中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月23日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合重磅發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)劃”），為氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展指明方向。
規(guī)劃中明確，到2025年，初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。燃料電池車(chē)輛保有量約5萬(wàn)輛，可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬(wàn)噸/年，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬(wàn)噸/年。到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，產(chǎn)業(yè)布局合理有序，可再生能源制氫廣泛應(yīng)用，有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。到2035年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)?？稍偕茉粗茪湓诮K端能源消費(fèi)中的比重明顯提升，對(duì)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展起到重要支撐作用。
此前，在我國(guó)“30.60”雙碳目標(biāo)背景下，對(duì)于如何建設(shè)適應(yīng)新能源大規(guī)模并網(wǎng)的新型電力系統(tǒng)受到電網(wǎng)內(nèi)外各相關(guān)主體的高度關(guān)注。目前，社會(huì)各界對(duì)于新型電力系統(tǒng)建設(shè)多聚焦于調(diào)峰電源建設(shè)和電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)層面，而對(duì)于如何構(gòu)建與之相適應(yīng)消納產(chǎn)業(yè)協(xié)同體系，尤其是典型行業(yè)與電網(wǎng)建設(shè)有機(jī)結(jié)合的發(fā)展路徑關(guān)注較少。此次規(guī)劃的發(fā)布，可以說(shuō)也同步為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供了有力支撐，即通過(guò)逐步建立氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建負(fù)荷側(cè)多元化氫能應(yīng)用生態(tài)，支撐可再生能源消費(fèi)和能源綠色轉(zhuǎn)型。
為促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的有機(jī)融合，結(jié)合本次規(guī)劃發(fā)布，本文將梳理國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問(wèn)題，并據(jù)此總結(jié)氫能發(fā)展與新型電力系統(tǒng)建設(shè)相適應(yīng)的產(chǎn)氫、用氫模式，為雙碳目標(biāo)下的氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展路徑提供些許參考。
01
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 發(fā)展機(jī)遇
氫，分子質(zhì)量最小，來(lái)源豐富，質(zhì)量能量密度高，使用過(guò)程環(huán)境友好，無(wú)碳排放，被視為21世紀(jì)的理想能源，并在我國(guó)逐漸被提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度。一方面，由于風(fēng)光等可再生能源的波動(dòng)性催生儲(chǔ)能技術(shù)的跨越式變革，國(guó)家發(fā)改委明確將氫能納入新型儲(chǔ)能方式，由可再生能源制取氫氣，氫氣再轉(zhuǎn)化為終端能源，有利于促進(jìn)可再生能源消納，加快能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型。另一方面，中國(guó)工業(yè)和交通業(yè)高度依賴傳統(tǒng)化石能源，脫碳難度高。推行綠氫替代可促進(jìn)綠色化工、綠色交通的快速發(fā)展，助力工業(yè)、交通業(yè)等碳密集行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和。因此，可以說(shuō)氫能在我國(guó)的供需兩側(cè)均具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，不但在供給側(cè)可利用我國(guó)海量的風(fēng)光裝機(jī)資源進(jìn)行規(guī)?；茪?，解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)的消納問(wèn)題，還可在需求側(cè)利用我國(guó)遙遙領(lǐng)先的鋼鐵、水泥、多晶硅產(chǎn)量以及汽車(chē)保有量?jī)?yōu)勢(shì)，為氫能利用提供豐富場(chǎng)景和廣闊市場(chǎng)。
1.2 戰(zhàn)略布局
作為能源密度高、清潔、零碳、靈活的能源載體，氫能已得到全球一些國(guó)家和地區(qū)的廣泛關(guān)注。美國(guó)能源部提出“大規(guī)模融合氫能”的能源系統(tǒng)概念，德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家陸續(xù)發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展計(jì)劃，日本提出建設(shè)“氫能社會(huì)”、將氫能上升為國(guó)家重大戰(zhàn)略之一，早在2017年12月就已出臺(tái)《氫能源基本戰(zhàn)略》，旨在全球率先實(shí)現(xiàn)“氫社會(huì)”，以實(shí)現(xiàn)低碳社會(huì)發(fā)展目標(biāo)和尋求日本經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。這些國(guó)家都已認(rèn)識(shí)到氫能在未來(lái)能源系統(tǒng)乃至社會(huì)系統(tǒng)中的地位和作用，競(jìng)相開(kāi)始搶占產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)制高點(diǎn)，力爭(zhēng)使本國(guó)在此輪氫能變革中占得先機(jī)。
2018年以來(lái)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)在政策、技術(shù)、資本等多方面因素助推之下重新進(jìn)入公眾視野。新能源制氫、氫燃料電池、移動(dòng)式應(yīng)急保障電源等領(lǐng)域涌現(xiàn)出的商業(yè)案例，極大地?cái)U(kuò)展了氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的想象空間。根據(jù)中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟預(yù)測(cè)，2050年氫能在我國(guó)終端能源需求的比重將超過(guò)10%，氫氣需求量將超過(guò)1億噸。未來(lái)我國(guó)巨大的氫氣需求預(yù)期，已形成一個(gè)新的“風(fēng)口”，引發(fā)了相關(guān)行業(yè)、企業(yè)的強(qiáng)烈關(guān)注。
1.3 生產(chǎn)方式演變
按照氫氣制取過(guò)程中的碳排放強(qiáng)度，氫氣被分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫?；覛渲赣苫剂现卣频玫臍錃?，碳排放強(qiáng)度最高，技術(shù)成熟，適合大規(guī)模制氫，成本優(yōu)勢(shì)顯著，約占目前全球市場(chǎng)氫源供應(yīng)的96%。藍(lán)氫包括加裝碳捕集與封存（CCS）技術(shù)的化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，在灰氫的基礎(chǔ)上碳排放量大幅降低。綠氫即可再生能源制氫以及核能制氫，制氫過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生碳排放，是未來(lái)氫氣制取的主流方向。
由可再生能源電解水制氫，能有效解決可再生能源消納問(wèn)題，而如何提升電解水制氫的效率，降低技術(shù)成本，是突破該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前電解水制氫主要分為堿性電解水制氫、質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫、固態(tài)氧化物電解水制氫和陰離子交換膜（AEM）電解水制氫四種技術(shù)路線，其情況對(duì)比如表1所示。其中堿性電解水制氫技術(shù)成熟度最高，成本最低，但存在腐蝕問(wèn)題，且啟停響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，不適合波動(dòng)性電源。質(zhì)子交換膜電解水制氫目前已實(shí)現(xiàn)初步商業(yè)化，其響應(yīng)速度快，能適應(yīng)波動(dòng)性電源，但成本較高，且中國(guó)在質(zhì)子交換膜等核心技術(shù)上有待進(jìn)一步突破。固態(tài)氧化物電解水制氫效率高，工作溫度高，目前處于小規(guī)模示范階段。陰離子交換膜電解水制氫結(jié)合了堿性電解水制氫和質(zhì)子交換膜電解水制氫的優(yōu)點(diǎn)，成本較低，且能很好地適應(yīng)波動(dòng)性電源。該技術(shù)目前尚處于研發(fā)階段，生產(chǎn)規(guī)模受到限制。
表1. 四種電解水制氫技術(shù)對(duì)比
目前，我國(guó)氫氣供給結(jié)構(gòu)中約77.3%來(lái)自于化石能源制氫，21.2%來(lái)自于工業(yè)副產(chǎn)氫，僅1.5%由電解水制氫提供。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟對(duì)未來(lái)中國(guó)氫氣供給結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)，中短期來(lái)看，中國(guó)氫氣來(lái)源仍以化石能源制氫為主，以工業(yè)副產(chǎn)氫作為補(bǔ)充，可再生能源制氫的占比將逐年升高。到2050年，約 70%左右的氫由可再生能源制取，20%由化石能源制取，10%由生物制氫等其他技術(shù)供給。
1.4 各類消納途徑
氫氣用途廣泛，是重要的能源介質(zhì)和化工原料氣，可被廣泛應(yīng)用于交通、工業(yè)等各行業(yè)。
在交通行業(yè)，以氫燃料電池為動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛使用端的零碳排放。相比電動(dòng)交通工具，氫動(dòng)力優(yōu)勢(shì)是可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)續(xù)航，在低溫環(huán)境下有較好適應(yīng)性，同時(shí)氫氣加注速度遠(yuǎn)高于充電速度。因此，氫動(dòng)力在貨用卡車(chē)、長(zhǎng)途汽車(chē)應(yīng)用方面中有著較大先天優(yōu)勢(shì)。氫動(dòng)力飛機(jī)、氫動(dòng)力船舶以氫代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油，在保證續(xù)航和載重能力的同時(shí)，更加清潔環(huán)保，相關(guān)研究正在火熱進(jìn)行中，全球已有少量示范案例。
在工業(yè)領(lǐng)域，以煤化工、石油化工和鋼鐵冶金為代表，氫氣作為重要原料氣，用途非常廣泛，消耗規(guī)模也十分巨大。合成氨、合成甲醇、原油提煉等，均離不開(kāi)氫氣。用綠氫代替?zhèn)鹘y(tǒng)灰氫，發(fā)展綠色化工，是化工行業(yè)碳減排的重要途徑。其次，氫氣是重要的工業(yè)還原氣體，在鋼鐵行業(yè)，用氫氣直接還原法代替碳還原法，是降低煉鋼行業(yè)碳排放量的有效手段，在國(guó)內(nèi)外已有少量示范項(xiàng)目。然而，氫能煉鋼需要大量的氫氣供給，這需要成熟且低成本的氫能供應(yīng)鏈作為支撐，也需要耐高溫和耐腐蝕的設(shè)備材料、氫氣直接還原鐵等技術(shù)突破。
在電子工業(yè)中，芯片生產(chǎn)需要用高純氫氣作為保護(hù)氣，多晶硅的生產(chǎn)需要?dú)錃庾鳛樯L(zhǎng)氣。目前國(guó)內(nèi)多晶硅生產(chǎn)工藝中，氫氣消耗量約為500~1500 標(biāo)準(zhǔn)立方米/噸Si。隨著信息技術(shù)和光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子工業(yè)對(duì)氫氣的需求量持續(xù)增長(zhǎng)。
02
氫能產(chǎn)業(yè)面臨問(wèn)題
本次規(guī)劃的發(fā)布，也明確指出了目前氫能產(chǎn)業(yè)面臨的一些問(wèn)題，例如“我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)總體仍處于發(fā)展初期，相較于國(guó)際先進(jìn)水平，仍存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、技術(shù)裝備水平不高，支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性制度滯后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑尚需進(jìn)一步探索等問(wèn)題和挑戰(zhàn)?！薄巴瑫r(shí)，一些地方盲目跟風(fēng)、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)、低水平建設(shè)的苗頭有所顯現(xiàn)?！苯Y(jié)合本次規(guī)劃，筆者通過(guò)整理目前文獻(xiàn)及報(bào)道，總結(jié)出氫能產(chǎn)業(yè)面臨問(wèn)題主要可歸納為“一低兩高一集中”。
2.1 發(fā)展水平低
從全球看，雖然歐盟主要國(guó)家及美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)都發(fā)布了國(guó)家氫能戰(zhàn)略，但基本都處于技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范階段，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。
2.2 參與熱情高
但是，上述這些限制條件并未影響各級(jí)政府的參與熱情。截至目前，我國(guó)30多個(gè)省級(jí)行政區(qū)將發(fā)展氫能納入“十四五”規(guī)劃中，政府工作報(bào)告多次提及氫能與燃料電池，相繼出臺(tái)了氫能發(fā)展規(guī)劃和支持政策。然而，正由于氫能產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)而復(fù)雜，且多項(xiàng)技術(shù)處于發(fā)展初期，資源零散、利用率低、重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題較為突出。例如，在各地資源稟賦差異化的情況下，地方政府的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中幾乎都覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈；個(gè)別地區(qū)光照年有效利用小時(shí)數(shù)不足1000小時(shí)，卻在規(guī)劃中大力發(fā)展光伏制氫；部分地區(qū)對(duì)氫燃料在交通領(lǐng)域的滲透率樂(lè)觀估計(jì)，氫燃料汽車(chē)和加氫站的規(guī)劃建設(shè)遠(yuǎn)超實(shí)際需求；全國(guó)興建氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)和氫能小鎮(zhèn)超過(guò)30個(gè)，對(duì)于氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的實(shí)際推動(dòng)作用卻與藍(lán)圖相距甚遠(yuǎn)。
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。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)投資和資源浪費(fèi)，影響我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
2.3 制氫碳排放高
目前，不但各類新能源發(fā)電企業(yè)將電解水制氫提上日程，一些傳統(tǒng)能源行業(yè)企業(yè)也紛紛向氫能拋出“橄欖枝”，尤其不少煤炭企業(yè)對(duì)氫能表現(xiàn)出極大興趣。一些專家也提出了“煤制氫是我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)最大優(yōu)勢(shì)”“煤制氫將擔(dān)當(dāng)氫能發(fā)展大任”“煤的最佳應(yīng)用方式就是制氫”等觀點(diǎn)。
如前文所述，我國(guó)氫氣總產(chǎn)量中絕大部分來(lái)源于化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，僅1.5%由電解水制氫提供。煤制氫雖然技術(shù)成熟、成本低廉，但短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)清潔低碳。因?yàn)槊褐茪渖a(chǎn)過(guò)程需要消耗大量煤炭，從當(dāng)前技術(shù)水平看，生產(chǎn)1噸氫氣平均需要消耗煤炭約6-8 噸，排放15-20噸左右的二氧化碳，此外還會(huì)產(chǎn)生大量高鹽廢水及工業(yè)廢渣。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，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25%左右。而目前碳捕捉與封存技術(shù)（CCS）、廢水廢渣綜合利用技術(shù)還不足以支持煤制氫大規(guī)模發(fā)展，短期內(nèi)煤制氫的“三高”問(wèn)題難以解決。
電解水制氫雖然在制氫環(huán)節(jié)清潔，但我國(guó)60%左右的電力來(lái)自煤炭，用煤電來(lái)電解水制氫，“三高”問(wèn)題將更為嚴(yán)重。從全生命周期角度測(cè)算，煤電制氫的能耗、碳排放比煤制氫更高。能效方面，生產(chǎn)1噸氫氣，電解水制氫需消耗5萬(wàn)-6萬(wàn)度電，“電-氫”系統(tǒng)能效約為 65%-75%；但如果使用燃煤發(fā)電的電力制氫，“煤-電-氫”系統(tǒng)效率下降至30%以下。碳排放方面，煤電制氫生產(chǎn)1噸氫氣需要排放二氧化碳30噸甚至更高，是煤制氫的2-3倍。因此，煤電制氫比傳統(tǒng)煤制氫更加耗能、更加污染，不應(yīng)作為清潔制氫的技術(shù)選擇。
綜上，氫氣如果來(lái)自于煤炭，使用過(guò)程的清潔、低碳是以生產(chǎn)環(huán)節(jié)的“不清潔、不低碳”為代價(jià)的，其結(jié)果只能是污染和排放的空間轉(zhuǎn)移。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)。
2.4 應(yīng)用場(chǎng)景多集中在交通領(lǐng)域
從以上分析可知，未來(lái)我國(guó)要大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，并實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)下的能源綠色轉(zhuǎn)型，必須依賴可再生能源制氫，并大力拓展“綠氫”應(yīng)用場(chǎng)景，尤其是一些依靠傳統(tǒng)手段難以脫碳的領(lǐng)域，包括煉油、化肥、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)展方向基本局限在以燃料電池為主的汽車(chē)領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景單一，產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化突出，由此可能導(dǎo)致三個(gè)問(wèn)題：
一是氫能消費(fèi)規(guī)模較為有限。各地規(guī)劃的氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展集中在乘用車(chē)和重卡方面。以10年期限來(lái)看，無(wú)論重卡、客車(chē)或家用汽車(chē)，除成本高昂因素外，各類場(chǎng)景的氫氣消費(fèi)規(guī)模較為有限，與真正的工業(yè)消費(fèi)場(chǎng)景相比是數(shù)量級(jí)的差距。以百公里耗氫量（6-8kg）最大的重卡為例，2021年全國(guó)運(yùn)輸卡車(chē)保有量為798萬(wàn)輛，按較為樂(lè)觀情形替換10%即80萬(wàn)輛（本次規(guī)劃為2025年前達(dá)到5萬(wàn)輛，因此80萬(wàn)輛規(guī)模很難估計(jì)替代時(shí)限），每輛按年平均行駛2萬(wàn)公里計(jì)算，則整體年耗氫量為112萬(wàn)噸。即使將客車(chē)及家用汽車(chē)的氫能替代規(guī)?？紤]進(jìn)來(lái)，交通領(lǐng)域整體年耗氫量也很難超過(guò)200萬(wàn)噸。而根據(jù)不同數(shù)據(jù)來(lái)源統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2030年全國(guó)氫氣需求量可達(dá)3500-4000萬(wàn)噸，絕大部分為工業(yè)需求量。因此可見(jiàn)交通領(lǐng)域占比還較為有限，當(dāng)前把氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模集中于這一領(lǐng)域可能造成較大風(fēng)險(xiǎn)。
二是氫能替代成本高昂。在交通領(lǐng)域過(guò)分推崇氫能替代，可能替代成本非常高昂。以氫能車(chē)輛購(gòu)置為例，在氫能車(chē)輛購(gòu)置成本中，氫燃料電池系統(tǒng)和儲(chǔ)氫系統(tǒng)的占比超過(guò) 50%。以目前已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用化的10.5米客車(chē)型號(hào)為例，燃油客車(chē)購(gòu)置成本為40 萬(wàn)元，電動(dòng)客車(chē)購(gòu)置成本為74萬(wàn)元，而氫燃料電池客車(chē)購(gòu)置成本為195萬(wàn)元（價(jià)格信息來(lái)自中國(guó)政府采購(gòu)網(wǎng)），遠(yuǎn)高于燃油客車(chē)與電動(dòng)客車(chē)，現(xiàn)階段仍需依靠政府補(bǔ)貼。且不論在不斷進(jìn)步的三元鋰電池和磷酸鐵鋰技術(shù)成本不斷降低、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施不斷普及覆蓋的情況下（電網(wǎng)可以無(wú)處不在），氫燃料電池車(chē)在中短途與電動(dòng)車(chē)相比也并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，大規(guī)模發(fā)展氫燃料電池車(chē)的各產(chǎn)業(yè)鏈整體直接成本、機(jī)會(huì)成本將非常高昂。
三是忽視氫能真正發(fā)展?jié)摿ΑＶ袊?guó)各地氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃對(duì)氫能作為長(zhǎng)周期能量?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)和深入思考。目前，我國(guó)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。尤其將化工和鋼鐵冶金兩個(gè)領(lǐng)域合并，碳排放量占比超過(guò)全國(guó)碳排放總量的40%，因此研究如何與綠電和綠氫耦合發(fā)展意義重大，有利于推動(dòng)中國(guó)工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，合理確定氫能在中國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)中的重要地位。
03
氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展思路
3.1 戰(zhàn)略定位
從本次發(fā)布規(guī)劃中的氫能戰(zhàn)略定位來(lái)看，明確了三點(diǎn)，即一是明確氫能是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分，要發(fā)揮氫能作為可再生能源規(guī)?；咝Ю玫闹匾d體，尤其是其大規(guī)模、長(zhǎng)周期儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)及與各類能源形式的融合優(yōu)勢(shì)；二是明確氫能是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，強(qiáng)調(diào)營(yíng)造形式多樣的氫能消費(fèi)生態(tài)，并推動(dòng)交通、工業(yè)等用能終端的能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型和高耗能、高排放行業(yè)綠色發(fā)展；三是明確氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向，在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展趨勢(shì)下，加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈良性循環(huán)和創(chuàng)新發(fā)展。
3.2 整體發(fā)展路徑
基于此，筆者認(rèn)為氫能的高質(zhì)量發(fā)展要建立在與新型電力系統(tǒng)建設(shè)有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，即從“源端”出發(fā)，要大力開(kāi)展可再生能源制氫，發(fā)揮氫能作為可再生能源規(guī)?；咝Ю玫闹匾d體，解決規(guī)?；履茉床⒕W(wǎng)帶來(lái)的消納及調(diào)峰難題；從“荷端”出發(fā)，要探索氫能與傳統(tǒng)碳排放大戶如鋼鐵、冶金、煉化等行業(yè)的替代工藝和方案，營(yíng)造形式多樣的氫能消費(fèi)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)頑固行業(yè)深度降碳和氫能大規(guī)模消納雙重目標(biāo)。同時(shí)，結(jié)合東西部產(chǎn)業(yè)有序化、規(guī)模化轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)綠電資源就地消納，有效分擔(dān)特高壓通道、抽蓄、大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能等大型工程的外送、調(diào)峰壓力，從全產(chǎn)業(yè)鏈角度推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
3.3 “源端”政策引導(dǎo)雙管齊下
如第二章氫能產(chǎn)業(yè)面臨問(wèn)題所述，需要注意的是，在“源端”，需要同時(shí)考慮可再生能源制氫成本性問(wèn)題和化石能源制氫碳排放問(wèn)題。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)。因此，必須通過(guò)制定“綠氫”產(chǎn)業(yè)鼓勵(lì)政策與制定“灰氫”產(chǎn)業(yè)懲罰或成本內(nèi)部化等措施雙管齊下，給“灰氫”排放的“碳”合理定價(jià)，促進(jìn)排放企業(yè)審慎決策，才能在“源端”扶持可再生能源制氫規(guī)模化發(fā)展。
3.4 “荷端”產(chǎn)業(yè)升級(jí)助力深度脫碳
氫能產(chǎn)業(yè)的示范化應(yīng)用是推動(dòng)良性循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵，不但可解決“源端”制氫能力提升后氫氣何處消費(fèi)的難題，也能更好解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)中的電力消納問(wèn)題。本次規(guī)劃在第六章提出穩(wěn)步推動(dòng)氫能多元化示范應(yīng)用，其中交通領(lǐng)域主要集中在運(yùn)營(yíng)強(qiáng)度大、行駛線路固定的貨車(chē)運(yùn)輸層面，而工業(yè)領(lǐng)域提出要結(jié)合國(guó)內(nèi)冶金和化工行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，探索氫能冶金示范應(yīng)用，探索開(kāi)展可再生能源制氫在合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等行業(yè)替代化石能源的示范。
根據(jù)規(guī)劃不難看出，“氫能”在交通領(lǐng)域發(fā)展空間可能較為有限，在電動(dòng)技術(shù)、成本、基礎(chǔ)設(shè)施不斷迭代完善背景下，氫燃料電池車(chē)很難取得全面競(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，可能更應(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（如碳排放總量占比超過(guò)全國(guó)總量40%的化工、冶金領(lǐng)域），大力推進(jìn)綠氫冶金、綠氫化工、CCUS制甲醇等上下游氫能消費(fèi)生態(tài)，同時(shí)不斷提高氫能在能源系統(tǒng)靈活性方面的優(yōu)勢(shì)，不但可助力產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)，還可解決新型電力系統(tǒng)消納、調(diào)峰難題。
3.5 推動(dòng)?xùn)|西部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，助力“源荷”互動(dòng)融合
前不久，包括工信部、國(guó)家發(fā)改委等十部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)有序轉(zhuǎn)移的指導(dǎo)意見(jiàn)》。其中明確提出，要支持符合生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控要求和環(huán)保、能效、安全生產(chǎn)等標(biāo)準(zhǔn)要求的高載能行業(yè)向西部清潔能源優(yōu)勢(shì)地區(qū)集聚。
鋼鐵、煤電、煤化工、水泥、汽車(chē)制造等行業(yè)，正是高耗能企業(yè)，也是碳排放大戶，約占我國(guó)碳排總量的50%以上，而且還屬難脫碳行業(yè)。但這些行業(yè)大多集中的東中部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，而低成本的光伏、光熱、風(fēng)電、水電等再生能源又集中在太陽(yáng)能光照充裕的西北、東北和西南地區(qū)?？臻g分布上的不均衡，加上產(chǎn)能與用能的錯(cuò)位，一直以來(lái)，我們的解決方案是西氣東輸、北電南送，不僅效率低能耗損失大，而且在清潔能源逐漸占主導(dǎo)地位的情況下，這種調(diào)節(jié)顯得更復(fù)雜和艱巨。光靠特高壓和輸氣管道來(lái)輸電輸氣，工程浩大，而且時(shí)間緊張，容量也不夠。如果能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，就地消納清潔能源，既解決了能源長(zhǎng)距離的輸送問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了工業(yè)體系的脫碳問(wèn)題，可謂一舉兩得。
因此，在氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃發(fā)布之際，進(jìn)一步推動(dòng)?xùn)|西部高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)規(guī)?；⒂行蚧D(zhuǎn)移，結(jié)合氫能在“源端”和“荷端”的發(fā)展路徑，可以說(shuō)恰逢其時(shí)，不但有助于解決高碳頑固行業(yè)的深度脫碳，還有利于加速新型電力系統(tǒng)建設(shè)，繼而對(duì)協(xié)同實(shí)現(xiàn)我國(guó)雙碳目標(biāo)落地和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展起到積極作用。
注：作者供職于國(guó)網(wǎng)綜合能源服務(wù)集團(tuán)有限公司西北事業(yè)部
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