中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：早在上世紀(jì)90年代中期，氫就作為“提供脫碳，可持續(xù)能源系統(tǒng)必不可少的元素”而被寄予厚望，但此后20年的發(fā)展進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人們的期望。2015年，根據(jù)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的1.5℃溫升和凈零排放目標(biāo)，2030年前全球脫碳速度需提高5倍方可實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。由于交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域脫碳的復(fù)雜性及難度，僅靠可再生能源遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足二氧化碳或溫室氣體凈零排放的“脫碳”要求。氫能由于具備來(lái)源多樣、清潔低碳、安全、靈活高效、應(yīng)用場(chǎng)景豐富等特點(diǎn)，再次受到重視，被視為未來(lái)十年替代碳?xì)浠衔?、?yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵要素。
近年來(lái)，氫能因其在能源轉(zhuǎn)型和工業(yè)脫碳中的重要作用日益受到關(guān)注，但氫能作為一個(gè)“產(chǎn)業(yè)”在各國(guó)都處于初步發(fā)展階段。
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)
氫能產(chǎn)業(yè)，無(wú)論從氫的制造、運(yùn)輸和儲(chǔ)存，還是氫作為能源利用方面都還屬于萌芽狀態(tài)的產(chǎn)業(yè)。目前，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出如下三個(gè)特點(diǎn)。
1. 我國(guó)氫氣產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好條件
我國(guó)存在著一個(gè)以化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫回收的生產(chǎn)和非能源利用的“氫氣產(chǎn)業(yè)”，并且這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模。據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2012—2020年，中國(guó)氫氣產(chǎn)量整體呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，年產(chǎn)量從1600萬(wàn)噸增加到2500萬(wàn)噸，是世界第一大產(chǎn)氫國(guó)家。其中，中國(guó)石化和國(guó)家能源集團(tuán)是國(guó)內(nèi)氫氣產(chǎn)量最大的兩家企業(yè)。2020年，中國(guó)石化氫氣年生產(chǎn)量達(dá)350萬(wàn)噸，占全國(guó)氫氣產(chǎn)量的14%；國(guó)家能源集團(tuán)年生產(chǎn)400萬(wàn)噸，占?xì)錃饪傮w產(chǎn)量的16%。此外，2020年，我國(guó)金屬儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)量已超過(guò)日本，成為世界最大儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)。
與“氫氣”產(chǎn)業(yè)相比，我國(guó)“氫能”產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于初級(jí)階段。目前2500萬(wàn)噸氫氣產(chǎn)量中，僅有1%左右作為能源使用。但我國(guó)氫氣產(chǎn)量和儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)量世界第一，為我國(guó)氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)利用和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，主要表現(xiàn)在：
第一，我國(guó)氫燃料電池車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量及加氫站數(shù)量居世界前列。與電動(dòng)汽車(chē)相比，全球氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于萌芽狀態(tài)。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)，2020年，全球共銷(xiāo)售氫燃料電池汽車(chē)9006臺(tái)。其中韓國(guó)是全球最大的氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)，銷(xiāo)量為5823臺(tái)；中國(guó)則是全球第二大氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)，銷(xiāo)量為1177臺(tái)。
截至2020年底，中國(guó)的氫燃料電池汽車(chē)保有量?jī)H次于韓國(guó)和美國(guó)，居全球第三。韓國(guó)是全球唯一氫燃料電池汽車(chē)保有量超過(guò)1萬(wàn)輛的國(guó)家。從氫燃料電池汽車(chē)的加氫站數(shù)量看，2020年，日、德、中三個(gè)國(guó)家加氫站共有311座，占全球總數(shù)的56%。其中中國(guó)加氫站為69座，居全球第三。
第二，氫能源作為技術(shù)密集型行業(yè)，有著極高的技術(shù)要求。盡管我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的一些關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平還有差距，但近年來(lái)我國(guó)氫能利用技術(shù)研發(fā)能力有了長(zhǎng)足進(jìn)步。
早期，我國(guó)氫能源相關(guān)技術(shù)的研發(fā)較為緩慢，專(zhuān)利年申請(qǐng)量不足百件。自2015年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)氫能源專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量迅速攀升。根據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)媒體IPRdaily與incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心聯(lián)合發(fā)布的“2020上半年全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利排行榜（TOP100）”全球前100名企業(yè)中，中國(guó)石化的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量（434件）位列第一，遠(yuǎn)高于其他企業(yè)。入榜的前100名企業(yè)主要來(lái)自13個(gè)國(guó)家和地區(qū)，中國(guó)占比45%，日本占比15%，美國(guó)占比13%，德國(guó)占比7%；英國(guó)和韓國(guó)各占比4%。
為推進(jìn)氫能技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，2018—2020年，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)。其中，科技部通過(guò)該重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)部署了27個(gè)氫能研發(fā)項(xiàng)目，研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入約5億元。從重點(diǎn)轉(zhuǎn)向分布的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看，下游應(yīng)用是氫能源2018—2020年研發(fā)任務(wù)的重點(diǎn)，其次是制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)。在2018—2020年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目中，燃料電池技術(shù)類(lèi)有14個(gè)，占總項(xiàng)目的51.9%；制氫技術(shù)類(lèi)5個(gè)，占比18.5%；儲(chǔ)氫技術(shù)類(lèi)6個(gè)，占比22.2%；加氫站技術(shù)類(lèi)2個(gè)，占比7.4%。2021年，科技部更加重視重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目分布的均衡性。
在2021年2月1日發(fā)布的《關(guān)于對(duì)“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃氫能技術(shù)等18個(gè)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南征求意見(jiàn)的通知》中，重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目在燃料電池技術(shù)類(lèi)、制氫技術(shù)類(lèi)和儲(chǔ)氫技術(shù)類(lèi)的分布比例各為32%。
2. 我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策框架進(jìn)一步完善
在2006年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》所確定的發(fā)展重點(diǎn)中，“氫能及燃料電池技術(shù)”被列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的一種先進(jìn)能源技術(shù)。不過(guò)，這主要停留在科學(xué)研究層面，直到2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》和2014年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)（2014—2020年）》，國(guó)家才正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的一個(gè)方向。
2020年以來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了一系列氫能相關(guān)政策，使我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策框架得以進(jìn)一步完善。主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。
一是發(fā)布政策文件的政府部門(mén)和機(jī)構(gòu)多。包括財(cái)政部、工信部、科技部、發(fā)展改革委、司法部、國(guó)家能源局、國(guó)家關(guān)稅稅則委員會(huì)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)等。很多政策文件都是兩個(gè)以上的部委局聯(lián)合制定發(fā)布，這表明氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，引起相關(guān)部委局的高度重視。
二是政策文件涵蓋了影響氫能產(chǎn)業(yè)的各個(gè)方面。既包括氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與布局，也包括制氫、儲(chǔ)氫、燃料電池、加氫站等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，還包括氫能技術(shù)研發(fā)支持重點(diǎn)、氫能支持項(xiàng)目申報(bào)流程和評(píng)價(jià)方法等，使我國(guó)氫能支持政策的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性得到極大改善。
三是政策手段以政府規(guī)劃指導(dǎo)和財(cái)政補(bǔ)貼為主。同時(shí)，通過(guò)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)良性競(jìng)爭(zhēng)，通過(guò)降低部分氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵進(jìn)口零部件關(guān)稅等方式支持國(guó)內(nèi)氫能設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。到目前為止，我國(guó)已經(jīng)發(fā)布實(shí)施氫能和燃料電池技術(shù)、應(yīng)用、檢測(cè)、安全相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)80項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約40項(xiàng)。這些技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氫能和氫燃料電池汽車(chē)規(guī)范發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。
3. 各地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以燃料電池汽車(chē)為主導(dǎo)方向
除了國(guó)家層面的戰(zhàn)略重視之外，全國(guó)31個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）均發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。有的地方是在該省的“十四五”規(guī)劃與2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要這樣的綜合性政策規(guī)劃文件中對(duì)氫能發(fā)展做出部署和規(guī)劃，如安徽、湖南、云南、黑龍江、陜西等??；有的地方則在綜合性規(guī)劃文件之外，發(fā)布了專(zhuān)門(mén)的氫能源相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)政策或規(guī)劃，如北京、山東、河北、天津、四川、浙江、寧夏等省市區(qū)；一些省市則通過(guò)氫燃料汽車(chē)等相關(guān)政策規(guī)劃發(fā)布?xì)淠茉串a(chǎn)業(yè)建設(shè)目標(biāo)。
值得注意的是，幾乎所有發(fā)布專(zhuān)門(mén)氫能產(chǎn)業(yè)政策的省市區(qū)都把氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向和重點(diǎn)放在了燃料電池汽車(chē)及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上，盡管氫能發(fā)展目前在全球范圍受到高度重視的關(guān)鍵不在于陸地交通，而是因?yàn)闅淠茉谝恍懊撎肌彪y度大的工業(yè)部門(mén)所體現(xiàn)出的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
從主要省市區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃所制定的目標(biāo)可以清晰地看出，燃料電池汽車(chē)及其產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)歉鞯匕l(fā)展氫能的主因，甚至是唯一選擇。表1中列舉的13個(gè)省市自治區(qū)中，除了寧夏以外，其余省市自治區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃都具體為氫燃料電池汽車(chē)的生產(chǎn)或推廣目標(biāo)，其中還有兩個(gè)?。ㄉ綎|和浙江）規(guī)劃了氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)能目標(biāo)。對(duì)于氫能在其他領(lǐng)域的應(yīng)用則沒(méi)有涉及。
表1 主要省市自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)
資料來(lái)源：產(chǎn)業(yè)前瞻研究院
當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題
在我國(guó)當(dāng)前氫能利用的技術(shù)、材料和設(shè)備制造水平下，各地紛紛大規(guī)模鼓勵(lì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策已經(jīng)初步帶來(lái)了一些不利影響，突出的問(wèn)題有三個(gè)。
1. 我國(guó)制氫原料以化石能源為主導(dǎo)，二氧化碳排放量壓力大
中國(guó)是世界第一產(chǎn)氫大國(guó)，2020年全國(guó)氫氣產(chǎn)量約2500萬(wàn)噸。這些氫氣基本是作為工業(yè)原料，作為能源使用的“氫”微乎其微。從制氫的原料及方式看，我國(guó)和全球一樣，基本是化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)品提純制氫。如表2所示，我國(guó)化石能源制氫包括煤制氫、天然氣重整制氫和石油制氫，三種制氫原料及技術(shù)路線(xiàn)產(chǎn)量占比分別為43%、16%和13%；工業(yè)副產(chǎn)提出制氫主要是焦?fàn)t煤氣和氯堿尾氣制氫，其產(chǎn)量占28%；電解水制氫和其他制氫方式占比微乎其微。
表2 我國(guó)制氫原料來(lái)源與二氧化碳排放量
資料來(lái)源：清華大學(xué)、作者計(jì)算
在氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的大背景下，化石能源制氫必須要考慮其產(chǎn)生的大量二氧化碳排放問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)不同技術(shù)路線(xiàn)制氫的產(chǎn)量占比及其碳排放數(shù)據(jù)，按照2020年我國(guó)氫氣產(chǎn)量2500萬(wàn)噸計(jì)算，2020年我國(guó)煤制氫的產(chǎn)量為1075萬(wàn)噸，按照每公斤氫氣制備排放20公斤二氧化碳計(jì)算，其二氧化碳年排放量為2.15億噸；天然氣重整制氫產(chǎn)量為400萬(wàn)噸，排放二氧化碳為4000萬(wàn)噸；石油制氫產(chǎn)量325萬(wàn)噸，排放二氧化碳3250萬(wàn)噸；工業(yè)副產(chǎn)提純制氫700萬(wàn)噸，排放二氧化碳3500萬(wàn)噸。2020年化石能源制氫合計(jì)排放二氧化碳3.225億噸，大致占我國(guó)工業(yè)過(guò)程排放二氧化碳量的24.8%。
有鑒于此，在“綠氫”不具備真正的成本競(jìng)爭(zhēng)力之前，大規(guī)模推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將導(dǎo)致“灰氫”規(guī)?？焖贁U(kuò)張和二氧化碳排放量快速增加，不利于我國(guó)“雙碳”工作的推進(jìn)。
2. 地方過(guò)快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致低水平重復(fù)投資
從全球看，歐盟主要國(guó)家及美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)都發(fā)布了“氫能發(fā)展戰(zhàn)略”或“路線(xiàn)圖”，但在氫能開(kāi)發(fā)方面，基本處于技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范階段，氫能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)總體上還不具備大規(guī)模商業(yè)推廣的條件。
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在燃料電池技術(shù)發(fā)展、氫能產(chǎn)業(yè)裝備制造等方面相對(duì)落后。關(guān)鍵零部件主要依靠進(jìn)口，燃料電池的關(guān)鍵材料包括催化劑、質(zhì)子交換膜以及炭紙等材料大都采用進(jìn)口材料；關(guān)鍵組件制備工藝亟需提升，膜電極、空壓機(jī)、雙極板、氫循環(huán)泵等和國(guó)外存在較大差距；氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于氫品質(zhì)、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站和安全標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容較少，難以滿(mǎn)足國(guó)際技術(shù)通則以系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的要求。
另外，高精度氫氣品質(zhì)檢測(cè)和高靈敏度氫氣泄露等重要測(cè)試裝備欠缺，權(quán)威檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)仍未形成。從全球范圍氫能專(zhuān)利布局來(lái)看，大量核心專(zhuān)利掌握在美國(guó)、日本等國(guó)手中，我國(guó)尚未成為主導(dǎo)國(guó)際氫能發(fā)展的技術(shù)來(lái)源方。
因此，從技術(shù)研發(fā)實(shí)力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)2025年之前還不具備大規(guī)模商業(yè)化的條件，但目前各地氫能規(guī)劃和氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)已呈現(xiàn)過(guò)熱苗頭。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)規(guī)劃的省市，地級(jí)市以上有50多個(gè)，除大的省區(qū)以外，70%的省都提出要發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，規(guī)劃氫燃料電池電堆總產(chǎn)能已經(jīng)高達(dá)3000兆瓦，燃料電池汽車(chē)總產(chǎn)能超過(guò)10萬(wàn)輛，規(guī)劃總投資超過(guò)2000億。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、國(guó)產(chǎn)化率低、成本高等短板明顯的情況下，各地這種一哄而上大規(guī)模布局的做法，將導(dǎo)致氫能產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)和資源浪費(fèi)，影響我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
3. 我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的應(yīng)用場(chǎng)景選擇過(guò)于單一
氫能具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，因而“綠氫”在一些難以脫碳的領(lǐng)域被寄予厚望。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)（HydrogenCouncil）發(fā)布的《氫能洞察》指出，從總體擁有成本（TCO）看，在全球制氫、儲(chǔ)運(yùn)、配送成本快速下降的趨勢(shì)下，氫能在各領(lǐng)域的應(yīng)用潛力將逐步凸顯，到2030年，氫能可在22種終端應(yīng)用中成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的減碳解決方案，包括煉油、化肥、商用車(chē)、長(zhǎng)途卡車(chē)運(yùn)輸、航運(yùn)和氫冶煉等應(yīng)用領(lǐng)域。
然而，當(dāng)前我國(guó)各地氫能發(fā)展方向基本局限在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域，示范應(yīng)用主要集中在以公交車(chē)為主要應(yīng)用場(chǎng)景的交通領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景單一，產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化突出。
從能源低碳轉(zhuǎn)型的過(guò)程看，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展選擇場(chǎng)景集中在交通領(lǐng)域?qū)⒖赡軐?dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題：
一是各地規(guī)劃的氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展集中在乘用車(chē)，對(duì)于燃料電池技術(shù)路線(xiàn)更具優(yōu)勢(shì)的中重型卡車(chē)的示范運(yùn)營(yíng)卻很少真正開(kāi)展。根據(jù)行業(yè)的看法，氫燃料電池汽車(chē)要到2025—2030年才具備產(chǎn)業(yè)化條件。而且，即使屆時(shí)真正具備了產(chǎn)業(yè)化條件，在不斷進(jìn)步的三元鋰電池和磷酸鐵鋰技術(shù)成本不斷降低的情況下，氫燃料電池車(chē)在中短途也并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，那么，當(dāng)前把規(guī)模集中于這一領(lǐng)域的氫能投資可能會(huì)“打水漂”。
二是一些脫碳真正困難、需要“氫能”的領(lǐng)域，如化工、冶煉、軌道交通、航空航天、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等領(lǐng)域反而進(jìn)展緩慢，無(wú)法真正發(fā)揮氫能的價(jià)值和潛力。
圖片
我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略思路
氫能是一種高效、清潔、靈活且應(yīng)用場(chǎng)景廣泛的能源載體，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)推動(dòng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)“脫碳”意義重大。
1. 在能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下，合理確定氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的地位
美國(guó)、歐盟和日本很早就制定了氫能的國(guó)家戰(zhàn)略。這些氫能發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略不僅確立了近期、中期和遠(yuǎn)期的發(fā)展路線(xiàn)圖，還根據(jù)氫能的三個(gè)重要特點(diǎn)明確指出氫能未來(lái)發(fā)展的三個(gè)重要方向：一是氫能作為一種能源形式，在氫基交通和作為未來(lái)合成動(dòng)力燃料基礎(chǔ)的應(yīng)用；二是氫能作為一種能量?jī)?chǔ)存器，它可以根據(jù)供給需求靈活地儲(chǔ)存可再生能源，并起到平衡供求關(guān)系的作用，從而使氫能作為能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要基石；三是氫能作為不同能源行業(yè)耦合的一個(gè)重要媒介，在無(wú)法直接使用可再生能源—電能的領(lǐng)域中，“綠氫”及其衍生產(chǎn)品是很多工業(yè)部門(mén)脫碳的重要途徑。
相比之下，我國(guó)從2019年開(kāi)始在全國(guó)很多地方掀起了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮，各地氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃千篇一律把發(fā)展方向落在了氫能交通方面，而對(duì)氫能作為能量?jī)?chǔ)存器和不同能源行業(yè)耦合的介質(zhì)這兩個(gè)特點(diǎn)的重要性缺乏足夠認(rèn)識(shí)。我們認(rèn)為，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下，合理確定氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的地位和發(fā)展重點(diǎn)。
當(dāng)前的能源轉(zhuǎn)型是為應(yīng)對(duì)全球變暖而推動(dòng)的，其完整的內(nèi)涵包括“一個(gè)目標(biāo)，兩個(gè)支柱”?！耙粋€(gè)目標(biāo)”是大幅度降低人類(lèi)活動(dòng)排放的二氧化碳量，以減緩全球變暖。兩個(gè)支柱分別是：第一，提高能源效率和節(jié)能，降低化石能源消費(fèi)總量，從而降低二氧化碳排放量。這在我國(guó)能源消費(fèi)以化石能源占主導(dǎo)地位的階段，對(duì)減少二氧化碳非常重要。第二，大力發(fā)展可再生能源替代化石能源，從而避免二氧化碳的排放。隨著一次能源消費(fèi)中可再生能源比重的快速提升，這一支柱將對(duì)碳減排起到越來(lái)越重要的作用。
可見(jiàn)，“脫碳”是當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的基本動(dòng)因。為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我國(guó)能源系統(tǒng)必須提前實(shí)現(xiàn)“零碳”。由于目前還不存在成熟的氫能利用場(chǎng)景，因此確定氫能在我國(guó)未來(lái)零碳能源的地位與作用，必須動(dòng)態(tài)考慮其他零碳能源既有作用情況下來(lái)確定。與其他可再生能源的技術(shù)路徑相比，氫能盡管有很多“理論上”的優(yōu)勢(shì)，但由于其要在5—10年才具有應(yīng)用上的“經(jīng)濟(jì)性”，所以，在這5—10年期間，如果其他零碳或低碳能源利用技術(shù)先于氫能獲得技術(shù)和規(guī)模上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，等到氫能在一些應(yīng)用場(chǎng)景具備產(chǎn)業(yè)化條件時(shí)，就沒(méi)有必要再出臺(tái)相應(yīng)的政策去推動(dòng)氫能替代既有的零碳或低碳能源及其利用技術(shù)了。因?yàn)樗鼈兌挤夏茉崔D(zhuǎn)型和碳中和的要求。
從這個(gè)角度看，“氫能”未來(lái)價(jià)值最大的的應(yīng)用場(chǎng)景不是公路交通，因?yàn)槟壳暗募冸妱?dòng)汽車(chē)技術(shù)不斷迭代，基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，相對(duì)氫燃料電池車(chē)來(lái)說(shuō)已經(jīng)具有越來(lái)越大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的地位和作用，不是在已經(jīng)具有成熟技術(shù)的交通領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模推廣，而是應(yīng)該彌補(bǔ)現(xiàn)有低碳和零碳能源技術(shù)無(wú)法解決的領(lǐng)域和應(yīng)用場(chǎng)景。其中特別重要的是在提高能源系統(tǒng)的靈活性方面，氫能具有非常重要的優(yōu)勢(shì)（如電力系統(tǒng)中電力供需的季節(jié)性調(diào)節(jié)），可以在解決建筑和工業(yè)部門(mén)脫碳問(wèn)題上發(fā)揮獨(dú)特的作用。
2. 從我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)實(shí)際出發(fā)，選擇氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的切入點(diǎn)
從“綠氫”角度看，氫能產(chǎn)業(yè)從制氫、儲(chǔ)氫和運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)都還不具備產(chǎn)業(yè)化的條件。因此，各國(guó)從自己實(shí)際出發(fā)，尋找能夠帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)某個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用場(chǎng)景，輔以政府扶持政策的推動(dòng)，以市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)氫能技術(shù)創(chuàng)新和迭代，從而帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的良性互動(dòng)。
歐洲從2000年開(kāi)始就持續(xù)地測(cè)試在天然氣中“摻氫”應(yīng)用的可行性，將其作為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的切入點(diǎn)。這是因?yàn)?，歐洲天然氣管網(wǎng)非常發(fā)達(dá)，天然氣通過(guò)管道進(jìn)入家庭民用，或者進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。在天然氣中摻入一定比例的氫氣，能夠在不影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下降低氮氧化物的排放。
歐洲經(jīng)過(guò)多年示范，發(fā)現(xiàn)天然氣系統(tǒng)多數(shù)部件都能比較好地適應(yīng)添加10%的氫氣。不過(guò)，天然氣汽輪機(jī)適應(yīng)氫氣摻混需小于5%，經(jīng)過(guò)整改和調(diào)整后的燃?xì)廨啓C(jī)能適應(yīng)的摻氫百分比為5%—10%。如果這些被添加的氫氣都是來(lái)自綠電制取，則天然氣“摻氫”這一應(yīng)用有利于推動(dòng)“綠氫”制取技術(shù)的進(jìn)步和制取成本的下降，從而帶動(dòng)整體氫氣產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降，有利于氫能在其他場(chǎng)景的應(yīng)用。
我國(guó)氫能發(fā)展應(yīng)借鑒歐洲的經(jīng)驗(yàn)，選擇符合中國(guó)實(shí)際的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點(diǎn)。
一是天然氣“摻氫”直接民用。我國(guó)西北地區(qū)太陽(yáng)能和風(fēng)能資源非常豐富，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電度電成本較低?？梢钥紤]在西北部分有水資源的地區(qū)，利用風(fēng)光電直接電解水制氫，再以“摻氫”的方式通過(guò)西氣東輸天然氣管道輸送到沿途的家庭用于做飯取暖，可以為我國(guó)“綠氫”發(fā)展提供一個(gè)啟動(dòng)市場(chǎng)，這樣可以避開(kāi)當(dāng)前氫氣儲(chǔ)存與運(yùn)輸成本高昂對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不利影響。
二是在鋼鐵領(lǐng)域推動(dòng)氫還原鐵技術(shù)減碳。中國(guó)石油大學(xué)利用煤復(fù)產(chǎn)焦?fàn)t氣制氫還原鐵技術(shù)，能夠?qū)⑽覈?guó)長(zhǎng)流程煉鋼的噸鋼二氧化碳排放量從目前的1.8噸左右下降到0.6噸左右，同時(shí)具備商業(yè)盈利性。這一技術(shù)的示范項(xiàng)目已經(jīng)在山西落地，一旦成熟推廣，將極大促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)在低碳轉(zhuǎn)型中的競(jìng)爭(zhēng)力。
3. 構(gòu)建創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的氫能產(chǎn)業(yè)政策框架
目前我國(guó)促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方向過(guò)于狹窄，基本圍繞氫燃料電池汽車(chē)展開(kāi)，對(duì)氫能技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)作用有限。從氫能在我國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的地位和作用看，一個(gè)以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向的完整氫能產(chǎn)業(yè)政策框架，至少應(yīng)該包括三個(gè)方面的體制改革和機(jī)制構(gòu)建。
一是基于傳統(tǒng)化石能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)的能源市場(chǎng)化改革和監(jiān)管機(jī)制重構(gòu)。傳統(tǒng)化石能源市場(chǎng)體制與機(jī)制構(gòu)建及其完善，是確保包括氫能在內(nèi)的綠色能源和碳市場(chǎng)效率的基礎(chǔ)制度條件，這一點(diǎn)在國(guó)內(nèi)相關(guān)討論中往往被忽略。傳統(tǒng)化石能源市場(chǎng)化改革和監(jiān)管機(jī)制重構(gòu)，包括電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)及其監(jiān)管機(jī)制重構(gòu)，油氣體制市場(chǎng)化改革與監(jiān)管機(jī)制重構(gòu)，應(yīng)向以市場(chǎng)起決定作用的能源體制機(jī)制轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)能源市場(chǎng)配置的效率優(yōu)化。
二是建立和完善與氫能應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)的市場(chǎng)機(jī)制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如，與氫能作為能量?jī)?chǔ)存介質(zhì)在電力供需季節(jié)性調(diào)節(jié)有關(guān)的市場(chǎng)機(jī)制的構(gòu)建，這是發(fā)現(xiàn)氫能在這一“服務(wù)”市場(chǎng)的價(jià)值及其實(shí)現(xiàn)所必要的機(jī)制；與氫能相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則包括氫能制取、運(yùn)輸和存儲(chǔ)方面的設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)等。
三是加快碳的外部性?xún)?nèi)在化的制度建設(shè)，包括碳減排交易市場(chǎng)及其相關(guān)制度和碳稅等。
這是給化石能源利用排放的“碳”合理定價(jià)，使碳排放成本成為企業(yè)決策的重要因素，促進(jìn)包括“綠氫”在內(nèi)的可再生能源發(fā)展和低碳技術(shù)創(chuàng)新的重要制度安排。為了使二氧化碳排放主體的碳排放成本內(nèi)部化，需要在逐步完善碳減排市場(chǎng)的同時(shí)，逐步將碳排放權(quán)交易的行業(yè)從電力擴(kuò)大到鋼鐵、水泥、化工等，驅(qū)動(dòng)這些行業(yè)從高碳向低碳轉(zhuǎn)型。比如，合理碳價(jià)會(huì)加快氫還原煉鐵技術(shù)落地，加快商業(yè)化進(jìn)程，推動(dòng)高碳鋼鐵工業(yè)向低碳鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型。（參考文獻(xiàn)略）
作者：朱彤 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所
