进去的是氢气，排放的只有水——颇具未来感的氢能汽车已加速来到我们身边。双碳目标倒逼机制下，氢能被视为最具发展潜力的清洁能源之一，氢能产业近年来也步入“黄金发展期”。
北京作为国内氢能产业链最完整的地区之一，已初步完成从源头技术创新到产业化应用的试点探索，基本实现氢能产业“从1到10”的突破，在科技创新、产业基础、市场应用、政策环境和支撑要素等方面具有全国领先优势，将为北京绿色可持续发展提供澎湃动能。
产业集聚发展
“一南一北”布局初步形成
京南，依托大兴、房山和经开区，构建氢能全产业链生态系统，建设高端装备制造与应用示范区；京北，以昌平“能源谷”为核心，打造氢能产业关键技术研发和科技创新示范区。北京“一南一北”的氢能产业集聚发展格局已初步形成。
北京西南部，燕山石化1万标准立方米/小时氢气提纯设施完善项目正在加速推进。该项目是2024年北京市重点建设项目之一，今年3月启动，眼下已进入大型设备安装阶段，预计今年底就能建成。“届时，我们的供氢能力将从目前的每天4吨，大幅提升到24吨！”项目负责人对此满怀期待。
因为服务北京冬奥会的机缘，燕山石化建成了2000标准立方米/小时氢气新能源装置。这里生产的氢气，不仅点燃了“鸟巢”的冬奥会主火炬，实现冬奥史上首次火炬零碳排放，还驱动着大批氢能汽车穿梭于冰天雪地，为冬奥会提供交通服务保障。
如今，作为北京地区最大的供氢点，燕山石化正源源不断为北京及周边地区提供氢能供给。今年上半年，公司已累计向京津冀地区供应氢能659.14吨，较去年同期大幅增长34.2%。
丰富的氢源供应优势，让与燕山石化相距不远的中关村（房山）氢能产业园加速发展。产业园自2021年6月获批建设，仅3年多，入驻园区的企业已由最初的十几家，发展到目前的50余家，全部为氢能产业链企业。
科技创新成果不断涌现，场景应用越来越丰富，园区已成为具备氢能制、储、输、用完整供应体系的产业园。其中北京氢燃科技的氢内燃机测试平台项目，主要开展乘用车、商用车主流氢内燃机先期技术开发、标定、可靠性试验测试，有望尽快形成产业规模。
大兴国际氢能示范区也呈现产业集聚发展的良好态势。示范区围绕氢能制、储、运、加和燃料电池关键零部件产业链打造产业生态，目前已有超200家企业注册、50余家优质企业签约入园。
目光向北，昌平未来科学城“能源谷”已成为北京能源领域创新策源地。随着海卓动力等一批氢能重点企业落地，这里正形成一条从制氢、储氢、氢燃料电池、加氢站到发动机、电动汽车的产业链。
坐落于昌平的北汽福田，是我国最早从事氢燃料电池商用车研发的汽车企业之一，并率先在国内实现氢燃料电池客车的商业化运营，目前已在北京市范围内累计推广示范应用车辆2300余辆。北汽福田相关负责人介绍，正与昌平区共同打造沙河氢能产业基地，截至目前已开工建设1个氢燃料客车总装车间、5个单体试验楼、1条开发用试车跑道。
关键技术突破
创新成果不断涌现
燃料电池系统“上车”，用氢瓶代替油箱，对氢能产业发展的引领作用至关重要。
北京冬奥会期间，近200辆氢燃料电池大巴穿梭于北京赛区和延庆赛区，为场馆提供接驳运送交通保障。大巴搭载的“氢腾”燃料电池系统，可实现零下30摄氏度低温启动，且燃料电池系统已实现材料级全自主化。
全自主化背后有一段故事。2017年春，国家电投首席科学家、氢能首席技术官柴茂荣受邀从日本回国，带着初创的国氢科技团队展开技术攻关，最终研发出集自主材料、部件和整机核心技术于一体的系列产品，打通了氢能燃料电池的产业链。
持续创新的探索过程中，国氢科技逐渐成长为氢能“独角兽”。企业展厅里，从催化剂、质子膜、碳纸、膜电极、双极板等部件级材料，到整堆组装、系统集成等产品级关键核心技术及工程化生产工艺，全都是公司自主研发的硬核成果。
“要把示范工程变为应用工程。”柴茂荣说，近两年通过进一步“打磨”，催化剂、质子膜等核心零部件的故障率从过去的7%，大幅降低到千分之一左右，可靠性显著提高。
不仅如此，氢能燃料电池发动机的体积也大大缩小，功率密度从过去的每升4千瓦提高到每升5.4千瓦。目前，国氢科技的氢能燃料电池发动机已实现更大规模的批量化生产，过去一个月生产几百台，现在产能提高10倍左右，相关产品已广泛应用在客运车辆、应急电源车、无人机等场景。
氢能储存和运输也是当前氢能产业面临的一大难关。为确保安全，氢气储存和运输环节成本约占氢能产业链所有环节的30%至40%，亟须以技术创新降成本。
天海工业一直深耕气体储运装备制造，从北京高压气瓶厂的一个小车间起步，逐渐发展成为行业领跑者。公司研制的高压氢气储供系统，曾为北京冬奥会“大雪花”火炬提供燃料。今年北京科博会上，天海工业首度展出一款车载液氢储氢瓶，储氢量达80公斤以上，可提供超1000公里的续航里程，达到国际先进水平。
在通州区漷县镇，天海工业投资4亿元建设的氢能前沿科技产业发展项目将于今年建成，其高端复合气瓶生产基地年综合产能将达8万支。
应用落地加快
三地产业分工渐明确
今年3月31日，北京南部首座油氢一体站——中石化北京石油青云店油氢综合加能站开始迎来加氢车辆，这座有着近40年历史的加油站有了新功能。
加能站紧邻北京六环路和京台高速公路，能够满足周边企业及往返京津两地间的氢燃料电池物流运输车辆的加注需求。该站站长介绍，加能站每天加注氢气能力可达2吨，主要服务于旅游大巴、环卫洒水车、渣土重卡、物流货运车等多种类型车辆。
包括这座加能站在内，目前北京石油在京已建成5座加氢站、油氢合建站，今年前8个月，累计氢气加注量达到540余吨，占全市总氢气加注量的30%左右。
“还有3座在建加氢站，今年底将全部建成投运。”北京石油相关负责人说，建成后公司加氢站网点将达到8座，成为北京市最大的加氢站运营企业。明年，企业还将进一步在大兴、昌平布局甲醇制氢加氢一体站、加氢站，满足市场的用氢需求。
近年来，北京制定发布的氢能产业各类支持政策措施超50项，引导氢能产业加速前行。
2021年8月，京津冀燃料电池汽车示范城市群获批。此后两年，京津冀城市群面向城市公交、包车客运、普货物资、冷链物资、建筑垃圾、生产原料、工业制品、市政环卫等9种场景累计推广燃料电池汽车2509辆。
氢能产业区域化、规模化特征明显，各地独立发展氢能产业要素均有不足。2023年，京津冀三地共同签订《京津冀重点产业链协同机制方案》，深入推动“六链五群”区域协作，明确将氢能作为三地协同布局的六条重点产业链之一。
“京津冀氢能产业协同发展现状良好，三地在氢能技术研究、产业布局和应用示范方面全国领先。”在近日举行的第二届北京氢能产业大会暨京津冀氢能产业发展对话活动中，北京市经济和信息化局二级巡视员张宇航表示，京津冀三地氢能产业已形成明确的区域产业分工定位。
其中，北京聚集丰富的研发资源和应用场景，将打造氢能科技创新引领区，重点攻关核心技术，推动交通及工业领域应用；天津在氢能检测和港口物流方面具有优势，将打造氢能示范服务先行区，建设氢燃料电池车辆测试和试验基地；河北凭借其丰富的可再生能源资源，具备大规模绿氢制取的潜力，将打造氢能产业供给核心区，布局一批氢储运、燃料电池整车及配套、氢能轨道交通技术应用及装备制造项目，推广绿氢应用。
专家点评
中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟副秘书长孙浩天：
推动政策机制创新 培育特色产业生态
北京市是我国氢能技术研发和示范应用的策源地，氢能领域一流高校、科研院所、央企研发机构云集、研发实力雄厚，整体技术水平与产业化能力国内优势地位明显。
中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟副秘书长孙浩天表示，依托技术创新成果，北京市自2008年北京奥运会开始，围绕重大活动、重点项目持续推动氢能与燃料电池产业示范应用，场景覆盖和示范规模全国领先。
孙浩天分析，我们也要充分认识到，氢能产业仍处于发展早期阶段，面临全产业链成本较高、应用场景布局不足、政策体系仍待完善、区域协同力度有限等问题和挑战。
孙浩天建议，面向未来，北京氢能产业发展要进一步推动政策机制创新，探索氢气作为能源产品管理的机制和要求，试点突破对于分布式制氢、制加氢一体站等氢能供应、应用项目的准入瓶颈；鼓励各重点承载区加强沟通合作，加快培育特色产业生态。
超级链氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，又可以作为能源材料用于燃料电池发电。
氢气的能量密度极高，每公斤氢可以释放出约33.3千瓦时的能量，远高于传统汽油和柴油，因而成为航天领域的重要燃料。在交通领域，氢燃料电池汽车通过氢和氧的化学反应释放电能，进而驱动汽车行驶，另外氢能在飞机、船舶上也有着广阔的应用前景。
与传统燃气、石油等化石能源相比，氢能更大的环保优势是具有零碳排放属性，氢气燃烧和氢燃料电池电化学反应的排放物基本是水，是最环保的能源。尽管氢气在自然界中不以游离态的形式存在，但是可以利用现有能源，如可再生能源、核能、生物能等通过水电解过程或者碳氢化合物重整制得，在很大程度上降低对化石能源的依赖。
来源：北京日报
记者：孙杰
