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一、氫能是國(guó)家戰(zhàn)略性能源
氫能是中國(guó)謀劃布局的未來(lái)六大產(chǎn)業(yè)之一。根據(jù)最近頒布的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《綱要》”），《綱要》明確提出，中國(guó)將在類(lèi)腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)、深海空天開(kāi)發(fā)、氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)。
氫能是國(guó)家戰(zhàn)略性能源。氫能源來(lái)源廣泛；氫不僅可以通過(guò)煤炭、石油、天然氣等化石能源重整，還可以來(lái)自焦化、氯堿、鋼鐵、冶金等工業(yè)副產(chǎn)氣，也可以利用電解水制取。氫能源清潔低碳；氫的產(chǎn)物只有水，沒(méi)有傳統(tǒng)能源利用所產(chǎn)生的污染物及碳排放。氫能源靈活高效；氫熱值高，是同質(zhì)量焦炭、汽油等化石燃料熱值的 3-4倍；氫能可以與電力系統(tǒng)互補(bǔ)協(xié)同，是不同能源轉(zhuǎn)化的橋梁。氫能源應(yīng)用廣泛；氫可廣泛應(yīng)用于能源、交通運(yùn)輸、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域，可以通過(guò)燃料電池技術(shù)應(yīng)用于交通領(lǐng)域，也可應(yīng)用于分布式發(fā)電，為家庭住宅、商業(yè)建筑等供電供暖。
氫能符合中國(guó)節(jié)能減排的戰(zhàn)略方向。人類(lèi)能源使用是一個(gè)逐漸減碳過(guò)程，從木材、煤炭、石油、天然氣到氫，含碳量越來(lái)越少。長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)能源短缺，對(duì)外依存度高；從能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，化石能源在能源生產(chǎn)與消費(fèi)中所占比例過(guò)高；相比化石能源，氫能源高效環(huán)保，可緩解中國(guó)能源緊張以及化石燃料燃燒副產(chǎn)品導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題。2015 年11月，習(xí)主席代表中國(guó)向國(guó)際社會(huì)做出了承諾，中國(guó)將在 2030 年左右二氧化碳排放達(dá)峰并力爭(zhēng)盡早達(dá)峰。在2030年左右中國(guó)二氧化碳排放量比2005年下降60-65%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右。氫能依托自身低碳清潔的特點(diǎn)有望成為中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳減排戰(zhàn)略的重要抓手。
二、灰氫不可取，藍(lán)氫可以用，廢氫可回收，綠氫是方向
在2019年9月22日濟(jì)南舉行的“2019氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新峰會(huì)”上，工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)李毅中指出：“在當(dāng)下的技術(shù)條件下，雖然化學(xué)能源制氫技術(shù)是成熟的，但是路徑并不可取，不能本末倒置，二氧化碳不能大量排放，要盡快攻關(guān)；灰氫不可取，藍(lán)氫可以用，廢氫可回收，綠氫是方向?！?nbsp;
目前的制氫方法主要有化石原料制氫、工業(yè)尾氣制氫和電解水制氫和其他新型制氫方法。常規(guī)的制氫技術(shù)以傳統(tǒng)化石能源制氫為主。按照制氫途徑的清潔度（碳排放量），可將再生能源電解水得到的氫氣稱(chēng)為綠氫，生產(chǎn)過(guò)程做到零碳排放；以化石能源為原料，通過(guò)蒸汽甲烷重整或自熱重整等方法制造的氫氣稱(chēng)為灰氫；在甲烷蒸汽重整與自熱重整制氫過(guò)程中增加碳捕捉和貯存環(huán)節(jié)（CCS），這樣制出的氫氣被稱(chēng)為藍(lán)氫。藍(lán)氫碳排放量較低，但無(wú)法消除所有碳排。
在制氫路線上，中國(guó)將會(huì)從化石能源制氫逐步過(guò)渡至可再生能源制氫。在現(xiàn)有的制氫技術(shù)中，化石能源制氫技術(shù)是成熟的，但會(huì)產(chǎn)生新的污染，路徑并不可取。使甲醇等化工原料制氫受上游產(chǎn)品約束，產(chǎn)量和價(jià)格浮動(dòng)較大，難以形成穩(wěn)定有效的氫能供給，而且污染也較重。對(duì)于副產(chǎn)氫，企業(yè)幾乎做到了能收盡收、能用盡用，即使有少量不能回收的，也混入燃料氣，作為燃料使用；使用工業(yè)尾氣制氫同樣存在原料少，來(lái)源不穩(wěn)定的問(wèn)題。水制氫目前成本太高，與其它方式相比暫時(shí)不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但水制氫原料來(lái)源穩(wěn)定，水制氫無(wú)污染；通過(guò)水電解方式獲得的氫氣純度較高，可達(dá)99.9%以上；考慮到目前中國(guó)每年有大量不能上網(wǎng)的風(fēng)能和光伏等可再生能源，如果將這些可再生能源作為電力來(lái)制取氫能，可以極大地降低制氫用電成本，同時(shí)可有效解決可再生資源消納問(wèn)題。
從經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)進(jìn)步角度來(lái)看，短期優(yōu)先選用工業(yè)副產(chǎn)氫，中期采用化石能源制氫結(jié)合碳捕捉技術(shù)，長(zhǎng)期將采用可再生能源電解水制氫。
三、供給結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)：綠氫將成為供氫主體
中國(guó)是世界第一產(chǎn)氫大國(guó)，2020年全國(guó)氫氣產(chǎn)量突破2000萬(wàn)噸。中國(guó)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好，在合成氨、合成甲醇、煉焦、煉油、氯堿等傳統(tǒng)石化行業(yè)中具有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。但中國(guó)在氫能利用方面，主要是把它作為工業(yè)原料而不是能源來(lái)利用。
全球與中國(guó)的氫氣生產(chǎn)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
注：
1. 全球數(shù)據(jù)來(lái)自于Hydrogen From Renewable Power 2017；
2. 國(guó)內(nèi)-統(tǒng)計(jì)口徑1數(shù)據(jù)來(lái)自于清華大學(xué)；
3. 國(guó)內(nèi)-統(tǒng)計(jì)口徑2數(shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)（2018）》
目前，國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段，根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》預(yù)測(cè)，在中國(guó)氫能市場(chǎng)發(fā)展初期（2020-2025年），氫氣年均需求約2200萬(wàn)噸，作為燃料增量有限，工業(yè)副產(chǎn)制氫因成本較低，具接近消費(fèi)市場(chǎng)，將成為有效供氫主體；在氫能市場(chǎng)發(fā)展中期（2030年左右），氫氣年均需求約為3500萬(wàn)噸，煤制氫配合CCS技術(shù)，可再生能源電解水制氫將成為有效供氫主體；在氫能市場(chǎng)發(fā)展遠(yuǎn)期（2050年左右），氫氣年均需求約為6000萬(wàn)噸，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)化石能源為主轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的多元格局。
中國(guó)氫氣供給結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
資料來(lái)源：中國(guó)氫能聯(lián)盟
