内容摘要:本研究围绕江苏省氢能产业的发展现状、政策支持体系、产业链构建及重点企业案例展开深入分析,并探讨了氢能在新型电力系统中的协同作用及未来发展方向。江苏省作为中国经济发达省份,能源消费总量大,形成了以煤电为主、新能源快速发展的多元能源格局。截至2024年底,全省发电装机容量突破2亿千瓦,新能源装机占比超40%。在“双碳”目标驱动下,江苏积极推动绿电交易和氢能产业发展,出台多项支持政策,初步构建了涵盖制氢、储运、应用的完整氢能产业链。本研究指出,江苏在氢能技术创新、产业集群建设及示范应用方面取得显著进展,但氢能产业的发展仍面临多重挑战:省内可开发的风光资源紧缺,电价高昂,可再生能源就地消纳制氢生产成本高、储氢技术与管理仍存在政策障碍、产学研融合有待提升。未来,江苏应促进政产学研深度融合、助力核心技术创新、优化政策支持、加强区域协同、打造具有国际竞争力的氢能产业集群,为“双碳”目标和能源结构转型提供支撑。 关键词:新能源;氢能产业;江苏省;能源转型 一、江苏能源格局与氢能发展背景 (一)江苏能源格局 2024年江苏省全社会用电量首次突破8000亿千瓦时,达到8487亿千瓦时,同比增长8.4%。江苏省作为我国经济最发达省份之一,能源消费总量大、增速快,能源安全保障压力显著。经过多年发展,江苏已形成以煤电为主体、外来电为补充、新能源快速发展的多元化能源供给体系。截至2024年12月底,江苏全省发电装机容量突破2亿千瓦,达到20409.3万千瓦,同比增长14.1%,位居全国前列。 江苏的发电装机主要由火电、新能源发电、核电等组成。在这一装机结构中,煤电仍然占据主导地位,火电(煤电8156.1万千瓦、燃气2149.9万千瓦)10952.2万千瓦、占全省发电装机总量的53.66%,较“十三五”末降低17.7个百分点,是保障全省能源安全的"压舱石"。风光新能源增长势头强劲,装机8486.2万千瓦、占全省发电装机总量的41.6%,较“十三五”末升高18.7个百分点;核电660.8万千瓦、占全省发电装机总量的3.2%;水电310.1万千瓦、占全省发电装机总量的1.5%。 从电力供应来源看,江苏省区外来电占全社会用电量的比重约为20%,96%以上的煤炭、99%以上的油气由省外输入,一次能源对外依存度较高。 为进一步优化能源结构,促进绿色低碳发展,江苏发布《关于大力实施绿电“三进”工程提高绿电交易和消纳水平的通知》(以下简称《通知》),大力实施“绿电进江苏”“绿电进园区”“绿电进企业”三大工程。根据规划,到2027年,江苏省区外来电通道输电能力将达到约4600万千瓦,可再生能源接网消纳规模达到约1.3亿千瓦。关于"绿电进江苏"工程,到2027年区外输电通道中可再生能源电量比例将达到60%以上,力争江苏省绿电交易供应电量达到约400亿千瓦时,比2024年增加约3倍。这种电力供应格局既保障了江苏经济社会发展的用能需求,也形成了较强的区域能源依赖性。 在新能源装机方面,截至2024年10月底,风电、太阳能、生物质装机规模占新能源装机规模比重分别为28%、67%、5%。 江苏是全球海上风电装备综合产能最大的基地之一。仅盐城一地,海上风电整机产能就占全国40%以上,已形成涵盖“研发设计—装备制造—资源开发—运维服务”的风电全产业链。在风电产业快速发展的带动下,江苏海上风电装机规模超1180万千瓦,连续多年位居全国第一。 江苏光伏产业全球领先。省工信厅统计数据显示,2023年江苏太阳能电池产量达175吉瓦时,同比增长15.63%,占全国产量比重达32%。今年前10个月,江苏分布式光伏净增装机规模超1400万千瓦,位居全国第一,月均增量超140万千瓦。 科学引导新能源并网消纳和高效配置,更好促进了江苏新能源发展。在电源侧,江苏已完成125台燃煤机组深度调峰能力验证,提升新能源消纳能力1348万千瓦。在储能侧,江苏电网新型储能总装机规模已超500万千瓦。 十年来,江苏省在经济总量接近翻了一番的同时,单位GDP能耗、碳排放强度分别下降26.4%、30.9%左右,显示了经济增长与节能减排的协同推进。 (二)氢能的重要定位和作用 氢能在作为一种清洁高效的二次能源载体,具有来源多样化、终端零排放、能量密度高等显著优势,能够助力解决当前能源系统面临的低碳转型挑战。氢能未来有三个重要发展方向:作为一种能源形式、作为一种能量储存器与作为不同能源行业耦合的一个重要媒介。具体而言,它有以下定位: 助力工业领域深度脱碳。氢能通过两种路径推动工业深度脱碳:一方面作为清洁还原剂,在钢铁冶炼中替代焦炭实现直接还原铁工艺,可使吨钢碳排放显著降低;另一方面作为高热值燃料,为工业生产提供高温热源,替代传统的煤炭和天然气燃烧供热。以合成氨行业为例,采用绿氢替代天然气制氢,单条百万吨级 生产线年减排可达200万吨CO2。 作为交通领域新能源。氢能以其诸多优异的性能而具有成为未来交通领域新能源的巨大潜力。以氢燃料电池为例,相比纯电动技术,它在诸多场景具有明显优势。首先是充能快:加氢只需要3-5分钟,与燃油车相当,比现有纯电动汽车快许多;其次是续航能力强:氢燃料电池汽车直接将化学能转化为电能,不受卡诺循环的影响,实际能量转化效率能达到60%~80%之间,且其能量的密度大约是汽柴油的2-3倍,是现在主流电动车锂离子电池的10倍,故其具有极强的续航能力,5公斤的氢储量可以支持氢燃料电池行驶400公里。最后是环保效力高:氢燃料电池燃烧产物只有H2O,若能控制氢能来源的低碳排,则可实现与现有燃油车相比极大的减排效果。 为能源系统提供灵活性保障。氢能为提升能源系统灵活性提供了创新解决方案。随着可再生能源占比提升,因以风光为代表的现有新能源有稳定性不足的缺点,电力系统面临日益突出的供需平衡挑战。氢能通过两种模式增强系统灵活性:一是作为大规模储能介质,通过"电-氢-电"转换实现跨季节能量调配;二是作为多能耦合的枢纽,促进电力、热力、燃料等多种能源形式的协同优化。 以氢储能为例。储能作为一种重要的可调度灵活性资源,可以很好地应对新能源出力的波动性,并减小电力系统的负荷峰谷差。相比于现有的主要储能技术——热储能与电储能——氢储能在时空两方面均优势巨大。现有各类储能方式在长时储能上多有明显的局限,而相比之下氢能长时储能损失小,时间优势大;相较于抽水蓄能和压缩空气储能等大规模储能技术,氢储能不需要特定的地理条件且不会破环生态环境;氢储能可采用长管拖车、管道输氢、天然气掺氢、特高压输电-受端制氢和液氨等方式,不受输配电网络的限制,可以实现大规模、跨区域调峰;氢储能能量密度大,单位质量储能能力明显高于其他储能方式。 区域协调发展的新型纽带。氢能为区域能源资源优化配置提供了新思路。我国"三北"地区可再生能源资源丰富,但存在严重的弃风弃光问题。通过发展"可再生能源制氢+氢能消纳"的模式,可以实现能源资源的高效利用。例如,在西北地区建设风光氢一体化项目,将绿电转化为绿氢后,通过管道或专用运输工具输送至东部负荷中心。 二、氢能产业发展现状及关键问题 (一)江苏新能源与氢能政策支持体系 江苏省一直重视氢能产业的发展,《江苏省“十四五”可再生能源发展专项规划》将氢能纳入可再生能源发展规划,明确其在能源转型中的重要地位。 江苏省先后发布《江苏省氢能产业发展中长期规划(2024-2035年)》和《加快推进新能源产业集群高质量发展行动方案》,明确将氢能、光伏、风电等列为重点方向,构建“制储运加用”全产业链体系,并提出打造“科技创新前沿化、装备制造高端化、场景应用多元化”的氢能产业高地。政策规划苏南地区为技术创新策源地,苏中苏北地区为核心产业联动协作区,沿海地区重点发展“风光氢储”一体化应用,形成区域协同发展格局。 江苏省对氢能产业提出了明确的发展目标,到2027年氢能产业规模突破1000亿元,推广燃料电池汽车超1万辆,建设加氢站100座以上;到2030年,绿氢成为供氢增量主体,氢气成本显著下降。新能源产业集群目标包括培育10家行业领军企业、100家国家级“小巨人”企业,推动盐常宿淮光伏国家先进制造业集群建设。技术研发聚焦电解槽、燃料电池等关键装备技术,推动氢能在交通、能源、工业等领域的应用,如氢冶金、氢储能及船舶燃料电池示范。 江苏省在财政税收上也大力支持氢能发展,江苏省将新能源列入“三首两新”(首台套、首批次、首版次)重点领域,加大首购首用政策支持,推荐申报国家首台套目录,并对绿氢生产企业探索成本补贴机制。省级层面通过战略性新兴产业发展、碳达峰碳中和科技创新、工业和信息产业转型升级等专项资金,加大对氢能领域的扶持力度。同时,省级层面滚动实施重大技术攻关项目,支持链主企业参与国家专项,推动产学研联合攻关,例如设立省前沿技术研发计划和科技重大专项中的“氢能赛道”。 基础设施建设方面,江苏省允许在非化工园区建设制氢加氢一体站,优先布局高速公路、港口物流等区域加氢设施,降低制氢准入门槛。江苏省鼓励各地在国土空间规划中统筹考虑加氢基础设施布局,支持利用现有加油站、加气站等建设加氢设施。同时,积极推动风光发电制氢与储运体系整合,试点高压气态、液态储运及管道输氢等多模式。技术创新与标准建设方面,江苏省正在建设省级氢能装备测试认证平台,探索氢能产品试验检测平台建设,提升检测服务水平并填补行业标准空白。 江苏省鼓励各地开展试点工作,在张家港、南通等地开展氢能交通、工业替代等试点,推动氢燃料电池公交车、重卡及船舶应用。省政府支持常州市武进区、苏州市和张家港市建设江苏省未来产业先行集聚发展试点(氢能),鼓励沿海三市打造“可再生能源制氢-储氢-氢能产业耦合试点”,支持连云港打造“石化-核能-氢能产业耦合试点”等,通过试点示范积累经验、引领发展。 (二)氢能产业链关键环节分析(李必垚) 江苏省聚焦氢能技术创新、产业培育、示范应用等环节,将氢能作为未来产业的重点领域进行谋划与布局,已初步构建了涵盖氢气制备和储运、电堆及核心零部件、电池系统、整车制造和加氢站建设运营等较为完整的产业链条,形成国内重要的氢能产业聚集区。截至2023年,江苏省氢能产业链相关企业和机构超过300家,企业数量占全国总数量的8.5%,位居全国第二,氢能产业规模超过200亿元。 1.上游:制氢 氢气制备技术是氢能产业链中的上游关键环节,其核心技术的研发直接影响到氢能的成本、效率和环境友好性。按照制取方式不同,氢气分为灰氢、蓝氢、绿氢3种类型。通过与碳捕集与封存技术(CCS)相结合,可以使灰氢变为蓝氢,从而降低碳排放,但是这将提高氢气的制备成本。 江苏省主要为灰氢,包括化石能源制氢(煤、天然气、甲醇制氢)和工业副产氢(焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢、乙烷裂解等),其中煤制氢比重最高,天然气制氢其次,二者制氢量总计占氢气总产量的90%以上,工业副产氢占比约为8%。 按氢源看,主要来源化工和钢铁行业。化工方面,金陵石化、华昌化工等企业依托成熟的煤制氢装置和技术制取氢气;扬子石化、中海油气(泰州)石化等企业通过天然气制氢;江苏海伦石化制氢环节主要采用甲醇裂解制氢。灰氢产量上,包括煤制氢、天然气制氢、副产氢等,每年氢产能在110万吨左右。钢铁方面,灰氢主要来源于焦炉煤气,经统计全省钢铁企业共有6家钢铁企业存在炼焦环节,合计灰氢产量约18.8万吨。可再生能源制氢方面,苏州竞立、天合氢能等企业在电解水制绿氢方面具有技术优势。受制于成本,目前全省可再生能源制氢场景及应用项目较少。 从制氢装备看,制取绿氢的电解槽设备是当前行业发展风口,江苏省考克利尔竞立(苏州)碱性电解槽出货量占全球50%,南通安思卓新能源在制氢加氢集成设备方面具有良好实践经验,扬州中电制氢设备是国家高新技术企业,天合元氢碱性电解水制氢系统性能国内领先,另外蓝博氢能、海德氢能、大业能源等企业在电解水制绿氢方面具有一定技术优势。 2.中游:储运氢 氢气的储存与运输是氢能产业链中至关重要的环节,直接影响到氢能的经济性和安全性。气态储氢是目前最常用的储氢方式,主要通过将