫的來源看，我國工業副產氫工藝成熟、成本較低，近期仍將是主要氫源，但從長遠發展看，可再生能源制氫規模潛力更大，更加清潔可持續，隨著成本下降，將成為重要氫源。
加大氫能領先企業投資
國內氫能產業發展之初，上海已率先開始布局氫能產業，申能集團旗下申能能創圍繞“車、站、氣、運”氫能產業鏈開展投資布局，先后投資了包括瑞必科、浙江藍能、氫晨科技、鯤華科技、氫藍時代等在內的氫能行業領先企業。
其中，上海瑞必科擁有先進氫氣提純技術，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制造企業，在45兆帕站用儲氫瓶組、車載供氫系統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，旨在打造華東地區最大的車用氫源供應基地。
“電堆是氫燃料電池汽車‘發動機'，但我國長期依賴進口，成本高昂，占氫燃料電池系統總成本的60%，嚴重制約了我國燃料電池汽車的研發和推廣應用。”葉褚華介紹，為攻克燃料電池“卡脖子”環節，上海氫晨已累計開發了基于h2電堆技術的80千瓦、100千瓦、120千瓦、150千瓦四款具有自主知識產權的車用燃料電池電堆，實現了批量交付，廣泛應用于商用車、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技術和單堆230千瓦的大功率電堆，是當前全球最大功率的燃料電池電堆，標志著我國燃料電池技術進入世界先進行列。
此外，申能集團還積極加快在國內其他地區的發展，探索在山西長治等工業副產氫資源豐富、具備良好燃料電池汽車應用場景的地區布局建設“制儲運用”項目，利用內蒙古包頭白云鄂博礦區可再生能源資源，為礦區提供綠電綠氫，打造氫能碳中和綠色工礦示范區。
氫能產業鏈已初步聚集
在“雙碳”目標任務下，我國正加快構建清潔低碳的能源體系。今年以來，我國的氫能發展的頂層設計逐漸明晰，地方氫能產業發展規劃相繼出臺。
3月，國家發改委、國家能源局發布的《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》中多項政策鼓勵對氫能多領域應用。5月，上海印發《上海市氫能產業發展中長期規劃(2022-2035年)》，勾勒出“南北兩基地、東西三高地”產業空間布局，兩基地指金山和寶山兩個氫氣制備和供應保障基地，三高地為臨港、嘉定和青浦三個產業集聚發展高地。
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、世界級氫能產業園、深遠海風電制氫示范基地、零碳氫能示范社區、低碳氫能產業島和零碳氫能生態島。
按照規劃，到2025年，上海市將建設各類加氫站70座左右，培育5—10家具有國際影響力的獨角獸企業，建成3—5家國際一流的創新研發平臺，燃料電池汽車保有量突破1萬輛，氫能產業鏈產業規模突破1000億元，在交通領域帶動二氧化碳減排5—10萬噸/年。
目前，上海在氫能產業發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業項目，總投資超過100億元，臨港新片區已集聚多家氫能上下游企業，國際氫能谷、寶武(上海)碳中和產業園等綠色低碳特色園區正成為上海發力新賽道的重要載體……
上海發展氫能應加大科研投入
不過，業內人士也指出，我國氫能產業仍然處于發展初期，面臨產業創新能力不強、技術裝備水平不高、支撐產業發展滯后等諸多挑戰，尤其是氫燃料電池系統及其關鍵零部件仍存在較強技術壁壘。
上海交通大學安泰經濟與管理學院教授尹海濤表示，目前全國各大省市均陸續出臺氫能規劃，上海的規劃相較之下更注重科技引領作用，尤其重視氫能技術的示范應用，比如生物制氫、工業副產氫、海上風電制氫、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，上海在短期內較難實現氫能的大規模應用。比如交通領域方面，乘用車不是氫能發展的重點，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域。氫能在冶金和化工領域也將會有廣闊的應用前景，但上海在發展這些工業生產方面不占據優勢。”尹海濤認為，上海在氫能布局上更應重視科技創新而非落地應用。從氫能的整個發展的科技產業鏈上來講，中國與其他發達國家仍然存在差距，上海應當發揮科技和金融的優勢，解決卡脖子的技術難題。
電解水制氫技術便是卡脖子難題之一。目前，我國的氫氣來源相當大比例來自化石能源重整制氫(灰氫)，碳排放量比較高，而工業廢產氫的提純技術所需要的工業廢產量大，且運輸成本過高。尹海濤認為，氫能主要應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節。目前業界普遍的觀點是氫能運輸超過200公里不具備經濟性。“我國在儲運技術方面，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，那么大規模的應用才有可能。”他還建議，上海應加大可再生能源制氫技術的研發、和分布式氫能利用商業模式的突破。分布式既解決新能源的消納問題，也解決能源傳輸問題，比如在海上風電產生的綠電，可以通過電解水制氫的方式而非電力形態運回陸地，用于港口重卡、寶武煉鋼和備用電源，這樣可實現全流程的零碳排放。
國家發展改革委高技術司副司長王翔也曾表示，研究制定氫能產業發展規劃和支持政策時，應充分考慮本地區發展基礎和條件，嚴禁盲目跟風、一哄而上，防止低水平重復建設，避免造成基礎設施和資源浪費，嚴禁以建設氫能項目名義“跑馬圈地”，嚴禁在氫能產業規劃制定、投資規模、招商引資、項目建設等方面相互攀比。
