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        上海推動氫能產業融合集群發展路徑研究

        綠色觀察者發布時間:2024-05-16 14:48:20  作者:尚勇敏

          氫能是一種清潔零碳的二次能源,被稱為“21世紀的終極能源”。氫能產業作為一種重要的戰略性新興產業,是全球綠色低碳科技競爭的關鍵領域,也是上海推動綠色低碳轉型的關鍵抓手,其對于推動上海市能源體系轉型、“雙碳”戰略目標實現以及也發揮著舉足輕重的作用。氫能產業鏈、創新鏈十分復雜,上游氫能制備包括電解水制氫、化石能源制氫、工業副產氫、可再生能源制氫等,中游氫能儲運包括液氫儲運、高壓儲運、固態儲運、有機液態儲運以及氫加注等環節,下游氫能應用包括交通、建筑、工業、電力等領域,以及氫燃料、氫化工、氫發電等重要場景,這使得氫能產業高度依賴產業鏈與創新鏈融合,以及城市間、產業創新主體間的協同布局與集群發展。

          上海作為我國氫能科技創新與產業創新高地,在氫能產業科技創新、產業融合集群發展上具有獨特優勢。但長期以來,關鍵核心技術缺乏、缺乏跨區域產業分工協作、產業國際競爭力不強等問題依然明顯。為此,有必要發揮自身優勢,推動上海市內氫能產業融合集群發展,并聯動長三角周邊城市,共同打造跨區域氫能產業融合發展集群,加快構建形成具有全球競爭力的氫能產業體系,以更好完成搶占綠色經濟全球產業競爭制高點的重要使命。

        圖1 氫能產業鏈圖

          一、上海推動氫能產業融合集群發展的成效
         

          (一)全產業鏈條布局促進產業融合發展

          上海是我國氫能產業的先行者,氫能產業基礎優越,經過多年的不斷發展,聚集了一大批氫能產業企業。根據氫能產業大數據平臺顯示,截至2023年9月,上海市擁有氫能企業148家,位居全國各省市的第四位、各城市首位;擁有已運營加氫站13座,已規劃和在建分別63座和7座,總計位居全國各省市第三位、各城市首位;氫燃料電池汽車保有量1370輛,僅次于廣東省,但位居全國各城市首位。同時,上海市擁有氫制備產能58.4萬噸,用氫企業擁有合成甲醇產能100萬噸、石油精煉產能2700萬噸、合成其他28萬噸;在技術裝備環節,上海擁有壓縮機等各類項目總數僅次于廣東省,位居全國各城市首位。

        圖2 全國加氫站及氫燃料電池汽車保有量分布資料來源:根據氫能產業大數據平臺檢索所得(檢索時間2023年9月14)。注:部分省市尚無氫燃料電池汽車,故數據為零。

          (二)多領域推進氫能創新水平持續提升

          上海在氫能技術創新領域具有長期的積累,在研發型企業、科研機構、研究人員、公共平臺等方面具有較為深厚的基礎。經過多年積累,上海氫能核心技術與關鍵產品不斷突破,如復旦大學建成中國第一條具有自主知識產權的水系離子電池生產線,上海氫晨研制成功全球最大功率的燃料電池電堆,上海電氣在迪拜承擔建設全球最大的光熱電站。上海已基本掌握氫制取、儲運、加注、燃料電池系統集成等重要技術與工藝,在燃料電池汽車技術保持國內領先,大功率電堆等達到國際先進水平,并在交通、工業、能源等氫能應用領域開展前瞻性布局研究。上海在制氫、儲氫、運氫加氫、用氫四個環節的專利數量均在長三角41城市中位居首位,技術創新引領優勢明顯。

          (三)多尺度打造產業融合集群發展效應

          圍繞氫能產業融合發展需求,上海市依托氫能產業全產業鏈優勢,推進氫能創新、產業、資金、人才等多鏈條深度融合,以及氫能產業制造+服務融合,并布局了一大批氫能產業公共服務企業。且上海市氫能產業公共服務鏈條健全,涉及工程建設、檢測與認證、科研機構、咨詢服務及其他相關服務領域,有助于為上海市氫能產業提供全鏈條服務。此外,上海市圍繞氫能產業各環節形成了多個特色的氫能產業集聚區,《上海市氫能產業發展中長期規劃(2022-2035年)》提出打造“南北兩基地、東西三高地”的氫能產業空間布局。上海還積極與長三角其他城市聯動打造長三角氫能產業集群,早在2019年,長三角三省一市就聯合發布《長三角氫走廊建設發展規劃》,著力于打造長三角城市群城際間帶狀及網狀加氫基礎設施,以及氫能與燃料電池汽車產業經濟帶。上海還依托自身氫能產業與創新優勢,積極推動與長三角其他城市氫能技術創新合作,通過緊密合作構建區域一體化下的產業集群、創新集群。

          (四)全方位提供產業發展政策資金支持

          近年來,上海市積極出臺氫能產業支持政策。截至2023年9月,上海市已出臺23項氫能產業相關支持政策,政策數量位居全國第5,涉及實施意見、財稅政策、發展規劃、指導意見、管理辦法、政策措施等,這為上海推動氫能產業發展提供了重要保障。上海還積極強化對氫能產業融合集群發展的財政與金融支持,設立各類財政專項資金,發揮財政資金支持的引導作用;并積極發揮社會金融資本對氫能產業發展的作用,通過天使投資引導基金、創業投資引導基金、“浦江之光”行動等,為氫能產業企業投融資、科創板上市提供保障。

         

        圖3 中國各省市氫能產業各領域政策分布資料來源:根據氫能產業大數據平臺檢索所得(檢索時間2023年9月14)。


          二、上海推動氫能產業融合集群發展面臨的問題

          (一)關鍵技術與國際先進水平仍有差距

          上海作為長三角乃至我國氫能產業創新中心,在氫能產業創新發展上具有較強的引領作用。然而,上海在氫能領域關鍵技術的國內優勢不明顯,與國際領先水平有差距。上海在質子交換膜、高強度纏繞碳纖維、聚合物氣瓶內膽、氣氫密封材料、催化劑等關鍵原料,以及液氫儲運技術、液氫技術、液氫工廠、加氫機、氫氣壓縮機、膜電極噴涂設備等關鍵設備與核心零部件與國際先進水平仍有較大差距。

          (二)缺乏競爭力強的龍頭企業

          產業融合集群發展需要有具有行業影響力的龍頭企業。上海在氫能產業領域已形成了一批具有影響力的龍頭企業,在2022年11月,第二屆氫能國際主題峰會發布2022全球氫能企業top100榜單,分別評選出國外top50和國內top50,在入選的國內50家氫能企業中,上海共有7家企業入圍,數量領先于北京(6家)、成都(3家)、嘉興(3家)、蘇州(3家)等。然而,上海的氫能企業規模相對偏小,有部分為初創企業。如上海重塑、上海舜華、上海治臻等最新公開發布營業收入數據分別為7.66億元(2019)、1.04億元(2019)、2.23億元(2021)。具有行業影響力和世界影響力龍頭企業的缺失,限制了上海氫能產業鏈資源整合,也不利于實現產業鏈與創新鏈共融,以及產業鏈價值鏈耦合發展。

          (三)跨區域產業與創新協同不足

          上海推動氫能產業融合集群發展也離不開長三角各地的支持與協同,需要依托長三角各地氫能產業協同創新。上海積極整合長三角地區氫能資源,構建區域協同的供氫網絡,并積極推動氫能運輸“網絡化”,積極拓展區域一體化下的氫能產業應用場景。然而,從氫能產業專利合作與專利轉讓的空間尺度看,上海氫能產業專利合作主要集中在城市內部;其中,城市內部氫能產業專利合作占87.9%、城市內部技術轉讓占56.3%,均遠高于長三角平均水平70.9%和46.0%。這反映出上海推動氫能產業產學研合作仍然主要局限在城市內部,加快聯動長三角其他城市,構建區域一體化下的氫能產業協同創新網絡,以更好支持上海氫能產業融合集群發展迫在眉睫。

        圖4 長三角不同空間尺度的氫能專利合作及專利轉讓占比資料來源:根據incopat專利數據庫進行專利檢索所得。注:部分城市未發生氫能專利合作及專利轉讓事件,故數據為零或未體現。

          (四)氫能產業應用仍然相對薄弱

          上海依托良好的氫能產業發展基礎,形成了良好的氫能產業應用生態,以及豐富而廣泛的應用場景,形成全產業鏈布局。然而,當前上海氫能產業應用仍然相對薄弱,不利于氫能產業融合集群發展。一方面,上海氫能產業發展重點仍集中在制氫、儲運氫等中上游環節,對下游氫能應用發展仍然不夠,對氫能消費市場開拓仍然不足,導致氫能用戶少,難以為氫能產業發展提供足夠的正反饋,并可能抑制氫能技術的發展;尤其是在儲能、發電等領域應用仍然比較薄弱,這也不利于更好為經濟發展提供更好的支撐。另一方面,上海氫能基礎設施建設仍然相對滯后,難以滿足豐富氫能應用場景的需求,制氫、儲運氫、加氫環節成本仍然居高不下,影響著氫能大規模商業化。

          三、上海推動氫能產業融合集群發展的實施路徑

          (一)加快推進創新鏈、產業鏈、資金鏈、人才鏈“四鏈”深度融合

          上海應圍繞氫能產業鏈積極部署創新鏈,聚焦提升氫能產業基礎創新水平以及產業鏈現代化水平,著力打造多個氫能產業融合集群發展基地,構建成體系、多板塊的氫能產業融合集群發展生態圈;并大力提升氫能產業科技創新能力,加強氫能短板補鏈、優勢領域延鏈、前沿領域構鏈。同時,要圍繞氫能創新鏈與產業鏈的資金需求,加大對氫能產業發展的財政補助資金支持力度,大力支持氫能產業融資,鼓勵各類金融機構對氫能產業提供支持,強化天使基金、創業基金對氫能創新企業投資。此外,要圍繞氫能產業鏈與創新鏈人才需求,鼓勵高校設置相關專業,加大氫能人才培養,拓寬人才引進通道,培育高素質氫能領域專業技術人才隊伍。

          (二)加快推進產業鏈上、中、下游融合發展

          氫能產業發展依賴上游氫制備、中游氫儲運和加注、下游氫應用多個環節的融合和聯動發展。上海應依托自身科技資源、人才資源聚集及廣闊市場等優勢,聯動長三角地區廣闊的氫能產業鏈基礎、應用場景需求等,強化政策引領和產業培育,推動氫能技術創新、示范應用和產業發展,積極全產業鏈布局發展,構建全產業鏈布局體系。

          (三)加快推動信息化與產業化融合發展

          近年來,信息化與工業不斷融合,大量研究指出,數字化轉型將為氫能產業按下“加速鍵”。上海應積極推進數字技術與氫能產業深度融合,通過數字化賦能氫能產業,提升行業規?;潭?,提升企業管理效率,推行全產業鏈數字化進程,提升氫能產業基礎高級化、產業鏈現代化水平。同時,積極引入氫元宇宙理念,通過構建全產業鏈場景數字孿生平臺,破解氫能產業各場景的生產管理、運營協同難題,通過氫能產業數字化強化氫能產業管理,促進氫能產業技術迭代。

          (四)加快推動氫能產業與服務的深度融合

          上海推進氫能產業發展,還需要打造完善、高效的服務體系。為此,上海要圍繞氫能產業鏈各環節需求,積極完善氫能檢測認證、中試車間、示范運營、應用場景等氫能服務,培育一批服務機構,建設一批公共服務平臺,開展一批綜合服務試點,以進一步提升上海氫能產業融合發展水平。

          (尚勇敏 上海社會科學院生態與可持續發展研究所副研究員)摘編自:周馮琦、程進、胡靜主編:《上海資源環境發展報告(2024):建設人與自然和諧共生的美麗上?!?,社會科學文獻出版社2024年2月出版。

          來源:綠色觀察者


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