能源革命及氢能源发展
能源清洁利用国家重点实验室
1
一、习总书记在中央财经领导小组第六次会议上
提出推动中国“能源革命”
定向转化与液体燃料制备、微藻固CO 2与制油
生物质能超级电容储能、熔盐储能、热化学储能储能水催化分解、大规模制氢氢能太阳能光伏/光热高效发电太阳能●
以新能源为主的先进能源系统，是能源革命的重要特征●以新能源为主的能源体系，将使人类大大减少甚至摆脱对化石能源的依赖
●
新能源大规模开发和利用成为当前的主要趋势风力发电高性价比、高可靠性风能
能源革命背景
?“十八大”报告:推动我国能源生产和消费革命，控制能
源消费总量，加强节能降耗，支持节能低碳产业和可再生能源发展，确保国家能源安全。
?习近平总书记讲话：“推动能源生产和消费革命是长期战
略，必须从当前做起，加快实施重点任务和重大举措”，“以绿色低碳为方向，分类推动技术创新、产业创新、商业模式创新，……，把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点”
?以绿色低碳为特征的能源技术革命，对于保障我国能源安
全、推动经济社会可持续发展、应对气候变化都具有划时代的意义。
3
能源革命发展思路
革命的要义在于根本性变革，意味着我国能源发展将出现根本性的变化，技术需要颠覆性、突破性的发展。
?实现能源革命，需要从三个方面取得突破：
（1）能源减量革命（通过洁净和高效转化与利用，减少煤炭和石油等传统化石能源消耗）
（2）能源增量革命（增加核能、非常规油气和可再生能源供应）
（3）能源效率革命（通过发展智能电网、分布式能源微网、储能技术等带动整体能源系统效率升级）
?能源新技术的突破往往蕴藏着战略性新兴产业发展机遇，
发展战略性新兴产业，正是实现能源革命的重要途径。
4
现代能源体系建设：十三五能源产业定位和发展目标
?通过实行“能源减量革命”，切实降低煤炭、石油等化
石能源消耗总量及其在能源结构中的比重；
?通过发展非常规油气、核能和可再生能源，推进“能源
增量革命”，加大替代能源在总体能源体系中的贡献，提高其在能源结构中的比重；
?发展智能电网技术、储能技术、分布式能源微网技术，
提高能源系统综合效率，助力“能源效率革命”。
5
中国至2050年能源科技发展路线图
2008年2020年2035年2050年
可
再
生能源
规模发
电技术风力发电技术注：图中所对应的时间表示该技术规模化商业应用的时间
研发高性价比、高可靠性风电机组,突破风力发电大规模利用技术太阳能光伏发电技术重点突破：太阳能电池、光伏发电系统、新概念电池等技术太阳能热发电重点突破：塔式、蝶式和槽式发电等技术海洋能发电技术重点突破：波浪能、潮汐能和潮流能发电等技术深层地热工程化技术重点突破：选址、地下深层采热工艺，以及地热利用环境影响等评估技术生物质发电
重点突破：生物质直燃、混烧和气化发电技术
0.9
444650
锂电池汽油L P G
L N G 氢气
能量密度MJ/kg 氢氧水煤炭碳：85~90%氢：5~6%石油碳：87~90%氢：10~13%天然气碳：75%氢：25%碳：0%氢：100%
H 21208
9
太阳能
风能
回网发电热电联产H 2煤
天然气
医药化工燃料燃料电池系统水电副产氢
汽车重机
氢能来源及应用场景
11 2.1主要发达国家氢能战略
美国：能源部成立氢能与燃料电池办公室，H 2USA氢能基础设施计划
德国：开展Power-to-Gas（P2G）示范项目，H 2Mobility 等计划
日本：明确向“氢能社会”推进国家能源战略
欧盟：燃料电池与氢能联合项目（FCH 2JU）
英国：H 2 Mobility Roadmap路
线路
Mirai CLARITY NEXO
185018901800
175160160
0-100km/h加速时间（s）10109.5
113kW/ 3.1kW/L130kW/ 3.0kW/L95kW/ 2.15kW/L
805
Li-ion: 1.56（40kW）
日本Mirai氢燃料电池汽车
15
德国
日本韩国
英国
美国加利福尼亚
201794座2
56座2
12座2
12座2
40座2
2020160座1400座330座380座100座2030900座11000座1150座3520座
日本加氢站（2015对比2020）德国制氢和加氢站规划加州加氢站及燃料电池
汽车发展规划
国际氢能源供给基础设施发展
1 数据来源：日本经济产业省资源能源厅报告
2 数据来源：https://www.doczj.com/doc/5715080888.html,
3 数据来源：H2 mobility计划
16
2.2 我国氢能产业相关政策
前瞻研
究技术突破产业布局《科技发展“十五”计划和2015年远景规划（能源领域）》重点技术《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》重点发展技术
《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》提出发展车用氢能源
《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》20个重点方向之一
《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》15个重点任务之一
《“十三五”国家科技创新规划》清洁高效能源技术5个重点方向之一
2016.72016.42014.62012.62006.22001.3 2016.11
《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》8项发展任务之一2017.4《汽车产业中长期发展规划》确定了我国燃料电池技术发展路线图
2017.1《能源技术创新“十三五”规划》5个重大能源科技专题之一
《中国制造2025》支持燃料电池技术发展
2015.5《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》
2017.9《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》氢能汽车补贴
2018.2《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》氢能与燃料电池产品列入目录
2018.9
17
央企陆续布局，进入基础设施建设行业各大车企纷纷将产品推向市场
宇通福田金龙
国家能源投资集团由其牵头，国家电网、东方电气、航天科技、中船重工、宝武钢铁、中国中车、三峡集团、中国一汽、东风汽车、中国钢研等央企参与成立中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟
已投资如皋加氢站，正与佛山等地洽谈建设超10座加氢站
中石化
已确定10座油氢混建站选址，正启动1-2座建设东方电气
与成都客车联合研制燃料电池客车并正式运营中广核联合中金前海、清华大学能源互联网研究院发起30亿规模的氢能产业创新投资基金氢能相关企业数量加速增加
2018年5月李克强总理考察日本丰田汽车
省、市氢能产业发展情况
广东佛山云浮产业转移工业园，佛山南海新能源汽车工业园，佛山30亿元的氢能源产业基金
上海发布《上海市氢燃料电池汽车发展规划》和《上海市燃料电池汽车补贴政策》
湖北百亿长江氢能产业基金，氢能源交通制造基地，《武汉经济技术开发区(汉南区)加氢站审批及管理办法》山东济南打造中国氢谷；氢能产业布局遍布全省
江苏江苏如皋氢能小镇，苏州市《苏州市氢能产业发展规划》，全产业链布局
浙江台州氢能小镇
河北可再生能源制氢示范、氢能冬奥会示范，雄安新区氢能城市规划，氢燃料电池发动机生产基地
北京成立氢能产业协同创新平台2+5+N，北汽福田氢能大巴量产1000辆，氢能交通、热电联供示范
安徽安徽六安打造明天氢能产业园
四川弃水电制氢HCNG示范、氢能源有轨电车示范，燃料电池公交示范
辽宁燃料电池商用车队示范，燃料电池研发和生产基地
宁夏银川拟打造氢燃料电池产业基地
福建宁德拟打造氢能汽车产业基地18
19我国氢能产业集群效应初现
?目前正在形成京津
冀、华东、华南、
华中四大产业集群
地带
?
未来四大板块的带
动效应将继续辐射
到全国多个地区，
推动我国氢能与燃
料电池产业的进程
2.3 我国氢能技术发展概况
制氢目标：高效、清洁、低成本
甲醇重整制氢中科院大连化学物理研究所、中国科学院兰州化学
物理研究所等
太阳能规模制氢西安交通大学、大连化学物理研究所等
生物质制氢浙江大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学
厦门大学、中科院化学所等
天然气制氢浙江大学、中科院大连化学物理研究所等
储氢目标：安全、高效、高密度、低成本
金属氢化物储氢浙江大学、北京有色金属研究总院、中国
科学院上海微系统与信息技术研究所、南开大学、华南理
工大学、复旦大学等。
优点：氢纯度高、体积储氢密度大、使用安全；
缺点：重量储氢密度低。
应用：氢-油混合燃料大巴、燃料电池氢源系统