中國網/中國發展門戶網訊 氫能具有綠色低碳、應用廣泛的特性，在應對全球氣候變化和能源綠色低碳轉型中扮演重要角色，受到國際社會的廣泛關注。全球主要國家和地區已將氫能產業列為長期發展戰略。例如，2017年，日本發布《氫能基本戰略》，提出率先在全球實現“氫社會”的戰略目標；2019年，歐洲燃料電池和氫能聯合組織（FCH-JU）發布《歐洲氫能路線圖》，認為大規模發展氫能是歐盟實現脫碳目標的必由之路；2020年，美國發布《氫能計劃發展規劃》，提出未來10年氫能的發展戰略和優先研發方向，確保美國氫能技術的領先地位；2020年，德國發布《國家氫能戰略》，確立了綠氫在可持續發展中的戰略地位，提出到2030年努力成為綠氫技術的全球領導者。氫能已成為世界各國強化競爭優勢的戰略要地，我國也高度重視氫能的科技見證創新與產業發展，不斷完善相關政策環境（表1）。
2001年以來，我國先后將“氫能及燃料電池技術”列入先進能源優先發展的技術領域、能源技術革命的前沿創新方向，推動氫能技術取得不斷進步。2020年底，我國陸續啟動兩批燃料電池汽車示范城市群建設，加快氫能在交通領域的推廣應用。2022年，國家發展和改革委員會、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》，明確了氫能在能源體系和綠色低碳轉型中的重要地位。我國發展氫能產業是積極應對氣候變化，以及推動實現碳達峰、碳中和目標的重要戰略路線。我國地方政府也極為重視氫能發展，各省級政府相繼制定地方“十四五規劃”、碳達峰與碳中和指導意見、氫能產業實施方案與行動措施等政策文件，為落實氫能產業發展提供了重要的驅動力。在國家和地方多項氫能政策的助推下，我國氫能產業進入快速發展階段。研究發現，近年來我國氫能政策具有發文頻率快、文件數量多、發文主體多、涉及領域多等特點，特別是在“雙碳”目標下，較多氫能領域的政策信息融入到交通、工業、能源、科技等諸多領域的政策文件中，呈現出產業領域交叉性強、政策信息分散化等特征。因此，有必要系統性研究氫能領域相關政策，挖掘政策數據信息，分析氫能政策主題演變規律及時空布局特征，把握產業規劃格局與政策導向趨勢，為政策制定部門統籌規劃、強化指導、部署措施等提供重要決策參考。
氫能領域政策研究綜述
對我國氫能政策的研究
我國氫能技術和產業發展得益于政策環境的驅動。學者聚焦我國的氫能領域相關政策，采用內容分析法、文獻計量法、德爾菲調研法等方法開展了分析研究。何青等采用內容分析法總結了2015—2020年我國氫能政策的階段演變、區域經濟帶政策特征及氫能產業發展現狀，提出加快我國氫能產業發展應加強氫能發展戰略引導、氫能核心技術攻關、開展綠氫示范應用及加強政策優惠扶持力度的建議。孟翔宇等采用內容分析法研究了2020年國家與地方氫能產業政策，認為2020年各地區氫能政策要點主要集中在氫燃料電池車技術、關鍵設備及加氫站等交通領域上，文章建議氫能戰略應關注綠氫煤化工、綠氫貿易、民用液氫產業等發展方向。黃曉林等采用文獻計量法研究了1990—2020年我國發布的90篇氫能產業政策文本，分析了我國氫能產業的政策分布、主要關注點、主題分類及氫能產業的區域布局現狀，認為我國氫能政策導向較單一、氫能產業區域布局不平衡，但未針對此問題提出相應的對策建議。孫旭東等采用內容分析與文獻計量法對2017年1月1日—2022年6月1日期間發布的地方性氫能產業政策進行文本量化和內容分析，識別地方氫能政策的規劃目標、技術路徑和應用場景，以及扶持政策特征與問題，提出需動態完善基礎設施、核心技術、產業鏈布局、人才與金融工具等政策體系。Li等回顧2012—2020年12份我國氫能領域主要政策，采用德爾菲調研法進行2輪專家訪談和調查問卷，研究結果認為我國雖已制定了氫能發展路線圖，但應結合氫能產業發展的不同階段調整支持策略，特別應定期審查更新綠氫規模化發展的戰略路線圖。
綜上所述，學者對我國氫能政策的研究通常選取一定時間范圍內的部分主要政策，采用定性與定量結合的方法對政策內容、政策分布、政策特征與問聚會題進行分析，研究選取的政策樣本主觀性較強、樣本數量較少、樣本類型集中，對于開展較長時間范圍內、較大樣本數量的政策研究存在一定局限。
對國際氫能政策的研究
為借鑒不同國家推動氫能產業發展的戰略經驗，很多學者應用內容分析和比較分析等定性方法對國際主要國家的氫能戰略進行研究。萬燕鳴等總結了日本、德國、美國等國家氫能發展戰略中有關氫能發展定位、氫源結構過渡、多元應用場景、產業發展階段4個方面的內容，比較分析認為我國應通過增強戰略引導、加大核心技術攻關力度和加快場景示范應用等方式推動氫能發展。熊華文等總結了德國、日本、美國、澳大利亞等國發展氫能的不同模式及策略特點，比較我國發展氫能產業現狀，提出我國需明確戰略定位、構建“大氫能”應用場景、統籌協同氫能技術與產業發展的建議。孫玉玲等梳理分析了日本、美國、歐洲、韓國的氫能產業戰略重點、目標和發展水平等發展脈絡與技術格局，對比分析了中國與氫能先行國家在基礎研究和技術儲備方面的差距并提出相關建議。王超等剖析了美國和德國等國家氫能產業中長期發展戰略，對比我國氫能產業發展現狀，提出我國氫能產業發展應重點關注科技攻關、細化產業布局、推進能源整合和參與國際貿易等建議。魏鳳等分析了美國氫能發展戰略的演變歷程和特征，通過與我國氫能產業現狀做對比，提出我國氫能產業發展需要加強頂層設計、科技創新及國際合作等建議。顧阿倫等總結了日本氫能的發展歷程、政策措施，以及重點技術，分析了日本選擇氫能產業的必然性及氫能在日本能源發展戰略的重要地位與作用，以供我國參考。
綜上可見，對國際氫能戰略的研究主要聚焦氫能產業較發達的國家和經濟體，并選定幾項政策作為研究樣本；研究主要采用內容分析法判別國際氫能戰略的現狀、特點，識別國際氫能產業發展的經驗路徑，采用比較分析法對比我國氫能產業與氫能先發國家之間存在的差距，為我國謀劃布局氫能產業戰略規劃提供啟示和建議。
目前，對國內外氫能政策的研究，所選定的政策樣本時間范圍與數量規模都較有限，適合采用上述定量、定性的分析方法研究文本內容。隨著我國國家和地方氫能政策數量快速增長，政策數據呈現來源分布廣泛、數據類型多樣、信息內容零散等特征，要在分散、多源、交叉的政策文件中快速獲取政策導向、目標、趨勢等有效信息，有必要探索高效、客觀的政策大數據研究方法，快速挖掘政策文本中的氫能數據信息，揭示較大時間跨度內氫能政策的演變規律和趨勢特征，判斷氫能產業政策的規劃格局與實施舉措，為政策制定者把握政策方向、調整政策規劃、促進產業有序發時租會議展提供實證數據與客觀參考。
研究方法與研究框架
政策信息學正逐步發展為政策研究的重要方向。2015年，黃萃等和李江等提出了“政策文獻量化”的研究方法，該研究方法通過引入數學、統計學等原理，量化分析政策信息的結構要素，研究樣本量大、結構化或半結構化政策文本，可獲得客觀、可重現、可驗證的研究結果，是政策研究的一種新范式。張志強等提出了“學科信息學”的概念，是在科研創新活動中應用科學數據收集、存儲、處理、分析和可視化方法等信息科學技術開展學科領域的交叉研究，是大數據時代科研范式的重大變革。在此基礎上，曹玲靜等利用統計學、計量學等方法結合機器學習、自然語言處理、知識圖譜等計算機技術，對政策領域的多源海量異構數據開展了深入研究，豐富了“政策信息學”的內涵。相比傳統的政策量化分析，政策信息學是對政策信息大數據分析、政策過程規律分析與政策決策咨詢的綜合性研究過程，未來有可能成為政策科學的重要學科基礎之一。多位學者均應用了自然語言處理技術對金融、旅游、創新等領域的政策開展政策主題、高頻主題詞、語句語義分析等方面研究。自然語言處理是一門融語言學、計算機科學、數學等多學科為一體的交叉學科，對分散化政策信息的量化研究具有普適性，具有信息抽取、數據處理、文本挖掘等方面的優勢。
本文搜集整理621份國家和地方政府發布的氫能政策文件，基于政策信息學，利用自然語言處理技術，通過特征匹配提取政策文本中的結構化信息，構建政策文本庫，深入挖掘政策文本中與氫能有關的政策結構化數據信息，形成氫能政策中文專有名詞分詞表和實體關系規則庫，構建氫能政策要素信息數據庫，結合文本內容分析、數據定量分析、可視化分析等研究方法對氫能政策指標數據開展特征分析、比較分析、主題分析等多維度研究，建立了對我國氫能相關政策研究的“政策文本庫—要素信息數據庫—可視化分析”的自然語言處理流程（圖1）。
氫能政策文件獲取與整理。本研究采取瀏覽器自動化操作框架，以“氫”“氫能”“燃料電池”“燃料電池技術”“燃料電池汽車”等關鍵詞為檢索詞，從中國政府網、國家發展和改革委員會、工業和信息化部、科學技術部、國家能源局、地方政府等官方網站，以及北大法寶·法律法規數據庫、氫能產業大數據平臺等第三方網站，獲取自2001年11月—2022年12月的我國氫能相關政策文件，輔以人工篩選確認，獲得政策文件共計621份，并對其分類（圖2）。政策發文主體分類。采用文本分類法按政策發文主體進行分類，得到國家級政策文件共123份、省級政策文件共247份、市級政策文件共200份、縣（區）級政策文件共51份。專項特征分類。以政策標題中包含“氫能”“氫燃料電池”“氫燃料電池汽車”“加氫站”為專項特征對所得的621份文件進行分類，得到氫能領域專項政策文件共222份（國家級政策文件共6份、其他級政策文件共216份），非專項政策文件共399份（國家級政策文件共117份，其他級政策文件共282份）。
氫能政策要素信息數據庫構建。本研究利用自然語言處理技術，通過特征匹配提取氫能政策文本的政策名稱、發文時間、發文機構、所屬地域等結構化信息，構成氫能政策文本庫。通過構建氫能專有詞匯庫、政策時間描述詞匯庫、政策地域描述詞匯庫，構成氫能政策中文專有名詞分詞表。依托專有名詞分詞表對政策文本分詞和中文分詞結果進行依存句法分析與語義依存分析，將依存句法信息與語義依存融合后再與命名實體識別獲取的無序實體相結合，分析無序實體潛在關系，構建實體關系規則庫；依托規則庫獲取氫能政策中指標名稱、目標數據、時間要素、地點要素等數據信息，應用詞頻-逆文本頻率指數（TF-IDF）與隱含狄利克雷分布（LDA）2種信息檢索與數據挖掘技術制作氫能政策主題模型，對數據清洗后的分詞結果進行主題詞分析，獲取氫能政策文件的主題信息。
我國氫能政策研究與討論
我國氫能政策主題演化軌跡分析
本文梳理了我國氫能政策文本庫中時間要素和指標數據庫中主題要素，聚焦政策文本中包含“氫”及“燃料電池汽車”的段落內容，計算政策相關段落內容核心主題詞的相異度，確定了“研究”“技術”“項目”“示范”“建設”“推廣”“生產”“企業”“產業”共9類氫能政策主題詞，采用最值歸一化法按年份計算氫能政策主題詞的概率分布，繪制我國氫能政策主題演變圖（圖3）。
2001—2022年，我國氫能政策主題詞類型呈現從“技術”“示范”“建設”逐漸向“產業”“建設”遷移的特征。具體表現為：2001—2013年，我國氫能政策主題詞中“技術”類分布映射值為1，反映了在我國氫能產業起步階段，相關政策重點支持氫能技術研發。其中，2008年，北京奧運會期間試運行了3輛氫燃料電池客車，并投用了首座車用加氫站，促進了燃料電池汽車小規模示范應用；2009—2013年，政策導向以技術研發為主，氫能在燃料電池汽車領域獲得了一定的技術突破與成果積累。20九宮格14—2017年，氫能政策的主題詞以“示范”“建設”“生產”和“企業”為主。2014—2015年的關鍵主題詞是“示范”和“建設”，2017年的關鍵主題詞是“企業”和“生產”，反映出這4年時間內，氫能及燃料電池汽車的政策重點逐漸由技術向產業示范過渡。2018—2020年，氫能政策中“產業”和“建設”主題詞的分布映射值為1，這意味著氫能政策具有“產業”導向特征，氫能產業由規模示范轉變為城市群式發展，培育龍頭企業與戰略性新興產業成為政策支持的重點。 2021年以來，氫能政策中“建設”主題詞的分布映射值為1，支持加氫站等基礎設施建設的政策逐漸增加，反映我國日益重視氫能產業的基礎設施建設，采取政策措施強化氫能產業鏈的整體布局，通過上述措施，推動氫能規模化應用。
我國氫能政策的區域特征分析
本研究使用中文人名識別算法（CPCA），對我國氫能政策結構化數據和信息要素進行地名匹配、提取與分類，將得到的數據進行可視化分析（圖4）。
數據結果顯示，各地方政府對氫能產業發展的響應存在較大差異，我國氫能政策發布區域集中，政策引導形成了跨地域、跨省份的示范城市群，顯示出氫能產業集中區域帶動周邊臨近區域協同發展的特征。從氫能政策的發文數量看，廣東以52份的發文量居于榜首，山東、上海、浙江和江蘇氫能政策的發文量超過30份，河南、四川、河北、北京、內蒙古和遼寧等氫能政策的發文量超過20份，上述省份均出臺了專項政策部署氫能發展；而貴州、新疆和西藏等僅在各自“十四五”規劃或可再生能源規劃中提及氫能。從區域格局看，我國氫能政策集中分布在廣東、中東部沿海、京津冀和內蒙古4個區域，在空間上呈現顯著的區域集群效應。2020年，自財政部、工業和信息化部等五部門聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》和《關于啟動新一批燃料電池汽車示范應用工作的通知》以來，五大城市群涉及的廣東、上海、江蘇、浙江、北京、山東、內蒙古、河北、河南等省份均明確制定了氫能生產、燃料電池汽車和加氫站的發展目標，確定了氫能產業鏈的關鍵技術及氫燃料電池汽車核心部件研發的重點任務，積極推動氫能及燃料電池產業化示范，這些區域表現出氫能政策密集、產業規劃集中的特點。四川、遼寧雖未列入示范城市群，但在政策驅動下，也加快了氫能產業的布局。
我國氫能政策的產業鏈規劃特征分析
本研究利用TF-IDF和LDA主題模型，對氫能政策文本庫進行氫能“制儲輸用小樹屋加”產業鏈環節主題詞數據挖掘，將高頻主題詞與氫能產業鏈各環節主要發展方向進行關聯歸類，確定氫能產業鏈核心主題詞15類，其中，制氫環節核心主題詞為“可再生能源制氫”、“工業副產氫”和“化石能源制氫”，儲氫環節核心主題詞為“液態”“固態”和“氣態”，輸氫環節核心主題詞為“管道”和“拖車”，用氫環節核心主題詞為“交通”“電力”“石化化工”“建筑”“鋼鐵”“水泥”，加氫環節核心主題詞為“加氫站”，各產業環節未歸類主題詞合并統計為“其他主題詞”。對我國氫能領域專項政策和非專項政策中出現的上述各環節主題詞進行中文詞頻量化統計（表2），對詞頻分布進行可視化分析（圖5）。
研究結果顯示，我國的氫能政策在“制儲輸用加”產業環節的規劃較不均衡，產業鏈各環節主題詞的出現頻次差異較大。 詞頻分析。總體上，氫能政策各環節主題詞的詞頻數反映了我國氫能政策對產業鏈各環節的規劃力度和側重程度，圖5反映用氫環節主題詞的詞頻數遠大于其他產業環節，這說明我國氫能政策對用氫產業環節的規劃力度最大。加氫時租環節主題詞詞頻相對較高，九宮格但其詞頻總數僅達到用氫環節主題詞總詞頻的一半。而制氫、儲氫、輸氫產業環節主題詞頻數依次更少，詞頻數顯著低于用氫和加氫2個環節的主題詞詞頻。我國氫能政策規劃重點主要集中在產業鏈的終端用氫環節，傾向于部署加氫站建設管理，而對制氫、儲氫、輸氫產業環節的規劃力度明顯不足。 政策類型分析。氫能“制儲輸用加”5個產業環節的主題詞主要分布于專項政策中，綜合性、非專項政策的規劃力度較弱，專項政策對我國氫能產業發展起到重要的引領作用；相對而言，用氫環節與制氫環節的非專項政策規劃力度略高于其他產業環節，反映我國氫能制取和終端應用的產業環節具有多領域交叉關聯的特點，在發展過程中需多個部門和不同領域加大關注力度，使多種政策形成合力推動產業多元化發展。文本內容分析。對5個產業環節核心高頻詞及其文本內容分析（表2），制氫產業環節中可再生能源制氫詞頻最多，在其相應政策文本內容中，氫能領域政策側重部署各類“可再生能源+電解水制氫”的產業規劃和技術路線，引導氫能參與可再生能源規模化應用及電力系統、儲能體系的建設，但僅有內蒙古、寧夏等明確提出了綠氫發展目標與示范任務，綠氫規模化發展的政策不夠充分。用氫產業環節中約70%的政策核心詞集中于燃料電池車等交通領域，在工業、建筑等應用領域規劃力度不足。儲氫與輸氫產業環節的政策核心主題詞與關鍵核心技術研發、設備和材料的國產化等內容密切相關，反映我國氫能產業鏈的儲氫、輸氫產業環節存在技術水平不足、應用成本過高等問題，亟須通過政策支持引領，強化技術研發布局，解決氫能產業薄弱環節的技術難題。
我國氫能政策的目標規劃特征分析
我國各級氫能政策明確提出“燃料電池汽車”和“加氫站”的規劃目標，而對制氫、儲氫、輸氫產業環節及其他應用領域（如電力、石化化工、建筑、鋼鐵等行業）僅部署了產業方向，尚未提出具體的發展目標。依托氫能政策要素信息數據庫，對氫能產業規劃目標數據進行可視化分析（圖6）。
在全國各省份的氫能政策中，各類燃料電池汽車數量和加氫站數量到2025年的規劃目標分別達到了112 000輛和1 139座，與國家《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》中2025年的規劃目標相比，省份規劃的燃料電池汽車保有量目標總和遠高于國家的規劃目標，約為國家規劃目標的2倍，全國各省份規劃的加氫站建設目標高于中國汽車工程學會預測的目標，五大城市群的燃料電池汽車和加氫站的規劃目標占比分別超過各省份規劃總和的70%和80%，這凸顯了氫能在燃料電池汽車應用領域規劃較集中的特征。
分析全國各省份氫能政策文本，發現政策規劃重點布局于燃料電池汽車產業鏈，技術創新主要聚焦在燃料電池技術、關鍵裝備研發等領域，示范應用主要集中在以公共交通運輸為主的交通領域。這反映出我國氫能產業規劃場景集中的特征，產業路徑同質化現象嚴重。氫能是多能融合技術體系的重要平臺之一，可與化工、鋼鐵等脫碳困難的工業流程深度融合，是實現我國工業低碳/零碳流程再造的重要技術路線，但就用氫端的產業規劃而言，現有的政策目標和行動措施缺乏對氫能產業多元化發展的足夠引導。
結論與建議
本文基于政策信息學，利用自然語言處理技術深度挖掘了我國621份氫能政策的文本內容、指標數據等信息，構建了氫能政策研究數據庫，進而應用文本內容分析、數據定量分析、可視化分析等方法，開展了氫能政策研究，反映了我國氫能領域逐漸形成了“1+N”政策體系。本研究發現氫能政策主題呈現從“技術研發”向“示范應用”過渡，并快速進入“產業建設”的變遷歷程；我國地方政府加快氫能規劃布局，跨區域構建了五大燃料電池汽車示范城市群，形成了空間聚集式發展的產業格局；氫能產業鏈上各環節的規劃力度均衡性相差較大，用氫產業環節的政策規劃力度最大，且主要集中在交通領域中。針對以上情況，提出以下4個方面的建議。
加強氫能產業頂層設計，發揮示范城市群引領帶動作用。五大城市群在交通領域對氫能的推廣應用，提供了較好的產業示范路徑，但也產生了產業過度集中的問題。國家應統籌全局，加強宏觀調控，增強區域競爭優勢，引導氫能產業錯位發展，規避產業雷同與重復建設；政府部門應及時總結推廣示范城市群的有效經驗，發揮政策引領與協同帶動效應，促進形成有序、健康的氫能產業。
加強氫能技術創新部署，推動產業鏈與創新鏈深度融合。國家有關部委應聚焦我國氫能“制儲輸用加”產業鏈薄弱環節技術需求，部署國家重點研發計劃等重大科技任務，加強針對氫能領域的應用基礎研究，加快核心技術和共性技術的攻關工作；加強“政—產—學—研”合作，支持領軍企業牽頭建設創新聯合體，提升氫能產業創新體系的整體效能。同時，面向世界科技前沿，國家有關部委應加強科技規劃布局，提前部署氫能前沿顛覆性技術攻關工作，加快推動光解水制氫、氫氨融合等技術發展，力爭實現新技術的重大突破，奠定我國氫能產業高質量發展的基礎優勢。
明確綠氫產業政策規劃目標，促進能源結構綠色低碳轉型。我國能源結構轉型需要不斷提高非化石能源消費比重，氫能將在非化石能源的規模化應用中發揮重要作用。國家和地方政府應加強氫能與可再生能源消納、風光氫儲能、氫能耦合電力系統等產業的規劃布局，有風、光等可再生能源條件的地區應制定明確的綠氫發展目標與示范任務，探索綠氫交易、氫儲能電力市場和氫能自愿碳減排項目開發等激勵機制，不斷提高綠氫生產消費比例，推動氫能融入能源結構轉型過程。
發揮政府資金引導作用，推動氫能在難減排與難電氣化等工業領域的應用。氫能在工業領域的多元化應用是“難減排”深度脫碳、“難電氣化”高位熱能綜合利用問題的重要解決方案之一。地方政府應部署產業專項基金，引導氫能深度參與化工、鋼鐵、水泥、電力等領域的多能融合技術應用示范；加大財政資金補貼力度，鼓勵企業主動采用首臺（套）技術、裝備，推動氫能在低碳/零碳工藝流程再造中發揮重要作用。
（作者：黃冬玲、袁小帥、靳國忠、曹恒、李婉君、蔡睿，中國科學院大連化學物理研究所；劉源，中國科學院大連化學物理研究所 大連工業大學信息科學與工程學院；蔡遠航，中國科學院大連化學物理研究所 大連大學信息工程學院；劉俐，大連工業大學信息科學與工程學院。《中國科學院院刊》供稿）
