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上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展路徑研究

綠色觀(guān)察者發(fā)布時(shí)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(chēng)為“21世紀的終極能源”。氫能產(chǎn)業(yè)作為一種重要的戰略性新興產(chǎn)業(yè),是全球綠色低碳科技競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域,也是上海推動(dòng)綠色低碳轉型的關(guān)鍵抓手,其對于推動(dòng)上海市能源體系轉型、“雙碳”戰略目標實(shí)現以及也發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用。氫能產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )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(yè)副產(chǎn)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(tài)儲運、有機液態(tài)儲運以及氫加注等環(huán)節,下游氫能應用包括交通、建筑、工業(yè)、電力等領(lǐng)域,以及氫燃料、氫化工、氫發(fā)電等重要場(chǎng)景,這使得氫能產(chǎn)業(yè)高度依賴(lài)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng )新鏈融合,以及城市間、產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新主體間的協(xié)同布局與集群發(fā)展。

  上海作為我國氫能科技創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新高地,在氫能產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展上具有獨特優(yōu)勢。但長(cháng)期以來(lái),關(guān)鍵核心技術(shù)缺乏、缺乏跨區域產(chǎn)業(yè)分工協(xié)作、產(chǎn)業(yè)國際競爭力不強等問(wèn)題依然明顯。為此,有必要發(fā)揮自身優(yōu)勢,推動(dòng)上海市內氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展,并聯(lián)動(dòng)長(cháng)三角周邊城市,共同打造跨區域氫能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展集群,加快構建形成具有全球競爭力的氫能產(chǎn)業(yè)體系,以更好完成搶占綠色經(jīng)濟全球產(chǎn)業(yè)競爭制高點(diǎn)的重要使命。

圖1 氫能產(chǎn)業(yè)鏈圖

  一、上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展的成效
 

  (一)全產(chǎn)業(yè)鏈條布局促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

  上海是我國氫能產(chǎn)業(yè)的先行者,氫能產(chǎn)業(yè)基礎優(yōu)越,經(jīng)過(guò)多年的不斷發(fā)展,聚集了一大批氫能產(chǎn)業(yè)企業(yè)。根據氫能產(chǎn)業(yè)大數據平臺顯示,截至2023年9月,上海市擁有氫能企業(yè)148家,位居全國各省市的第四位、各城市首位;擁有已運營(yíng)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(chē)保有量1370輛,僅次于廣東省,但位居全國各城市首位。同時(shí),上海市擁有氫制備產(chǎn)能58.4萬(wàn)噸,用氫企業(yè)擁有合成甲醇產(chǎn)能100萬(wàn)噸、石油精煉產(chǎn)能2700萬(wàn)噸、合成其他28萬(wàn)噸;在技術(shù)裝備環(huán)節,上海擁有壓縮機等各類(lèi)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(chē)保有量分布資料來(lái)源:根據氫能產(chǎn)業(yè)大數據平臺檢索所得(檢索時(shí)間2023年9月14)。注:部分省市尚無(wú)氫燃料電池汽車(chē),故數據為零。

  (二)多領(lǐng)域推進(jìn)氫能創(chuàng )新水平持續提升

  上海在氫能技術(shù)創(chuàng )新領(lǐng)域具有長(cháng)期的積累,在研發(fā)型企業(yè)、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(jīng)過(guò)多年積累,上海氫能核心技術(shù)與關(guān)鍵產(chǎn)品不斷突破,如復旦大學(xué)建成中國第一條具有自主知識產(chǎn)權的水系離子電池生產(chǎn)線(xiàn),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(shù)與工藝,在燃料電池汽車(chē)技術(shù)保持國內領(lǐng)先,大功率電堆等達到國際先進(jìn)水平,并在交通、工業(yè)、能源等氫能應用領(lǐng)域開(kāi)展前瞻性布局研究。上海在制氫、儲氫、運氫加氫、用氫四個(gè)環(huán)節的專(zhuān)利數量均在長(cháng)三角41城市中位居首位,技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)優(yōu)勢明顯。

  (三)多尺度打造產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展效應

  圍繞氫能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展需求,上海市依托氫能產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,推進(jìn)氫能創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)、資金、人才等多鏈條深度融合,以及氫能產(chǎn)業(yè)制造+服務(wù)融合,并布局了一大批氫能產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)企業(yè)。且上海市氫能產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)鏈條健全,涉及工程建設、檢測與認證、科研機構、咨詢(xún)服務(wù)及其他相關(guān)服務(wù)領(lǐng)域,有助于為上海市氫能產(chǎn)業(yè)提供全鏈條服務(wù)。此外,上海市圍繞氫能產(chǎn)業(yè)各環(huán)節形成了多個(gè)特色的氫能產(chǎn)業(yè)集聚區,《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2022-2035年)》提出打造“南北兩基地、東西三高地”的氫能產(chǎn)業(yè)空間布局。上海還積極與長(cháng)三角其他城市聯(lián)動(dòng)打造長(cháng)三角氫能產(chǎn)業(yè)集群,早在2019年,長(cháng)三角三省一市就聯(lián)合發(fā)布《長(cháng)三角氫走廊建設發(fā)展規劃》,著(zhù)力于打造長(cháng)三角城市群城際間帶狀及網(wǎng)狀加氫基礎設施,以及氫能與燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟帶。上海還依托自身氫能產(chǎn)業(yè)與創(chuàng )新優(yōu)勢,積極推動(dòng)與長(cháng)三角其他城市氫能技術(shù)創(chuàng )新合作,通過(guò)緊密合作構建區域一體化下的產(chǎn)業(yè)集群、創(chuàng )新集群。

  (四)全方位提供產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策資金支持

  近年來(lái),上海市積極出臺氫能產(chǎn)業(yè)支持政策。截至2023年9月,上海市已出臺23項氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)支持政策,政策數量位居全國第5,涉及實(shí)施意見(jiàn)、財稅政策、發(fā)展規劃、指導意見(jiàn)、管理辦法、政策措施等,這為上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要保障。上海還積極強化對氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展的財政與金融支持,設立各類(lèi)財政專(zhuān)項資金,發(fā)揮財政資金支持的引導作用;并積極發(fā)揮社會(huì )金融資本對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用,通過(guò)天使投資引導基金、創(chuàng )業(yè)投資引導基金、“浦江之光”行動(dòng)等,為氫能產(chǎn)業(yè)企業(yè)投融資、科創(chuàng )板上市提供保障。

 

圖3 中國各省市氫能產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域政策分布資料來(lái)源:根據氫能產(chǎn)業(yè)大數據平臺檢索所得(檢索時(shí)間2023年9月14)。


  二、上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展面臨的問(wèn)題

  (一)關(guān)鍵技術(shù)與國際先進(jìn)水平仍有差距

  上海作為長(cháng)三角乃至我國氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新中心,在氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展上具有較強的引領(lǐng)作用。然而,上海在氫能領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的國內優(yōu)勢不明顯,與國際領(lǐng)先水平有差距。上海在質(zhì)子交換膜、高強度纏繞碳纖維、聚合物氣瓶?jì)饶?、氣氫密封材料、催化劑等關(guān)鍵原料,以及液氫儲運技術(shù)、液氫技術(shù)、液氫工廠(chǎng)、加氫機、氫氣壓縮機、膜電極噴涂設備等關(guān)鍵設備與核心零部件與國際先進(jìn)水平仍有較大差距。

  (二)缺乏競爭力強的龍頭企業(yè)

  產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展需要有具有行業(yè)影響力的龍頭企業(yè)。上海在氫能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已形成了一批具有影響力的龍頭企業(yè),在2022年11月,第二屆氫能?chē)H主題峰會(huì )發(fā)布2022全球氫能企業(yè)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(yè)中,上海共有7家企業(yè)入圍,數量領(lǐng)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(yè)規模相對偏小,有部分為初創(chuàng )企業(yè)。如上海重塑、上海舜華、上海治臻等最新公開(kāi)發(fā)布營(yíng)業(yè)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(yè)影響力和世界影響力龍頭企業(yè)的缺失,限制了上海氫能產(chǎn)業(yè)鏈資源整合,也不利于實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng )新鏈共融,以及產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值鏈耦合發(fā)展。

  (三)跨區域產(chǎn)業(yè)與創(chuàng )新協(xié)同不足

  上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展也離不開(kāi)長(cháng)三角各地的支持與協(xié)同,需要依托長(cháng)三角各地氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng )新。上海積極整合長(cháng)三角地區氫能資源,構建區域協(xié)同的供氫網(wǎng)絡(luò ),并積極推動(dòng)氫能運輸“網(wǎng)絡(luò )化”,積極拓展區域一體化下的氫能產(chǎn)業(yè)應用場(chǎng)景。然而,從氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利合作與專(zhuān)利轉讓的空間尺度看,上海氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利合作主要集中在城市內部;其中,城市內部氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利合作占87.9%、城市內部技術(shù)轉讓占56.3%,均遠高于長(cháng)三角平均水平70.9%和46.0%。這反映出上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作仍然主要局限在城市內部,加快聯(lián)動(dòng)長(cháng)三角其他城市,構建區域一體化下的氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng )新網(wǎng)絡(luò ),以更好支持上海氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展迫在眉睫。

圖4 長(cháng)三角不同空間尺度的氫能專(zhuān)利合作及專(zhuān)利轉讓占比資料來(lái)源:根據incopat專(zhuān)利數據庫進(jìn)行專(zhuān)利檢索所得。注:部分城市未發(fā)生氫能專(zhuān)利合作及專(zhuān)利轉讓事件,故數據為零或未體現。

  (四)氫能產(chǎn)業(yè)應用仍然相對薄弱

  上海依托良好的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎,形成了良好的氫能產(chǎn)業(yè)應用生態(tài),以及豐富而廣泛的應用場(chǎng)景,形成全產(chǎn)業(yè)鏈布局。然而,當前上海氫能產(chǎn)業(yè)應用仍然相對薄弱,不利于氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展。一方面,上海氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)仍集中在制氫、儲運氫等中上游環(huán)節,對下游氫能應用發(fā)展仍然不夠,對氫能消費市場(chǎng)開(kāi)拓仍然不足,導致氫能用戶(hù)少,難以為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供足夠的正反饋,并可能抑制氫能技術(shù)的發(fā)展;尤其是在儲能、發(fā)電等領(lǐng)域應用仍然比較薄弱,這也不利于更好為經(jīng)濟發(fā)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(mǎn)足豐富氫能應用場(chǎng)景的需求,制氫、儲運氫、加氫環(huán)節成本仍然居高不下,影響著(zhù)氫能大規模商業(yè)化。

  三、上海推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展的實(shí)施路徑

  (一)加快推進(jìn)創(chuàng )新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈“四鏈”深度融合

  上海應圍繞氫能產(chǎn)業(yè)鏈積極部署創(chuàng )新鏈,聚焦提升氫能產(chǎn)業(yè)基礎創(chuàng )新水平以及產(chǎn)業(yè)鏈現代化水平,著(zhù)力打造多個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展基地,構建成體系、多板塊的氫能產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展生態(tài)圈;并大力提升氫能產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng )新能力,加強氫能短板補鏈、優(yōu)勢領(lǐng)域延鏈、前沿領(lǐng)域構鏈。同時(shí),要圍繞氫能創(chuàng )新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的資金需求,加大對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財政補助資金支持力度,大力支持氫能產(chǎn)業(yè)融資,鼓勵各類(lèi)金融機構對氫能產(chǎn)業(yè)提供支持,強化天使基金、創(chuàng )業(yè)基金對氫能創(chuàng )新企業(yè)投資。此外,要圍繞氫能產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng )新鏈人才需求,鼓勵高校設置相關(guān)專(zhuān)業(yè),加大氫能人才培養,拓寬人才引進(jìn)通道,培育高素質(zhì)氫能領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才隊伍。

  (二)加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游融合發(fā)展

  氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展依賴(lài)上游氫制備、中游氫儲運和加注、下游氫應用多個(gè)環(huán)節的融合和聯(lián)動(dòng)發(fā)展。上海應依托自身科技資源、人才資源聚集及廣闊市場(chǎng)等優(yōu)勢,聯(lián)動(dòng)長(cháng)三角地區廣闊的氫能產(chǎn)業(yè)鏈基礎、應用場(chǎng)景需求等,強化政策引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)培育,推動(dòng)氫能技術(shù)創(chuàng )新、示范應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,積極全產(chǎn)業(yè)鏈布局發(fā)展,構建全產(chǎn)業(yè)鏈布局體系。

  (三)加快推動(dòng)信息化與產(chǎn)業(yè)化融合發(fā)展

  近年來(lái),信息化與工業(yè)不斷融合,大量研究指出,數字化轉型將為氫能產(chǎn)業(yè)按下“加速鍵”。上海應積極推進(jìn)數字技術(shù)與氫能產(chǎn)業(yè)深度融合,通過(guò)數字化賦能氫能產(chǎn)業(yè),提升行業(yè)規?;潭?,提升企業(yè)管理效率,推行全產(chǎn)業(yè)鏈數字化進(jìn)程,提升氫能產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現代化水平。同時(shí),積極引入氫元宇宙理念,通過(guò)構建全產(chǎn)業(yè)鏈場(chǎng)景數字孿生平臺,破解氫能產(chǎn)業(yè)各場(chǎng)景的生產(chǎn)管理、運營(yíng)協(xié)同難題,通過(guò)氫能產(chǎn)業(yè)數字化強化氫能產(chǎn)業(yè)管理,促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代。

  (四)加快推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)與服務(wù)的深度融合

  上海推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還需要打造完善、高效的服務(wù)體系。為此,上海要圍繞氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節需求,積極完善氫能檢測認證、中試車(chē)間、示范運營(yíng)、應用場(chǎng)景等氫能服務(wù),培育一批服務(wù)機構,建設一批公共服務(wù)平臺,開(kāi)展一批綜合服務(wù)試點(diǎn),以進(jìn)一步提升上海氫能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展水平。

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

  來(lái)源:綠色觀(guān)察者


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