材料委好文！一文读懂美国氢能产业背景、发展趋势及我国氢能未来发展建议等

9月27日，美国公布了备受期待的氢能战略草案。这份长达100页的文件概述了四年内分配95亿美元拨款的优选顺序，其中包括为80亿美元氢能枢纽计划筛选获资方以及为满足雄心勃勃的研发目标支出15亿美元资金的相关指引。这项战略文件也正式确定美国Hydrogen Earthshot计划的降成目标，即到2025年至每千克氢气2美元，到2030年至每千克氢气1美元。这项战略将有可能依据对每个地区制氢技术和用例的分析来推动氢能枢纽选址。水能、可再生能源、核能和天然气是各个枢纽概念的首选制氢原料，而交通运输、化学品和港口是需求侧的首选。以下是前沿材料对美国氢能产业发展规划的调研报告。

一、美国氢能产业发展背景

（一）美国氢能发展规划

美国早在1970年代就开始关注氢能，1990年美国政府颁布了《氢研究、开发及示范法案》，并制定了“氢能研发五年管理计划”，期待在最短时间内突破关键技术。随着2000年前后技术的突破，美国集中涌现了一批氢能企业，美国能源部（DOE）也随之在2002年颁布了“国家氢能路线图”（NHERM），然而此后十年间DOE并未发布新的氢能规划，直到2020年7月DOE化石能源办公室（FE）才再次发布了一项研究和发展战略，旨在促进仅以化石为基础的氢的生产、储存、分配和使用技术；紧随其后，DOE能源效率与可再生能源（EERE）于11月12日发布了《氢能项目计划》，为DOE氢研究、发展和示范活动提供战略框架，使美国联邦政府层面上氢能规划再次获得外界的关注。

1. 美国DOE《氢能项目计划》

在美国能源部最新发布的《氢能项目计划》指出，氢能及其相关技术面临的关键技术挑战是成本、耐久性、可靠性、性能，以及氢能基础设施的缺乏。为了实现广泛的商业化，氢能的利用技术必须进入更大的市场，并能够在生命周期成本、性能、耐久性和环境影响方面与现有技术竞争；非技术壁垒也需要解决，如制定和协调规范和标准，促进最佳安全实践，以及建立健全的供应链和劳动力队伍。

美国能源部的计划中突出的以技术的成本和性能为最终目标，与利益相关方一道设定下一步研发的方向。此外，美国氢能战略还强调了多方合作，如能源部各办公室间合作、联邦政府和州政府的协调、私营部门和其他非政府伙伴关系和国际协调与协作。其中政府和私营部门之间的合作，在2020年前后由政府主导，促进研发和部署；2030年及以后私营企业权重增加，扩大跨应用和部门的市场部署。

2. 氢能产业发展路线图

虽然是美国率先提出“氢经济”概念，但联邦政府对氢能发展的规划始终关注技术研发，并未颁布产业发展目标。目前受到广泛关注的《美国氢能经济发展路线图》是由美国主要的石油和天然气、电力、汽车、燃料电池和氢气公司组成的联盟——燃料电池和氢能协会（FCHEA）制定，将美国氢能发展分成了四个阶段：立即下一步（2020年~2022年）、早期扩大（2023年~2025年）、多样化（2026年~2030年）和广泛推出（2030年及以后），各个阶段的总体目标如下表所示。此外，路线图也对各个阶段对政策支持、氢气供应和终端使用设备方面需求提出了详细的论述。

表 美国氢能经济发展各个阶段的总体目标

（二）美国氢能产业政策

由于三权分立的国家制度，美国政府对于氢能产业的配套政策往往需要立法支持，因此下面一节将对美国联邦政府及各州政府对于氢能产业的法律和其他激励措施进行汇总。

1. 联邦政府法律和激励措施

美国对于氢能的政策措施与国家氢能需求及产业发展趋势密切相关，集中出现于上世纪九十年代至本世纪的前十年，此后随着美国能源结构的转变和产业发展速度放缓，近年来美国氢能的政策措施并未发生重大改变。目前，联邦政府氢能和燃料电池主要的立法依据仍然是《能源政策法2005》、《能源独立与安全法2007》和《美国经济复苏和再投资法案2009》等少数几部法律。而美国联邦政府对氢能和燃料电池的激励措施主要体现在交通运输领域，主要手段包括对替代燃料和燃料电池车辆及基础设施的政府采购、税收抵免以及直接补贴等，而相关措施也严格依据法律进行。

拜登政府执政以来，美国不断加强清洁能源领域相关布局，第117届国会成立以来仅四个月就有十余项氢能相关提案，内容涉及氢能及燃料电池基础设施的税收抵免、贷款担保、政府投资及补助政策。

2. 各州政府氢能产业政策

长期以来，加州在采用燃料电池汽车和氢燃料基础设施作为改善空气质量和减少温室气体排放方面处于美国“前沿”。加州氢能政策集中于加氢站等氢能基础设施的投资，并通过一系列的减排要求和奖励倒逼零排放汽车部署。

加利福尼亚州在建设FCEV的加氢站方面处于全美领先地位。截至2020年中，加利福尼亚有43个零售加氢站向公众开放，还有19个处于不同建设或规划阶段。这些加氢站为8000辆FCEV提供服务。加利福尼亚州继续通过清洁运输计划提供资金用于建设氢基础设施。Assembly Bill 8（2013）授权加州能源委员会（CEC）在2023年之前每年拨款2000万美元，资助至少100个加氢站的部署，以启动FCEV消费市场。2020年9月，CEC宣布了拟议奖项（NOPA），以资助由FirstElement Fuel、Shell和Iwatani开发的数十个新的加氢站项目，NOPA待最终批准后，将为36个最初的加氢站提供总计1.15亿美元的奖励，并有可能再增加87个。

在氢燃料电池电动汽车（FCEV）领域，加州推动先进的清洁汽车计划（Advanced Clean Cars，ACC），该计划一方面将霾（标准）污染物和温室气体（GHG）排放物的控制整合为一个统一的法规组合——低排放车辆（LEV）法规，推动了清洁汽车的发展；另一方面通过ZEV法规，要求汽车制造商出售特定数量的最清洁汽车来实现该州的长期减排目标，同时通过对ZEV和近ZEV部件进行退税，设置轻型和中重型等各种ZEV要求和支持，以及在州政府机构、机场、学校、公交等公共事业车辆采购中进行ZEV推广，共同推动FCEV、PEV、HEV等ZEV的部署。根据加州公布的计划，到2035年加州销售的所有轻型乘用车和卡车必须实现零排放；到2045年加州销售的所有新中型和重型车辆都必须实现零排放；并努力实现2035年销售的牵引卡车和越野车等设备的零排放。此外，加州的低碳燃料标准（LCFS）计划、可再生能源投资组合标准（EPS）等也都推动了氢燃料的应用和FCEV的推广。

近年来，美国其他州也以加州为示范开始扶持本地区的氢能产业发展。根据能源部替代燃料数据中心的数据，美国各州政府主要在替代燃料和低排放车辆两个方面提供了政策法规支持。而根据2018年能源部发布的相关报告，美国其他各州也开始在氢和燃料电池基础设施进行直接的部署并推出了一些激励措施。

（三）美国氢能研发计划

美国国家氢能项目的管理主要由能源部（DOE）及其下属的能源效率与可再生能源办公室（EERE）负责，核能（NE）办公室、化石能源办公室（FE）、科学办公室（SC）、高级研究项目署-能源（ARPA-E）也参与相关研发投入资金的管理。

1. H₂@ Scale计划

2016年EERE内的氢和燃料电池技术办公室（HFTO）启动了H₂@Scale计划，以探索氢的潜力，以实现可负担、可靠、清洁、并确保跨部门的能源供应。在H₂@Scale计划下，2020财年HFTO为18个项目提供约6400万美元的资金，这些项目包括与EERE的高级制造办公室合作制造可靠且价格合理的电解槽，并与EERE的车辆技术办公室合作开发用于储氢罐的低成本、高强度碳纤维，以及确定用于中型和重型卡车的耐用且具有成本效益的燃料电池系统和组件等（详见附表12）。截至2021年5月，H₂@Scale计划框架下，2021年DOE开放的融资项目包括：“美国工业发展先进核技术的机会”和“超级卡车 3”（详见附表13）。

2. SBIR / STTR资助机会

EERE还通过小型企业创新研究（SBIR）和小型企业技术转让（STTR）融资机会向交通、可再生能源和能源效率领域中49个不同的主题提供支持。在2020年12月发布的融资机会公告中，涉及的氢和燃料电池主题包括：

• 在重型应用中具有高效率和耐用性的新型PEM燃料电池膜电极组件
• 最小化液态氢存储系统蒸发损失的创新方法
• 用于重型加氢站的颗粒物在线过滤器
• 用于重型加氢站的氢预冷的高效冷却器

3. 技术验证项目

DOE及其下属国家实验室也提供燃料电池和相应的氢基础设施进行技术验证帮助。在系统环境中验证用于运输、基础设施和发电的集成氢和燃料电池技术，并收集数据，以年度进度报告或复合数据产品（CDP）的形式进行公布和反馈。除DOE外，美国DOD等其他中央部门、地方政府、大学也在与工业界合作开展一系列氢能技术验证。

（四）美国氢能产业基础

1. 美国氢能企业

美国是仅次于中国的世界第二大氢生产国和消费国，占世界产量的12-16%，世界三大气体巨头空气产品、林德、液化空气均在美国有大量业务及市场，应用方面主要面向石油化工用氢。

而燃料电池方面，在本世纪初经历短暂的繁荣过后，美国燃料电池产业发展趋缓，目前价值链中的Plug Power、Fuelcell等燃料电池专业企业拥有核心技术，但由于成本、稳定性等因素，行业整体不被看好，因此这些企业往往依靠外资投入以及利基市场的开发得以存续。此外，美国燃料电池产业中的另一方面势力来自于丰田、现代等汽车制造商。

1.1 美国氢能基础设施

• 氢能管道

截至2020年12月，美国有1608英里的活性氢管道。其中90%以上的管道位于得克萨斯州、路易斯安那州和阿拉巴马州的墨西哥湾沿岸，主要服务于该地区的炼油厂和氨厂。相对较短的氢管道位于得克萨斯州、路易斯安那州的其他地方以及其他9个州。加州有16英里的氢气管道，印第安纳州有14英里，剩下的7个州每个州都不到10英里。相比之下，在美国48个相邻的州和阿拉斯加，有超过30万英里的天然气输送管道（不包括配电干线）。除此之外，美国一些管道运营商已经启动了项目来评估天然气管道中混合氢气的可行性，目前最掺氢量为20%。

• 加氢站及氢走廊

到2020年中，美国有43个开放式加氢站，在规划或建设的各个阶段中至少有30个站点。现有的和计划中的大多数加氢站都在加利福尼亚州，夏威夷有1个，东北部地区则计划有12个，大多数加氢机都是在现有加油站基础上修建的。此外，联邦公路管理局（FHWA）正在沿国家系统走廊建立全国性的替代燃料和充电基础设施网络，其中对于氢走廊（HVD）的要求是走廊上的公共加氢站点之间的距离不超过100英里，由于加氢站建设滞后，美国目前除加州地区已建成数条氢走廊外，其余各州规划中氢走廊均处于待定状态。美国加氢站建设及氢走廊规划情况见下图。

图 美国加氢站及氢走廊地图

（五）美国氢能领域国际合作情况

1. 美国在国际组织中的动态

在国家层面上，美国政府参与氢能领域多项国际活动和伙伴关系，包括清洁能源部长级会议（CEM）氢倡议、国际氢能经济和燃料电池伙伴计划（IPHE）、使命创新（MI）等。

2021年4月23日，美国总统拜登在气候领导人峰会上宣布美国将在2021年6月的MI部长级会议上寻求对该挑战项目的领导。同时，美国能源部长詹妮弗·格兰霍尔姆（Jennifer Granholm）宣布，美国已提出主办2022年清洁能源和使命创新部长级会议。

1.1 双边合作

目前与美国在氢能领域展开官方合作的国家只有日本。2019年6月18日，日本经产省、美国能源部和欧洲委员会能源总局签署了关于氢能和燃料电池技术未来合作的联合声明，包括技术应用方面的合作以及法规和标准的协调、促进信息共享，强调氢安全和基础设施供应链的国际联合研发等。

1.2 企业合作

• 2021年4月27日，日本MUFG银行（三菱东京日联银行）已与加利福尼亚氢燃料站开发商First Element Fuel签署了一项5000万美元的贷款协议，为其网络扩展提供资金。JBIC（日本国际协力银行）也向First Element投资了2300万美元，以为其氢燃料网络的扩张提供资金，这有望帮助增加丰田和本田在加利福尼亚州的FCEV的销量。JBIC上个月同意与加利福尼亚州政府加强合作，以促进日本公司在包括清洁交通和清洁能源（如氢能和可再生能源）在内的各个领域的业务。日本贸易公司三井（Mitsui）2020年向First Element投资了2500万美元，目标是在氢能和FCEV相关业务上开展合作。过去，丰田和本田也为First Element提供支持，以在加利福尼亚州开发氢燃料站。
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• 2020年2月10日，韩国现代汽车在华盛顿同美国能源部签署了《关于氢能源和氢燃料电池技术创新与合作谅解备忘录》。韩国现代汽车和美国能源部将同学术界、政府机构及企业共享运营氢燃料电动汽车和加氢站产生的分析数据，并通过宣传氢能源，促进氢燃料电池技术创新，提高利用率。现代汽车将向美国能源部提供5辆氢燃料电动汽车“NEXO”用于分析，同时将在华盛顿建立加氢站，为培养氢能产业专家和开发人才项目提供帮助等。
• 雷诺集团2021年1月表示，以占据欧洲中小型商用车30%以上的市场份额为目标，计划与世界最大的氢能电池生产企业PLUG合作，在法国成立公司，建设氢燃料电池系统和最尖端的氢能汽车生产线。从2021年起生产5-6吨重量的运输用氢能汽车，10年内将年生产规模提高到数万辆。
• 2021年1月7日，韩国SK集团以15亿美元收购美国氢燃料电池制造商Plug Power 9.9%的股份，成为Plug Power的最大股东，两家公司将成立一家合资企业，向韩国及更广阔的亚洲市场提供氢燃料电池系统、加氢站和电解器。5月，Plug Power总裁表示合资企业将扩大在中国、越南和韩国的业务。
• 2021年2月，11家大型公司携手在美国成立氢能联盟（Hydrogen Forward），旨在增强对氢能价值链各环节技术的开发，以推动美国氢能发展。Hydrogen Forward氢能联盟由液化空气公司（Air Liquide）、英美资源集团（Anglo American）、布鲁姆能源公司（Bloom Energy）、CF工业公司（CF Industries）、查特工业公司（Chart Industries）、康明斯公司（Cummins）、现代公司（Hyundai,）、林德公司（Linde）、麦克德莫特公司（McDermott）、壳牌公司（Shell）和丰田公司（Toyota）共同发起，将探索氢能全链条技术的环境和经济效益，加快氢能解决方案的应用，并在美国各地建设相关基础设施。Hydrogen Forward还参与了一些具体项目，以扩大氢能技术规模，如生产和销售燃料电池汽车，以及建设加氢站等。

1.3 中美合作情况

• 空气产品公司在中国市场布局多年，2008年帮助北京奥运会设计和建设了中关村加氢站，并为该加氢站提供高纯度燃料氢气；2018年为国家能源投资集团有限公司旗下的神华新能源有限责任公司在江苏如皋的加氢站提供加氢机；同年为中科富海提供液氢加氢站成套设备，按照美国汽车工程师协议J2601商用加氢站技术标准建设了我国首座商业化液氢加氢站；2019年又参考美国消防协会标准为山东省设计建造了固定式加氢站。此外，空气产品近年来也布局国内领先企业，2019年空气产品与诚志股份合资成立诚志空气产品氢能源科技有限公司，空气产品同样将向诚志空气提供必要的技术支持，以开拓长三角加氢站市场；2020年5月，空气产品斥资1800万美元在淄博投建氢能综合利用项目，该项目将利用东岳集团的氯碱副产氢和空气化工领先的纯化技术，制备高纯度氢气，并在淄博市投资运营加氢站；2020年6月，空气产品公司投资10亿美元在嘉兴海盐建设氢能源基地项目，该项目分为氢能源制备分装、氢能产业关键设备零部件制造、氢能源利用示范城市建设3个子项目，将新建氢气提纯、液氢装置、液氮装置以及氦气分装等工业气体综合配套。
• 2019年4月22日，戈尔公司与东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司签署战略合作框架协议。根据协议，东方氢能开发的氢燃料电池系统采用戈尔质子交换膜，应用于氢燃料电池公交车项目。
• 2020年9月，制氢技术开发商美国俄勒冈州第一元素公司（e1）宣布，与中国强伟氢能科技有限公司（CO-WIN）（强伟氢能）达成合作，将e1公司的专有甲醇基M系列氢发生器安装到一辆中型燃料电池卡车上。对于此次合作，e1公司首席执行官DaveEdlund表示与CO-WIN的广泛合作，预计将推进燃料电池系统的大规模商用。

二、美国氢能产业发展形势分析

（一）美国氢能发展动力不足，规划政策都将基本保持稳定

美国对氢能的关注要追溯到20世纪70年代的石油危机时期，美国将氢能作为一种替代能源开始布局技术研发，以寻求能源独立。然而随着美国页岩气的开发，能源需求的迫切程度下降，美国对于氢能的定位由替代能源转为有利于减排的一种清洁技术。而与太阳能、风能、锂电池等技术相比，目前的氢能技术无论从成本上还是性能上都不具有市场竞争力，所以对于氢能发展的动力相对较弱。

而美国对于氢能定位的转变也映射到了对于氢能产业的规划层面，美国对于氢能的战略文件及政策立法集中出现于二十世纪九十年代至本世纪的最初几年，随后美国对于氢能的发展规划进入了一个相对稳定的阶段，联邦政府在相关工作上仅是贯彻了美国在所有技术领域都寻求领先优势的理念，保持对研发的持续投入，而并未从产业发展角度做过多的干预和布局。从其氢能规划的内容来看，美国与欧洲、日本等地区氢能规划的显著差异在于，美国将氢在生产、储运及转化应用过程中的成本和性能作为主要目标，而不是氢能的市场占有率，也可以看出联邦政府是期望通过技术研发催化出跨越性的技术，以实现氢能的经济性和国际竞争力。虽然政府持续投入大量资金用于技术研发，但相对于美国高昂的人才成本和遍地开花的技术路线来说，每年的拨款只是杯水车薪，在这样的发展模式之下，可以预见在未来一段时间内，美国氢能仍将停留在技术储备阶段。

在政策层面上，与中国对燃料电池生产厂商和消费者的直接补贴不同，美国长期以来的氢能产业扶持政策都集中于加氢站等氢能基础设施的投入，对于燃料电池厂商主要以低排放产品生产比例要求逼使企业增加氢能产品的生产与销售，消费端也往往通过一些税收抵免项目达到激励效果。通过对117届国会成立以来参众两院有关于氢能的提案进行梳理，也不难发现相关的政策仍旧集中在扩大税收抵免、信贷及融资的范围，以加大对氢能支持力度，并继续加强氢基础设施的支持力度，包括：加氢站及氢燃料电池电站等。此外，由于美国联邦体制，各州在氢能政策上各自为政，因此预计未来美国整体的氢能产业发展相关政策不会较有大变动。

（二）产业发展寻求竞争力，国际合作为产业带来技术资金支持

由于氢能目前在美国国内的尴尬地位，氢及燃料电池企业的处境并不乐观，乘用车市场竞争力不足，利基市场也几近饱和，不得不开展新的业务领域或垂直化整合其氢能业务，以拓展市场并降低成本。近期美国主要的燃料电池主机厂都开始布局太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源及核能制氢，预计将成为近期产业发展的主要趋势。Stratos Fuel与Hydrogenics公司在加州Moreno Valley合作建造一个日产量为5000kg的100％可再生氢电解厂，从风力发电中生产绿色氢；H2B2公司在加州Kings County开发一个容量为1000kg/天的电解厂，该厂将接收当地生产的太阳能；GH2能源公司在加州Lancaster开发一种采用等离子加热技术的新型生产工厂，预计从2023年起，该工厂将每年处理4万吨废物，并生产多达3800吨氢气；Plug Power也设定了到2024年使绿色氢气占Plug Power氢气使用量的50％以上的目标，并垂直整合了其氢能业务，于2020年夏天收购了液氢生产商United Hydrogen Group Inc.和电解系统制造商Giner ELX，并于2020年9月与公用事业规模的风能和太阳能设施运营商Apex Clean Energy达成合作，将合作项目下产生的所有绿色氢用以支持Plug Power的运输和物流业脱碳。

此外，为加快氢能技术研发布局，美国企业也纷纷寻求国际资本的投入与技术的合作研发。一方面，为了在国际竞争中保持先发优势，弥合政府产业资金短板，美国氢能企业积极谋求国际资本支持。2021年4月27日，加利福尼亚氢燃料站开发商First Element Fuel与日本三菱东京日联银行（MUFG）签署了一项5000万美元的贷款协议，日本国际协力银行（JBIC）也向First Element投资了2300万美元。除此之外，日本三井公司向First Element投资了2500万美元，法国雷诺集团也与美国Plug Power成立氢能源相关合资公司的合作。另一方面，为了抢夺技术和规范标准层面的话语权，美国企业也在不断加深与发展水平全球领先的盟友国家的技术合作。2019年6月，美国能源部与日本经产省、欧洲委员会能源总局签署了关于氢能和燃料电池技术未来合作的联合声明，合作内容不仅包括技术应用方面与基础设施供应链的国际联合研发，在法规和标准的协调、促进信息共享方面也将逐步推进。此外，美国能源部资助了德国西门子公司一项关于Silyzer电解槽如何与氢气压缩、储存技术相结合的研发项目，美国克莱姆森大学与西门子也在合作进行测试氢能技术的小规模试点项目。

（三）对华合作以拓展市场和吸纳资本为主，产业提升帮助不大

拜登提出要在新能源领域于中国展开合作与竞争，而氢能作为重要的新能源形式，相关领域的中美交流合作也会受到影响。美国在氢能领域的竞争策略是技术领先优势占领市场，因此氢能也可能成为对华技术封锁的领域，而我国作为相关领域的后发国家，自然在相关合作和竞争中缺乏话语权。

近年来，随着我国能源结构的调整，煤炭企业纷纷寻求企业的转型，中国企业携资本向国外氢能企业寻求技术，例如，孝义鹏飞集团与美国墨西哥湾沿岸环境系统（GCES）公司成立中美合资企业开展焦炉煤气制氢技术合作，潞安集团也在氢能领域寻求德国Aspens、美国AP等气体巨头的合作。在此过程中国企业缺乏研究基础，只能被动的接受国外的技术，在相关系统的管理及维护方面也没有经验，即便建成示范项目，对产业技术的指导意义也有限，不利于企业的持续发展和技术进步。

在加氢站建设方面，从美国空气产品公司在中国多年的布局来看，也面临同样的窘境，空气产品公司早期积极为中国提供加氢站系统套件，企图打开中国市场大门，并在此过程中输出美国技术标准，掌握标准话语权；随后布局国内领先企业，依托中国劳动力和环境资源，打造兼具技术和成本优势的完整供应链；最后斥巨资建设中国生产基地，抢占中国新能源的市场红利，拓展其在氢能领域的商业版图。在此过程中中方企业很难参与到加氢站核心技术的研究上，技术合作名存实亡，后续的加氢站运营管理方面也存在很大障碍，对我国加氢站及其他基础设施的普及帮助不大。

而在燃料电池及其关键材料领域，美国企业在其国内市场空间有限，自然将目光投向广阔的中国市场。无论是戈尔公司与东方电气的PEM薄膜合作，还是第一元素与强伟氢能甲醇基氢发生器合作，都只停留在系统套件和关键材料制成品的直接销售，并没有深度的技术合作，Plug Power更是直接表示将扩大在中国的业务。这些企业看中的无非是中国庞大市场基数和国内氢能优惠政策，这种合作策略对中国自身技术研发与产业升级毫无帮助，还挤压国内企业市场生存空间，从氢能产业长足发展的角度考量，不利于未来的产业良性循环和健康发展。

三、建议

能源结构低碳化转型与2060年前实现碳中和目标，使得中国氢能产业发展迎来重要的机遇期，但是氢能实现规模化、商业化利用，仍面临着诸多挑战。通过对美国氢能产业发展情况的调查，以及对华竞争策略的分析，现提出以下建议：

一方面，为获得产业竞争力，我国仍需突破技术瓶颈。目前，有关氢及燃料电池技术的发展路径已经明晰，下一步我国应继续发力基础研究，以实现大规模水解制氢、天然气管道运氢、低成本储氢以及高性能燃料电池。具体而言，水解制氢要突破催化剂效率、分离膜寿命等关键材料桎梏；天然气管道运氢要解决管道氢脆及分配问题；储氢方面考虑碳纤维成本因素；燃料电池则需要同步发展利用非铂催化剂、无氟质子交换膜、金属双极板的高温聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）和兼具成本优势和耐久性的固体氧化物燃料电池（SOFC）。

另一方面，可以借鉴美国在氢能技术发展中的成功经验。如引导高校和企业树立研发理念，健全企业研发成果奖励制度，刺激企业创新活力，引导形成以企业为主体的技术研发体系，用科技创新驱动产业发展，持续优化国内氢能产业发展环境；重视搭建氢能技术和产业信息分享平台，定期公布示范项目运营过程中积累的数据和相关机构研究成果，以加强氢能技术研发和产业示范作用；同时在轨道交通和货运等方面推动氢能规模化应用，实现高碳城市低碳发展；此外，在氢能产业发展政策方面，也要恩威并施。完善和切实推进氢能“以奖代补”政策，提高氢能补贴门槛和准入标准，避免国外企业滥用补贴红利的情况出现。