全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與技術(shù)動(dòng)態(tài)
能源情報(bào)研究中心 邱麗靜
隨著應(yīng)對(duì)氣候變化壓力增大、能源低碳轉(zhuǎn)型加速，氫能以其清潔、靈活高效和應(yīng)用場(chǎng)景豐富的優(yōu)勢(shì)備受世界矚目。歐美日韓等國(guó)家和地區(qū)通過(guò)戰(zhàn)略引領(lǐng)、路線(xiàn)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)支持政策以及持續(xù)投資，在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。在氫能戰(zhàn)略布局上，歐洲將氫能作為能源轉(zhuǎn)型和低碳發(fā)展的重要保障，美國(guó)重視氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的建立和前瞻技術(shù)的研發(fā)，日韓致力于構(gòu)建氫能社會(huì)和氫經(jīng)濟(jì)。技術(shù)發(fā)展上，可再生能源電解水制氫、鹽穴儲(chǔ)氫、管道輸氫以及利用氫替代天然氣供熱將成重點(diǎn)發(fā)展方向。本文重點(diǎn)分析各國(guó)在氫能發(fā)展方向、目標(biāo)、路徑和政策等方面的推進(jìn)現(xiàn)狀，觀(guān)察全球氫能技術(shù)最新動(dòng)態(tài)，并提出中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議，供參考。
一、全球氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局
（一）制定發(fā)展戰(zhàn)略
2019～2020年，多個(gè)國(guó)家和地區(qū)相繼出臺(tái)具有實(shí)操性的氫能戰(zhàn)略和氫能發(fā)展路線(xiàn)圖。一些國(guó)家對(duì)氫能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行具體部署，主要以氫能在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用為主。部分國(guó)家著手設(shè)定工業(yè)、建筑和發(fā)電等部門(mén)的氫能發(fā)展目標(biāo)（見(jiàn)表1）。推動(dòng)氫能發(fā)展的政府計(jì)劃（包括政府制定的目標(biāo)、承諾、激勵(lì)措施等）中，重點(diǎn)聚焦于乘用車(chē)、車(chē)輛加油站、公共汽車(chē)、電解裝置、卡車(chē)五大應(yīng)用領(lǐng)域。此外，在建筑物供暖和供電、發(fā)電與工業(yè)領(lǐng)域也有國(guó)家出臺(tái)政策助力應(yīng)用。
表1 2019～2020年主要國(guó)家氫能戰(zhàn)略/路線(xiàn)圖
日本高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，明確提出將氫能社會(huì)納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。日本先后發(fā)布《日本復(fù)興戰(zhàn)略》《能源戰(zhàn)略計(jì)劃》《氫能源基本戰(zhàn)略》《氫能及燃料電池戰(zhàn)略路線(xiàn)圖》，規(guī)劃實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)戰(zhàn)略的技術(shù)路線(xiàn)。在2019年4月發(fā)布的《第五次能源基本計(jì)劃》中，日本計(jì)劃將氫能源汽車(chē)數(shù)量從2020年的4萬(wàn)輛增加到2025年的20萬(wàn)輛，2030年氫能源汽車(chē)數(shù)量將達(dá)到80萬(wàn)輛。
2020年7月，歐盟委員會(huì)推出歐盟氫能戰(zhàn)略，將綠氫作為未來(lái)氫能發(fā)展重點(diǎn)。作為氫能戰(zhàn)略的一部分，歐盟委員會(huì)宣布成立清潔氫能聯(lián)盟。在此之前的6月，成員國(guó)中德國(guó)已率先推出國(guó)家氫能戰(zhàn)略，明確綠氫的優(yōu)先地位，并計(jì)劃到2030年將其國(guó)內(nèi)綠氫產(chǎn)能提高至5吉瓦，到2040年進(jìn)一步提高至10吉瓦。
除歐盟、日本外，俄羅斯、美國(guó)、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)也已發(fā)布國(guó)家氫能戰(zhàn)略。俄羅斯新版《2035年能源戰(zhàn)略草案》明確將氫能作為能源行業(yè)戰(zhàn)略重點(diǎn)，目標(biāo)是通過(guò)擴(kuò)大氫氣產(chǎn)能到2035年成為全球重要的氫能經(jīng)濟(jì)國(guó)家。2020年，俄羅斯聯(lián)邦能源部公布本國(guó)第一份氫能戰(zhàn)略發(fā)展路線(xiàn)圖，提出2024年前在俄境內(nèi)建立一個(gè)完全由傳統(tǒng)能源企業(yè)主導(dǎo)的、涉及上下游的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。未來(lái)俄羅斯氫氣將通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)姆绞剑ǜ脑飕F(xiàn)有天然氣管道）出口至歐洲國(guó)家，氫氣將成為繼天然氣之后俄羅斯出口歐洲的又一重要能源資源。值得一提的是，俄羅斯氫能計(jì)劃中大力發(fā)展的氫氣，并不是通過(guò)可再生能源水解方式制備，而是通過(guò)天然氣裂解、天然氣高溫催化裂解、核電水解方式制備而成。
（二）成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟
為協(xié)同推進(jìn)氫能市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，歐美日韓等建立了由政府、非政府組織、學(xué)術(shù)界、企業(yè)界等組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，作為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要平臺(tái)。
日本的Japan H2 Mobility聯(lián)盟，2017年由豐田、日產(chǎn)、本田、新日本石油、巖谷、東京燃?xì)?、日本發(fā)展銀行等機(jī)構(gòu)聯(lián)合出資成立，橫跨政府、金融、產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)界，包括氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，涵蓋了研發(fā)、示范、推廣等各階段，樹(shù)立了協(xié)同推進(jìn)的樣板。
歐盟推進(jìn)氣候和能源轉(zhuǎn)型的政策框架中，采取了組建跨區(qū)域、跨產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的方式，由政府牽頭、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)參與，協(xié)同推進(jìn)氫能發(fā)展。歐洲清潔氫聯(lián)盟，2020年由歐盟相關(guān)企業(yè)、民間機(jī)構(gòu)、國(guó)家及地區(qū)能源官員和歐洲投資銀行共同發(fā)起，旨在為氫能大規(guī)模生產(chǎn)提供投資、促進(jìn)技術(shù)合作。企業(yè)成員包括蒂森克虜伯、西門(mén)子、殼牌、空客，以及丹麥和挪威的一些公司等。此外還有歐盟倡議成立的氫能聯(lián)盟，歐盟和氫能聯(lián)盟共同規(guī)劃歐洲共同利益重要項(xiàng)目，以帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈整合和強(qiáng)化。氫能聯(lián)盟擬推動(dòng)280家企業(yè)參與制氫電解槽的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，并推進(jìn)實(shí)施1吉瓦規(guī)模的電解槽項(xiàng)目。
德國(guó)為加大氫能和燃料電池汽車(chē)的開(kāi)發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用，先后成立多個(gè)技術(shù)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。最為典型的是2015年法國(guó)液化空氣集團(tuán)、戴姆勒、林德、OMV、殼牌和道達(dá)爾等企業(yè)聯(lián)合組建H2 Mobility聯(lián)盟，以社會(huì)產(chǎn)業(yè)資本的身份與國(guó)家氫能和燃料電池技術(shù)組織（NOW）一同支持德國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。H2 Mobility計(jì)劃在漢堡、柏林、魯爾、法蘭克福、斯圖加特、慕尼黑六大都市圈的主干道和高速公路上建成100座加氫站，以上六大都市圈各布局10座，其余40座布局在相鄰城市之間，作為加氫站網(wǎng)絡(luò)的連接站和目的地站，形成環(huán)網(wǎng)狀氫能高速公路。截至2019年年底，H2 Mobility已建成75座加氫站，其中絕大多數(shù)已實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)。
（三）加大政策支持
1.提供補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠
目前國(guó)外氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策主要集中在燃料電池和加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面。隨著燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的突破，日本政府開(kāi)始對(duì)車(chē)用、家用、商業(yè)及工業(yè)用燃料電池以及加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)給予持續(xù)全面補(bǔ)貼，設(shè)立清潔能源汽車(chē)補(bǔ)助金和燃料電池汽車(chē)加氫站建設(shè)補(bǔ)助金。目前可為每輛豐田Mirai和本田Clarity分別補(bǔ)貼202萬(wàn)日元、208萬(wàn)日元；每座加氫站根據(jù)供氫能力、供應(yīng)方式不同，可獲得0.6億～3.9億日元補(bǔ)貼。燃料電池車(chē)主可享受免繳汽車(chē)重量稅和購(gòu)置稅等優(yōu)惠政策。在財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策的鼓勵(lì)下，Ene-farm家用燃料電池和燃料電池汽車(chē)推廣成效顯著。
韓國(guó)政府高度重視汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與氫能協(xié)同發(fā)展，于2019年10月推出氫能城市計(jì)劃，當(dāng)年為氫燃料電池汽車(chē)提供財(cái)政補(bǔ)貼1304億韓元。根據(jù)韓國(guó)政府計(jì)劃，到2022年將為15000輛燃料電池汽車(chē)和1000輛氫氣公交車(chē)提供資金，還將資助310個(gè)新的氫氣加氣站，未來(lái)5年內(nèi)用于氫燃料電池以及加氫站的補(bǔ)貼將達(dá)到20億歐元。
美國(guó)通過(guò)向消費(fèi)者提供經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼和稅收減免，間接促進(jìn)企業(yè)加大開(kāi)發(fā)力度，推動(dòng)燃料電池產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程。加州政府啟動(dòng)了清潔車(chē)輛補(bǔ)貼項(xiàng)目，其中為氫燃料電池汽車(chē)提供5000美元的補(bǔ)貼，該補(bǔ)貼政策將持續(xù)至2024年1月1日前。截至目前，加州氫燃料電池汽車(chē)數(shù)量始終位于全美首位。2019年，美國(guó)實(shí)施了幾項(xiàng)對(duì)氫能和燃料電池市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)至關(guān)重要的政策，包括恢復(fù)并延長(zhǎng)對(duì)交通運(yùn)輸和固定燃料電池應(yīng)用的稅收優(yōu)惠等。
2.研發(fā)投入與融資支持
2019年，除化石燃料下降4%外，國(guó)際能源署成員國(guó)所有能源技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)和示范（RD&D）投入均有所增加，其中氫能和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域增幅最大（為18%），是有史以來(lái)的第二高值（2018年增幅25%）。日本則是成員國(guó)中氫能和燃料電池研發(fā)領(lǐng)域投入最多的國(guó)家，2019年該領(lǐng)域投入達(dá)到2.97億美元。
從現(xiàn)在到2050年，歐洲對(duì)可再生能源制氫的累計(jì)投資可能高達(dá)1800億～4700億歐元。歐盟2014～2020年期的“地平線(xiàn)2020”投資計(jì)劃，支持設(shè)立了燃料電池和氫能聯(lián)合項(xiàng)目，重點(diǎn)領(lǐng)域包括氫能合成航空燃料、氫動(dòng)力航空電池、氫能航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)等。2020年后，歐盟科研支持計(jì)劃“地平線(xiàn)歐洲”將加大對(duì)氫能的科研支持。歐盟近期準(zhǔn)備力推可再生融資項(xiàng)目分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)改革，引導(dǎo)投資者加大對(duì)綠氫等綠色項(xiàng)目的支持。歐盟諸多公共投資機(jī)制，包括新冠肺炎疫情后推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的恢復(fù)基金、多年期預(yù)算框架下的區(qū)域發(fā)展基金、團(tuán)結(jié)基金、投資歐盟（invest EU）等，均將加大對(duì)氫能項(xiàng)目的支持力度。
3.完善市場(chǎng)配套機(jī)制
歐盟通過(guò)碳交易配額等市場(chǎng)手段，縮小可再生能源制氫與化石能源制氫的成本差距。未來(lái)歐盟將對(duì)碳排放交易機(jī)制（ETS）中有關(guān)氫能以及制氫方法的概念進(jìn)行界定，改革相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使化石燃料制氫受到碳排放交易機(jī)制的成本約束。
西班牙2020年氫能戰(zhàn)略中提出的監(jiān)管行動(dòng)包括引入原產(chǎn)地保證制度，確保氫氣100%由可再生能源制取，通過(guò)價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)綠氫消費(fèi)。
2019年，標(biāo)準(zhǔn)普爾全球普氏能源資訊發(fā)布全球第一款氫價(jià)評(píng)估產(chǎn)品。目前標(biāo)準(zhǔn)普爾共有3套計(jì)算氫氣生產(chǎn)價(jià)格的方法，計(jì)算因素包括天然氣、電力、甲醇、水、碳排放配額、資本支出等。氫價(jià)格指數(shù)既可以顯示目前主要的制氫方式，也可以反映目前運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)成本在終端氫氣價(jià)格中的占比。
4.完善安全標(biāo)準(zhǔn)體系
氫氣易燃易爆，其利用過(guò)程中的安全措施一旦失當(dāng)，容易引發(fā)起火爆炸事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，在生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及終端應(yīng)用過(guò)程中必須謹(jǐn)慎對(duì)待。2020年2月，韓國(guó)率先發(fā)布全球首個(gè)《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》，為氫能供應(yīng)和氫設(shè)施安全管理提供支持，以促進(jìn)基于安全的氫經(jīng)濟(jì)建設(shè)。該法的頒布，將明確政府對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)和氫能企業(yè)的行政和財(cái)政支持，為氫能企業(yè)的培育、援助、人才培養(yǎng)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化等產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)事項(xiàng)奠定法律基礎(chǔ)，同時(shí)為電解水制氫等低壓氫氣設(shè)備及氫燃料使用設(shè)施的安全管理提供了法律依據(jù)。
日本加快修訂完善車(chē)用氫能安全標(biāo)準(zhǔn)體系，在車(chē)用氫能領(lǐng)域建立先進(jìn)、完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，如針對(duì)氫燃料電池汽車(chē)、高壓氫系統(tǒng)（包括高壓儲(chǔ)氫瓶和容器主閥），適用《高壓氣體保安法》，其余車(chē)輛系統(tǒng)適用《道路運(yùn)送車(chē)輛法》；針對(duì)加氫站，適用的法律標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范主要有《高壓氣體保安法》《消防法》《建筑基準(zhǔn)法》《加氫站安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》等。
（四）建立示范區(qū)域和氫能城市
從全球范圍看，德日韓等國(guó)在推動(dòng)氫能示范區(qū)域和氫能城市建設(shè)方面力度較大，走在世界前列。德國(guó)注重推廣氫能示范區(qū)項(xiàng)目，韓國(guó)推出氫能城市計(jì)劃，日本、英國(guó)和瑞典則大范圍推廣氫能源住宅社區(qū)。
作為德國(guó)國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃氫和燃料電池技術(shù)（NIP）的一部分，氫能示范區(qū)（HyLand）計(jì)劃自2019年初提出以來(lái)獲得各地積極響應(yīng)，共有154個(gè)地區(qū)提交申報(bào)材料。先后于9月和12月確定了3批次共25個(gè)氫能示范區(qū)試點(diǎn)。根據(jù)資助類(lèi)型的不同，德國(guó)氫能示范區(qū)可分為側(cè)重于理念萌芽或著手組織搭建的地區(qū)（HyStarter）、側(cè)重于創(chuàng)建集成概念和具備開(kāi)展項(xiàng)目可行性分析的地區(qū)（HyExperts）、側(cè)重于已著手方案具體實(shí)施的地區(qū)（HyPerformer）三類(lèi)。2019年，德國(guó)共有130個(gè)地區(qū)申報(bào)HyStarter，28個(gè)地區(qū)申報(bào)HyExperts，6個(gè)地區(qū)申報(bào)HyPerformer。通過(guò)申報(bào)，德國(guó)運(yùn)輸和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部掌握了已經(jīng)在能源系統(tǒng)中部署氫能或?qū)で蠹涌鞂?shí)施氫能的地區(qū)情況，大量的申請(qǐng)也反映出整個(gè)德國(guó)對(duì)改變能源供應(yīng)現(xiàn)狀的強(qiáng)烈需求。
2019年10月，韓國(guó)國(guó)土交通部在全國(guó)檢查和調(diào)整會(huì)議上宣布?xì)湓圏c(diǎn)城市推廣戰(zhàn)略。同年12月，韓國(guó)國(guó)土交通部宣布選擇安山、蔚山、完州與全州作為氫經(jīng)濟(jì)示范城市試點(diǎn)，每個(gè)城市規(guī)劃出3～10平方千米，在住宅和交通區(qū)域引入和采用氫技術(shù)。韓國(guó)政府將在三個(gè)示范城市各投資290億韓元（合1.73億元人民幣），其中50%由地方政府支付。根據(jù)韓國(guó)政府的計(jì)劃，到2040年全國(guó)40%的城市將成為氫能城市，總計(jì)運(yùn)營(yíng)825000輛氫能汽車(chē)和12000輛氫能公交車(chē)。
日本東京奧運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員村5000多戶(hù)住宅和街區(qū)的商業(yè)設(shè)施全部采用氫燃料電池，這是日本首次在新式街區(qū)大范圍推廣使用氫能源。選手村每套公寓均采用家用氫能源燃料電池作為基本電源，同時(shí)在社區(qū)內(nèi)建設(shè)大型加氫站和氫氣管線(xiàn)管控中心，通過(guò)管線(xiàn)直接將氫氣輸入到各戶(hù)家庭的燃料電池中，使得燃料電池成為永久性發(fā)電系統(tǒng)。另外，社區(qū)內(nèi)所有商業(yè)設(shè)施、路燈用電，以及巡回巴士也將使用氫能。按照規(guī)劃，奧運(yùn)會(huì)結(jié)束后這里將成為規(guī)劃入住1.2萬(wàn)人的全新氫能街區(qū)。
英國(guó)政府2020年公布的《綠色工業(yè)革命十點(diǎn)計(jì)劃》提出，從2023年開(kāi)始建設(shè)氫能社區(qū)，到2025年建成氫能村落，最終實(shí)現(xiàn)在十年內(nèi)建成一座氫能城鎮(zhèn)，相當(dāng)于數(shù)萬(wàn)個(gè)住宅。瑞典市政住宅供應(yīng)商V?tterhem計(jì)劃建造以氫能為動(dòng)力的住宅。該住宅樓將氫作為燃料，通過(guò)燃料電池技術(shù)進(jìn)行發(fā)電，項(xiàng)目目標(biāo)是做到100%脫離電網(wǎng)供電，實(shí)現(xiàn)電力自給自足。
（五）加強(qiáng)國(guó)際合作
國(guó)際合作對(duì)于加速氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。2020年，荷蘭和葡萄牙簽署諒解備忘錄，將各自的2030年綠氫計(jì)劃聯(lián)系起來(lái)。兩國(guó)政府希望將葡萄牙在錫內(nèi)斯的氫項(xiàng)目與歐洲最大的海港鹿特丹連接起來(lái)，并發(fā)展戰(zhàn)略性的進(jìn)出口價(jià)值鏈，以確保綠色氫氣生產(chǎn)及運(yùn)輸至荷蘭。
歐盟積極探索與非洲特別是北非地區(qū)合作發(fā)展可再生能源制氫行業(yè)的可行性，推動(dòng)周邊鄰國(guó)發(fā)展電解氫產(chǎn)能，使其2024年制氫產(chǎn)能達(dá)到40吉瓦。在投融資方面，歐盟通過(guò)其主導(dǎo)的多邊投資機(jī)構(gòu)或開(kāi)發(fā)銀行，支持周邊國(guó)家綠氫建設(shè)，其中“西巴爾干投資促進(jìn)框架”是其重要抓手。
澳大利亞與日本合作建立氫能試點(diǎn)供應(yīng)鏈，并與韓國(guó)簽署意向書(shū)，以實(shí)現(xiàn)氫能進(jìn)出口方面的合作，此外正在與德國(guó)進(jìn)行氫能合作的可行性研究，探討向較遠(yuǎn)目的地出口氫氣面臨的高昂海運(yùn)成本問(wèn)題。
二、全球氫能技術(shù)最新動(dòng)態(tài)
（一）制氫領(lǐng)域
當(dāng)前，工業(yè)部門(mén)（如煉油、合成氨、化肥生產(chǎn)等）對(duì)氫能的需求在氫能市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，氫能已經(jīng)在工業(yè)部門(mén)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。在1975～2018年的40多年間，全球工業(yè)部門(mén)對(duì)氫能的需求增長(zhǎng)了三倍多，從1975年的1820萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2018年的7390萬(wàn)噸。然而，目前氫氣主要通過(guò)化石燃料制取，每年制氫產(chǎn)生近8.3億噸的二氧化碳排放。改進(jìn)現(xiàn)有制氫工藝，或者開(kāi)發(fā)全新的綠色制氫工藝以減少碳排放，是氫氣規(guī)?；瘧?yīng)用的一大挑戰(zhàn)。解決上述挑戰(zhàn)的潛在路徑有兩條：一是針對(duì)現(xiàn)有化石燃料生產(chǎn)氫氣的設(shè)施進(jìn)行碳捕集、利用和封存（CCUS）改造；二是利用可再生能源制氫（如可再生能源富余電力電解水制氫）實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。
1.“化石燃料制氫＋CCUS”引導(dǎo)向綠氫過(guò)渡
目前，全球絕大部分氫是利用化石能源生產(chǎn)的，其中，76%基于天然氣、23%基于煤炭。在短中期內(nèi)，將常規(guī)制氫與CCUS相結(jié)合仍然是低碳制氫的主要途徑，這是目前最具成本效益的制氫技術(shù)（見(jiàn)圖1），即在化石燃料制氫系統(tǒng)的后端配合運(yùn)行CCUS裝置。根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù)，截至2019年底，共有6個(gè)CCUS常規(guī)制氫項(xiàng)目投產(chǎn)，每年可生產(chǎn)低碳?xì)?5萬(wàn)噸。另有20余個(gè)新項(xiàng)目在2020年宣布投產(chǎn)，主要集中在歐洲北海周邊國(guó)家。
資料來(lái)源：IEA
圖1 2023年不同技術(shù)制氫成本預(yù)測(cè)
2.可再生能源電解水制氫將成技術(shù)發(fā)展方向
利用可再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能等）生產(chǎn)氫氣，也就是將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫氣或者含氫燃料的能源載體。一方面，可再生能源制氫能夠?qū)⒖稍偕茉措娏﹂L(zhǎng)期穩(wěn)定存儲(chǔ)，以平抑可再生能源的長(zhǎng)周期波動(dòng)性和間歇性，有效促進(jìn)可再生能源消納，緩解風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng)帶來(lái)的巨大調(diào)峰調(diào)頻壓力；另一方面，可以通過(guò)遠(yuǎn)距離輸運(yùn)氫燃料或者含氫燃料，將可再生能源從資源豐富的地區(qū)高效轉(zhuǎn)移到用能負(fù)荷中心，有效解決可再生能源供需存在的區(qū)域錯(cuò)配問(wèn)題。
可再生能源制氫可以通過(guò)電解水來(lái)獲得，而電解過(guò)程所需的電能則來(lái)自成本低廉的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電。近年來(lái)電解制氫項(xiàng)目數(shù)量和裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)，從2010年的不足1兆瓦增至2019年的25兆瓦以上。預(yù)計(jì)有數(shù)百兆瓦的電解制氫項(xiàng)目將在2020年后開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。2020年7月，沙特和美國(guó)空氣產(chǎn)品公司（Air Products）達(dá)成投建巨型綠色制氫工廠(chǎng)的合作，預(yù)計(jì)總投資達(dá)70億美元。該工廠(chǎng)配有裝機(jī)4吉瓦的太陽(yáng)能、風(fēng)能和儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，2025年投產(chǎn)后氫產(chǎn)量有望達(dá)到650噸/日。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)，過(guò)去五年中，電解槽成本下降了40%。如果電解槽的部署規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，成本還將繼續(xù)下降。
利用風(fēng)能等可再生能源制氫，還可以使可再生能源發(fā)電波動(dòng)更低、電力系統(tǒng)更加靈活。在所有可再生能源制氫方案中，海上風(fēng)電制氫最有潛力。海上風(fēng)電的高容量系數(shù)和不斷下降的成本使之成為可再生能源制氫的最佳選擇，綠氫為海上風(fēng)能提供更多的市場(chǎng)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。據(jù)測(cè)算，一個(gè)1吉瓦的海上風(fēng)電項(xiàng)目可以生產(chǎn)足夠的氫，為大約25萬(wàn)個(gè)家庭供暖。目前歐洲、澳大利亞已有不少綠氫項(xiàng)目正在規(guī)劃建設(shè)中。
（二）儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域
氫的特定物理化學(xué)性質(zhì)決定了其存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)復(fù)雜性和高成本特點(diǎn)（見(jiàn)圖2），氫的存儲(chǔ)和運(yùn)輸方式是其最終價(jià)格形成過(guò)程中的重要因素，選擇最佳的儲(chǔ)運(yùn)方式可以降低氫的存儲(chǔ)和運(yùn)輸成本。
資料來(lái)源：BNEF等
圖2 不同技術(shù)儲(chǔ)氫成本對(duì)比
彭博新能源財(cái)經(jīng)指出，未來(lái)儲(chǔ)氫技術(shù)的布局可能呈階段性特點(diǎn)。在短期內(nèi)，商業(yè)儲(chǔ)氫方式主要是利用鹽穴和高壓儲(chǔ)氫罐，因?yàn)檫@兩者成本較低、成熟度較高。高壓儲(chǔ)氫罐會(huì)廣泛普及，儲(chǔ)罐也會(huì)變得更輕更堅(jiān)固，并且儲(chǔ)氫量也會(huì)不斷提高。高壓儲(chǔ)氫仍是小規(guī)模、短期儲(chǔ)氫的首選技術(shù)，因其具有價(jià)格低廉、不受地域限制、易于運(yùn)輸、可快速加注和排空的特點(diǎn)。
1.液氫儲(chǔ)運(yùn)成本相對(duì)較低
液氫的密度是常溫常壓下的800多倍，因此液氫儲(chǔ)氫密度高、儲(chǔ)運(yùn)成本低、儲(chǔ)存壓力低，也更安全。
目前國(guó)外液氫發(fā)展已經(jīng)比較成熟，從液氫的儲(chǔ)存到使用，包括加氫站建設(shè)都有比較規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。日本已經(jīng)將液氫供應(yīng)鏈體系的發(fā)展作為解決大規(guī)模氫能應(yīng)用的前提條件，基本思路是以澳大利亞的褐煤為原料生產(chǎn)氫氣，再通過(guò)碳捕捉實(shí)現(xiàn)去碳化，然后通過(guò)船舶運(yùn)回日本使用。為了支撐液氫供應(yīng)鏈體系的發(fā)展，解決液氫儲(chǔ)運(yùn)方面的關(guān)鍵性技術(shù)難題，企業(yè)積極投入研發(fā)，推出的產(chǎn)品大多已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際檢驗(yàn)階段，如巖谷產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的大型液氫儲(chǔ)運(yùn)罐，通過(guò)真空排氣設(shè)計(jì)保證儲(chǔ)運(yùn)罐高強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高阻熱性。
現(xiàn)階段液氫儲(chǔ)運(yùn)逐漸成為研發(fā)重點(diǎn)，日、美、德等國(guó)已將液氫的運(yùn)輸成本降低到高壓氫氣的八分之一左右。目前全球液氫儲(chǔ)氫型加氫站占比接近40%，主要集中在美、歐、日。日本巖谷產(chǎn)業(yè)公司已建立液氫加氫站16座，美國(guó)液氫加氫站建設(shè)企業(yè)以Plug power、Air product公司為主，法國(guó)液氫加氫站建設(shè)企業(yè)主要是林德公司。
2.鹽穴最適合大規(guī)模儲(chǔ)氫
長(zhǎng)時(shí)且大量的氫氣可以被儲(chǔ)存到鹽穴、枯竭油氣層或含水層。目前鹽穴應(yīng)用較廣泛，鹽穴儲(chǔ)氫相對(duì)成本較低、污染較小。自20世紀(jì)七八十年代以來(lái)，英國(guó)和美國(guó)的化學(xué)部門(mén)已將鹽穴用于儲(chǔ)氫。鹽穴的成本通常低于0.6美元/千克氫氣，效率約為98%，且儲(chǔ)存的氫氣受污染的風(fēng)險(xiǎn)較低。
一個(gè)典型的鹽穴可在200帕左右的壓力下儲(chǔ)氫，儲(chǔ)氫能力約為6000噸，包括管道、壓縮機(jī)和氣體處理在內(nèi)的總安裝成本約為1億歐元。相比之下，如果將這些能量?jī)?chǔ)存在電池中，成本為100歐元/千瓦時(shí)，總投資成本將達(dá)到240億歐元。可以說(shuō)，在鹽穴中以氫的形式儲(chǔ)存能量比電池儲(chǔ)存電量至少便宜100倍。
如果條件允許，鹽穴最適合大規(guī)模儲(chǔ)氫。歐洲、北美、中東、俄羅斯和澳大利亞在地質(zhì)條件上有優(yōu)勢(shì)，鹽巖沉積范圍大、厚度大，利于建造鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)，因此儲(chǔ)氫成本相對(duì)較低。其他大規(guī)模的儲(chǔ)氫技術(shù)成本則要高很多。歐洲有許多可供大規(guī)模儲(chǔ)氫的空鹽穴。除了新的氫專(zhuān)用鹽穴外，還可以在歐洲不同的鹽地層中開(kāi)發(fā)儲(chǔ)氫能力。最近的一項(xiàng)研究表明，歐洲鹽穴具有巨大的儲(chǔ)氫潛力（見(jiàn)圖3）。目前英國(guó)有3個(gè)鹽穴可以?xún)?chǔ)存1千噸氫氣，德國(guó)計(jì)劃于2023年建設(shè)1個(gè)3.5千噸氫氣的鹽穴儲(chǔ)存示范項(xiàng)目。
資料來(lái)源：Caglayan等
圖3 歐洲鹽穴儲(chǔ)氫潛力
3.管道輸氫將成未來(lái)氫能運(yùn)輸主要方式
一是采用純氫的管道輸氫，這種運(yùn)輸方式運(yùn)營(yíng)成本低，管道使用壽命可達(dá)40～80年，但建設(shè)成本高，需獲得通行權(quán)。若運(yùn)輸距離不超過(guò)1500千米，管道輸氫最為便宜，成本約為1美元/千克氫氣。目前全球已建成超過(guò)5000千米的氫氣管道，其中美國(guó)擁有2600千米以上的氫氣管道，歐盟1500千米以上。我國(guó)已有多條輸氫管道在運(yùn)，如中國(guó)石化洛陽(yáng)煉化濟(jì)源-洛陽(yáng)的氫氣輸送管道全長(zhǎng)為25千米，年輸氣量為10.04萬(wàn)噸。
二是全球多國(guó)已嘗試?yán)锰烊粴饣A(chǔ)設(shè)施輸送氫氣。為逐步達(dá)到碳減排目標(biāo)，向現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)中注入氫氣是快速提升低碳?xì)湫枨笠源龠M(jìn)其發(fā)展的有效方法。盡管歐盟各國(guó)大力發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)，但快速新建大量氫氣運(yùn)輸管網(wǎng)一時(shí)也難以實(shí)現(xiàn)。法國(guó)的GRHYD項(xiàng)目，2018年開(kāi)始向天然氣管網(wǎng)加注6%的氫氣，2019年摻入氫的比例已達(dá)到20%。俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司表示，在舊天然氣管道中，最多可混合20%氫氣，而在諸如“北溪2號(hào)”這樣的新管道中，氫氣的混合比例可高達(dá)70%。
構(gòu)建更多氫氣骨干管網(wǎng)，在推動(dòng)氫氣遠(yuǎn)距離傳輸?shù)韧瑫r(shí)還能更好地服務(wù)于氫能貿(mào)易。目前，法國(guó)與德國(guó)天然氣管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商已開(kāi)始討論合作事宜，計(jì)劃在兩國(guó)建設(shè)跨境純氫氣運(yùn)輸管網(wǎng)，將現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施管道改造為只運(yùn)輸氫氣的管道。據(jù)悉，該管道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為70千米，每小時(shí)可運(yùn)輸氫氣2萬(wàn)立方米。一旦建成，這一項(xiàng)目將成為歐洲首個(gè)跨境純氫氣運(yùn)輸管道項(xiàng)目。德國(guó)、奧地利、法國(guó)、荷蘭、比利時(shí)和盧森堡的能源部長(zhǎng)曾共同強(qiáng)調(diào)加大對(duì)于氫氣運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的投資。
值得一提的是，相比電纜輸電，管道輸氫的經(jīng)濟(jì)性更勝一籌。電纜輸送電力和管道輸送氫氣的根本區(qū)別在于基礎(chǔ)設(shè)施的容量。一條電力傳輸電纜的容量在1～2吉瓦之間，而一條氫管道的容量在15～30吉瓦之間。此外，通過(guò)電纜輸送電力會(huì)產(chǎn)生損耗，而通過(guò)管道輸送氫氣的損耗則要小很多。相關(guān)測(cè)算顯示，輸送同樣的能量所需的管道建設(shè)成本要比電纜建設(shè)成本低大約10～20倍。
（三）終端應(yīng)用領(lǐng)域
氫的傳統(tǒng)用途主要在工業(yè)領(lǐng)域，例如作為煉油、合成氨、甲醇生產(chǎn)等化工流程的原料，某些工業(yè)過(guò)程的保護(hù)氣，以及航天等特殊領(lǐng)域的燃料。近10年來(lái)，氫燃料電池汽車(chē)在歐洲、美國(guó)、日本、韓國(guó)、中國(guó)等國(guó)家或地區(qū)開(kāi)始進(jìn)行示范或商業(yè)級(jí)的應(yīng)用。此外，歐洲在論證將氫用于規(guī)?；岬目尚行?。歐盟提出的2050年“零碳?xì)W洲”目標(biāo)計(jì)劃中，交通和供熱是氫能未來(lái)重要的應(yīng)用場(chǎng)景。
1.氫燃料電池汽車(chē)
國(guó)際能源署數(shù)據(jù)顯示，2019年，燃料電池汽車(chē)在亞洲市場(chǎng)獲得大幅增長(zhǎng)。其中，日本、韓國(guó)和中國(guó)的銷(xiāo)售量均有所增長(zhǎng)。中國(guó)和韓國(guó)2019年燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量接近，中國(guó)為4400輛，韓國(guó)為4100輛。中國(guó)快速發(fā)展的主要原因是對(duì)燃料電池公交車(chē)和輕型卡車(chē)的政策支持，這兩種車(chē)的保有量分別達(dá)到近4300輛和1800多輛，這使得中國(guó)燃料電池公交車(chē)（97%）和卡車(chē)（98%）保有量在全球遙遙領(lǐng)先。
受亞洲市場(chǎng)增長(zhǎng)的影響，全球燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展。2019年底，全球燃料電池汽車(chē)的保有量為25210輛，年銷(xiāo)售量達(dá)12350輛，比2018年的5800輛增加了一倍（見(jiàn)圖4）。美國(guó)是全球燃料電池汽車(chē)保有量最大的國(guó)家，占全球保有量的三分之一，其次是中國(guó)、日本和韓國(guó)。2020年初，全球氫燃料電池乘用車(chē)保有量達(dá)17000輛，氫燃料電池公交車(chē)4250輛，商用氫燃料電池車(chē)1000輛。
資料來(lái)源：IEA
圖4 全球及部分國(guó)家燃料電池汽車(chē)部署情況和發(fā)展目標(biāo)
2.加氫站
燃料補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施的推廣是燃料電池汽車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵要求，歐盟計(jì)劃為氫燃料電池公交汽車(chē)和卡車(chē)建設(shè)更多加氫站，并圍繞加氫站部署電解槽產(chǎn)能，在港口和機(jī)場(chǎng)等交通樞紐布局氫能制造及輔助基礎(chǔ)設(shè)施。歐洲目前擁有超過(guò)200個(gè)加氫站，科隆、羅馬、奧斯陸、鹿特丹等城市已投入使用氫燃料電池巴士。根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù)，截至2019年底，全球在運(yùn)加氫站共有470個(gè)，同比增長(zhǎng)20%以上。其中日本加氫站數(shù)量最多（113個(gè)），其次是德國(guó)（81個(gè)）、美國(guó)（64個(gè)）和中國(guó)，2019年中國(guó)在運(yùn)加氫站數(shù)量從20個(gè)增加到61個(gè)，緊隨其后的是韓國(guó)和法國(guó)。
3.氫能供熱
目前化石燃料仍是全球主要的供熱能源，而氫是極優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)能媒介，利用氫替代天然氣供熱是實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型最有潛力的方向之一。對(duì)比歐洲各國(guó)的電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)負(fù)荷曲線(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，天然氣管網(wǎng)負(fù)荷的波動(dòng)程度顯著高于電網(wǎng)（見(jiàn)圖5）。以英國(guó)為例，英國(guó)居民用氣負(fù)荷的峰谷比約為5～7倍，遠(yuǎn)高于電網(wǎng)的1.7倍。因此，如果利用可再生能源制取的氫作為儲(chǔ)能載體，在管道天然氣中摻混一定比例的氫，有助于電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)協(xié)同調(diào)度，在實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的同時(shí)，有效提高電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的整體調(diào)峰能力。
資料來(lái)源：IHS Markit
圖5 英國(guó)和法國(guó)電網(wǎng)與天然氣管網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)對(duì)比
●替代管道天然氣供熱
英國(guó)天然氣管網(wǎng)公司Cadent和Northern Gas Networks正在與挪威國(guó)家石油公司合作開(kāi)展氫供暖示范項(xiàng)目H21。該項(xiàng)目計(jì)劃在英國(guó)北部海岸利茲市建設(shè)9套1.35吉瓦規(guī)模的天然氣自熱重整制氫裝置并配套碳捕集和儲(chǔ)存裝置（二氧化碳將通過(guò)管道注入北海海底的鹽水層），對(duì)該地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模氫替代。該項(xiàng)目已進(jìn)入工程設(shè)計(jì)階段，計(jì)劃2023年可完成投資決策開(kāi)工建設(shè)，利茲市計(jì)劃從2028年開(kāi)始對(duì)居民供暖管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行配套改造用以輸送氫氣。通過(guò)合理規(guī)劃氫輸配管網(wǎng)，預(yù)計(jì)項(xiàng)目可替代利茲市370萬(wàn)居民供暖、工業(yè)和發(fā)電的全部天然氣需求。
●可再生能源制氫供熱
2020年，英國(guó)天然氣網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商SGN啟動(dòng)了世界上第一個(gè)直接利用海上風(fēng)電制造綠色氫能供熱的項(xiàng)目。此次試驗(yàn)依托的是蘇格蘭Levenmouth海上風(fēng)電試驗(yàn)項(xiàng)目，風(fēng)場(chǎng)為制氫工廠(chǎng)供電，所制取的氫氣為蘇格蘭法夫郡的300戶(hù)家庭供熱。海上風(fēng)力發(fā)電可提供大規(guī)模清潔能源，是一種新型供熱思路，為氫氣的可持續(xù)增長(zhǎng)解決了關(guān)鍵難題，同時(shí)有助于地區(qū)減排脫碳。
4.平衡電力需求和供應(yīng)
隨著越來(lái)越多的可再生能源接入，電網(wǎng)需要更多的靈活性解決方案。氫能的季節(jié)性?xún)?chǔ)能價(jià)值在未來(lái)可再生能源高比例開(kāi)發(fā)利用的情景下尤其重要，但當(dāng)前成本還是過(guò)于高昂。目前世界各地有多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目致力于研究如何通過(guò)大規(guī)模制氫消納富余的可再生能源，促使電網(wǎng)平衡并不斷滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的電力及能源需求，為電網(wǎng)中的薄弱區(qū)域提供可再生能源的發(fā)電支持等。以壓縮氣體、氨或合成甲烷的形式，氫有望成為一種周期儲(chǔ)能選擇，用以平衡電力需求或可再生能源發(fā)電的季節(jié)性變化。
三、全球氫市場(chǎng)預(yù)測(cè)及啟示
（一）全球氫市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)
綜合各大機(jī)構(gòu)對(duì)全球氫市場(chǎng)的展望（見(jiàn)圖6），國(guó)際可再生能源署、殼牌、澳大利亞可再生能源署等機(jī)構(gòu)認(rèn)為，到2050年全球氫市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到500～2000太瓦時(shí)；而國(guó)際氫能委員會(huì)則認(rèn)為，屆時(shí)氫市場(chǎng)有望達(dá)到16100太瓦時(shí)，占世界能源總消費(fèi)的18%。也就是說(shuō)，如果從目前氫在非能源領(lǐng)域的消耗水平來(lái)看其未來(lái)的絕對(duì)產(chǎn)量，根據(jù)最樂(lè)觀(guān)的預(yù)測(cè)，到2050年氫產(chǎn)量有望增長(zhǎng)6.5倍，或者說(shuō)到2050年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率約為6%。
資料來(lái)源：根據(jù)公開(kāi)資料整理
圖6 到2050年全球氫市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)
在BP《世界能源展望2020》的快速轉(zhuǎn)型情景和凈零排放情景中，到2050年全球95%以上的氫為綠氫和藍(lán)氫，其余是未配備CCUS的、由天然氣或煤炭制取的灰氫。BP認(rèn)為，隨著技術(shù)發(fā)展、成本下降及碳價(jià)上漲，氫能將在2035～2050年顯著增長(zhǎng)（見(jiàn)圖7）。到2050年，氫能在終端消費(fèi)中占比將達(dá)到7%（快速轉(zhuǎn)型情景）或16%（凈零排放情景）左右。在快速轉(zhuǎn)型情境中，中國(guó)和發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體中氫能發(fā)展較為突出；凈零排放情境中，氫能適用范圍更廣，在印度和亞洲其他發(fā)展中國(guó)家也有顯著增長(zhǎng)。
資料來(lái)源：BP
圖7 2035和2050年不同部門(mén)和不同地區(qū)氫能消費(fèi)量
（二）對(duì)我國(guó)的啟示
總體來(lái)看，世界主要國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向基本明朗，主要包括明確的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及產(chǎn)業(yè)定位、政府相關(guān)部門(mén)分工、制氫技術(shù)路線(xiàn)，以及推進(jìn)氫燃料電池試點(diǎn)示范與多領(lǐng)域應(yīng)用、持續(xù)的氫燃料電池技術(shù)研發(fā)支持、不斷完善的氫能產(chǎn)業(yè)政策體系等方面。在我國(guó)，2020年公布的《中華人民共和國(guó)能源法（征求意見(jiàn)稿）》明確將氫能納入能源范疇，這是繼2019年《政府工作報(bào)告》中涉及氫能的論述后，從頂層設(shè)計(jì)角度規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，已有多個(gè)省市發(fā)布了氫能和氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展規(guī)劃，上海、如皋、佛山、張家口、武漢等城市積極謀劃氫能城市建設(shè)，形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六大氫能和氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)群。然而我國(guó)氫能和燃料電池相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨巨大挑戰(zhàn)，燃料電池和氫能核心技術(shù)能力、關(guān)鍵部件與裝備、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等方面亟待加強(qiáng)。
1.強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略規(guī)劃
全球范圍內(nèi)對(duì)氫能的政策支持力度正在加強(qiáng)。最近一兩年間，多國(guó)相繼發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略和路線(xiàn)圖，將氫能上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度，明確氫能在未來(lái)能源體系中的定位，一些國(guó)家還制定了氫能技術(shù)發(fā)展目標(biāo)。在我國(guó)，約有40個(gè)地方政府出臺(tái)了氫能發(fā)展規(guī)劃，但是全國(guó)性的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃還未出臺(tái)。建議盡快從國(guó)家層面制定我國(guó)的氫能戰(zhàn)略發(fā)展路線(xiàn)圖，科學(xué)測(cè)算發(fā)展目標(biāo)，優(yōu)化技術(shù)發(fā)展路徑，統(tǒng)籌規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局?？茖W(xué)引導(dǎo)地方政府充分結(jié)合自身資源稟賦特點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，避免同質(zhì)化發(fā)展，防范低端惡性競(jìng)爭(zhēng)和行業(yè)無(wú)序發(fā)展。
2.促進(jìn)基礎(chǔ)研發(fā)，加快關(guān)鍵部件和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程
氫能產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)，制取、儲(chǔ)運(yùn)、加氫設(shè)施及下游應(yīng)用，涉及不同環(huán)節(jié)不同技術(shù)路線(xiàn)。日本、美國(guó)、韓國(guó)、歐盟等國(guó)家和地區(qū)在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中投入巨資研發(fā)核心技術(shù)，目前已掌握了主要?dú)淠芗夹g(shù)及大量核心專(zhuān)利。近年來(lái)，我國(guó)在科技專(zhuān)項(xiàng)、創(chuàng)新工程等方面重點(diǎn)布局，氫能及燃料電池重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)取得較大進(jìn)展。當(dāng)前發(fā)展階段，應(yīng)推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。制取環(huán)節(jié)，推動(dòng)以煤制氫為主向可再生能源電解制氫轉(zhuǎn)變；儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，加快高壓、液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)研究，提高長(zhǎng)距離儲(chǔ)運(yùn)水平；應(yīng)用環(huán)節(jié)，支持氫燃料電池多場(chǎng)景應(yīng)用；同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)氫燃料電池電堆、關(guān)鍵材料、系統(tǒng)集成的研究，突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。
3.加快完善氫能供應(yīng)體系，降低氫能供給成本
根據(jù)國(guó)際能源署、國(guó)際可再生能源署最新報(bào)告，到2030年可再生能源制氫成本將大幅下降（可能下降30%），氫能將在全球?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模利用，可再生能源制取的綠氫將成為最主要的氫源。建議國(guó)內(nèi)因地制宜發(fā)展綠氫，探索發(fā)展光伏、風(fēng)電（含海上風(fēng)電）、水電等可再生能源制氫，支持光解水、生物發(fā)酵等綠色制氫技術(shù)示范及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，推動(dòng)開(kāi)展吉瓦級(jí)可再生能源制氫試點(diǎn)示范，逐步構(gòu)建以綠氫為主的多元化制氫體系。
4.推廣終端應(yīng)用試點(diǎn)示范建設(shè)，探索建立市場(chǎng)化發(fā)展機(jī)制
作為積極推進(jìn)氫燃料電池示范應(yīng)用的國(guó)家，德日韓等國(guó)都提出了氫能示范區(qū)計(jì)劃。結(jié)合國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，建議國(guó)內(nèi)開(kāi)展氫能終端應(yīng)用試點(diǎn)示范建設(shè)，支持示范城市開(kāi)展氫能交通、備用電源、分布式發(fā)電等氫能終端產(chǎn)品示范應(yīng)用。同時(shí)支持以工業(yè)副產(chǎn)氫（僅限于既有產(chǎn)能）、可再生能源制氫替代煤炭或天然氣制氫，應(yīng)用于傳統(tǒng)煉鋼、化工等行業(yè)，開(kāi)展綠色化工（合成氨、甲醇等）試點(diǎn)示范。建議國(guó)內(nèi)積極打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，探索成熟可行的商業(yè)模式，建立氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化發(fā)展機(jī)制。
5.加強(qiáng)國(guó)際交流合作，積極融入國(guó)際氫能市場(chǎng)
發(fā)展氫能，不僅需要國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的發(fā)展，還需要借助國(guó)際合作、依托國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)，要建立氫能經(jīng)濟(jì)，到2030年全球每年需要投資200億～250億美元，同時(shí)需要各國(guó)在長(zhǎng)期的政策框架支持下大規(guī)模部署氫能，通過(guò)規(guī)模效應(yīng)降低氫能生產(chǎn)和應(yīng)用成本。這樣才能全面實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源的整合和發(fā)電、跨部門(mén)和跨地區(qū)的能源分配、提高能源系統(tǒng)的抗御能力、加速在氫能運(yùn)輸、建筑熱能、電力及工業(yè)領(lǐng)域的脫碳過(guò)程以及為工業(yè)提供清潔的原料等氫能發(fā)展的總體目標(biāo)。因此，氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)也必然具有全球性流動(dòng)特征，“走出去”是大勢(shì)所趨，國(guó)內(nèi)氫能從業(yè)者需要準(zhǔn)備好面對(duì)全球化氫能市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局，加強(qiáng)技術(shù)和人才交流，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化合作，主動(dòng)融入全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
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原文首發(fā)于《能源情報(bào)研究》2020年11月
