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目前，世界各國正在加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，初步形成了以德國為代表的“深度減碳重要工具”模式、以日本為代表的“新興產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)”模式、以美國為代表的“中長期戰(zhàn)略技術(shù)儲備”模式、以澳大利亞為代表的“資源出口創(chuàng)新增長點(diǎn)”模式。我國在推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的過程中，要充分借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步明確初衷和使命、目標(biāo)與路徑，以推進(jìn)能源革命為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建“大氫能”應(yīng)用場景，全面推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)與市場、供需協(xié)調(diào)發(fā)展。
氫能作為一種二次能源，具有來源廣泛、適應(yīng)大規(guī)模儲能、應(yīng)用廣泛、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的興起，世界迎來了氫能社會的發(fā)展熱潮。歐盟、日本、美國、澳大利亞、韓國等經(jīng)濟(jì)體和國家均出臺了相關(guān)政策，將氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升到國家（地區(qū)）戰(zhàn)略高度，一批重大項(xiàng)目相繼啟動，全球氫能產(chǎn)業(yè)市場格局進(jìn)一步擴(kuò)大。
對中國來說，加快氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也具有現(xiàn)實(shí)和緊迫的意義。具體來說，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、確保國家能源安全的戰(zhàn)略選擇，是促進(jìn)節(jié)能減排、應(yīng)對全球氣候變化、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的重要途徑，是先進(jìn)產(chǎn)業(yè)布局，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，培育新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展動力，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。
2019年是中國氫能發(fā)展創(chuàng)新的一年?！袄硐胝者M(jìn)現(xiàn)實(shí)”的特點(diǎn)明顯——戰(zhàn)略共識基本形成，探索步伐加快，先進(jìn)理念、技術(shù)和模式層出不窮。30多個(gè)地方政府發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃/實(shí)施計(jì)劃/行動計(jì)劃。相關(guān)“氫能產(chǎn)業(yè)園”、“氫能小鎮(zhèn)”、“氫谷”項(xiàng)目總投資多達(dá)數(shù)千億元，氫燃料電池汽車規(guī)劃推廣10多萬輛，加氫站建設(shè)規(guī)劃500多座。
在加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，我國需要廣泛參考國際經(jīng)驗(yàn)。我們認(rèn)為，對國際經(jīng)驗(yàn)的研究不僅停留在政策、措施和行動的簡單總結(jié)和歸納上，還要深入分析氫能發(fā)展背后的初衷、動機(jī)、利益格局。在充分了解各國資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、現(xiàn)實(shí)需求等因素的基礎(chǔ)上，找出發(fā)展方向、目標(biāo)、路徑、模式與政策措施的邏輯關(guān)系。換句話說，不僅要看“做了什么”，還要研究“為什么做”、“做了有什么好處”等深層次問題。
從不同國家發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的出發(fā)點(diǎn)、側(cè)重點(diǎn)和著力點(diǎn)來看，世界各國的實(shí)踐大致可以概括為四種類型。本文稱之為四種典型模式，即德國模式（法國、英國、荷蘭等國家做法類似），氫能作為新興產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)的日本模式（韓國做法類似）；把氫能作為中長期戰(zhàn)略技術(shù)儲備的美國模式（加拿大做法類似）以及把氫能作為資源出口創(chuàng)匯新增長點(diǎn)的澳大利亞模式（新西蘭、俄羅斯等國家做法類似）。
德國模式：促進(jìn)深度脫碳，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型
近年來，德國的能源轉(zhuǎn)型暴露出越來越多的問題。首先，隨著可再生能源裝機(jī)容量和發(fā)電量的穩(wěn)步提高，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的維護(hù)已成為首要挑戰(zhàn)。2019年，德國部分地區(qū)發(fā)生了電力供應(yīng)中斷事故，暴露了儲能和調(diào)度能力不足的短板。其次，為了提高電力系統(tǒng)的供應(yīng)能力，德國增加了天然氣發(fā)電，但需要從俄羅斯等國家進(jìn)口更多的天然氣，這導(dǎo)致了能源對外依賴的提升。最后，能源轉(zhuǎn)型導(dǎo)致能源價(jià)格上漲，能源轉(zhuǎn)型面臨越來越多的爭議。與能源轉(zhuǎn)型相同的問題是碳減排的進(jìn)展不如預(yù)期。
德國政府提出了2030年比1990年減排55%的中期目標(biāo)和2050年碳中和的長期目標(biāo)。然而，自2015年以來，碳排放量一直在上升，2018年在暖冬的幫助下實(shí)現(xiàn)了下降。傳統(tǒng)減排路徑的邊際效益正在下降，迫切需要開辟新的途徑，挖掘更多的減碳潛力。
氫能的發(fā)展有助于大規(guī)模消納可再生能源，實(shí)現(xiàn)“難以減排領(lǐng)域”的深度脫碳。電解水制氫技術(shù)發(fā)展迅速，規(guī)模提高，響應(yīng)能力增強(qiáng)，成本降低，有望成為大規(guī)模消納可再生能源的重要手段。當(dāng)區(qū)域電力冗余時(shí)，多余的電力通過電解水制氫轉(zhuǎn)化為氫并儲存起來，從而減少了棄風(fēng)能、棄光能、棄水能等現(xiàn)象，降低了可再生能源波動性對電力系統(tǒng)的影響。同時(shí)，氫能具有高能量密度（質(zhì)量密度）、電化學(xué)活性和還原劑屬性，可在各應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮萬金油作用，大規(guī)模替代難以減排的化石能源，實(shí)現(xiàn)深度脫碳的目標(biāo)。
圍繞深度脫碳和促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，德國創(chuàng)新提出了電力多元化轉(zhuǎn)型的概念，致力于探索氫能的綜合應(yīng)用。具體來說，在氫氣生產(chǎn)端，利用可再生電能電解水生產(chǎn)低碳?xì)淙剂?，?gòu)建大型綠色氫氣供應(yīng)體系。在氫氣應(yīng)用端，將綠色氫氣用于天然氣摻氫、分布式燃料電池發(fā)電或供熱、氫煉鋼、化工、氫燃料電池汽車等領(lǐng)域。
目前，德國政府正在與荷蘭等國家進(jìn)行深入合作，重點(diǎn)推進(jìn)天然氣管道摻氫，建設(shè)氫氣和天然氣混合燃?xì)猓℉CNG）供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。其中，依托西門子等公司在燃?xì)廨啓C(jī)方面的技術(shù)優(yōu)勢，開展了若干天然氣摻氫發(fā)電、供熱等示范項(xiàng)目。截至2019年底，德國有50個(gè)在建和運(yùn)行的“PtoG”（可再生能源制氫+天然氣管道摻氫）示范項(xiàng)目，總裝機(jī)容量超過55MW。此外，蒂森克虜伯集團(tuán)還開展了氫煉鋼示范項(xiàng)目，預(yù)計(jì)到2022年進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。
日本模式：確保能源安全，鞏固產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)
日本能源安全形勢嚴(yán)峻，迫切需要優(yōu)化能源進(jìn)口格局和渠道。日本的能源結(jié)構(gòu)高度依賴石油和天然氣，占能源消費(fèi)的三分之二。由于國內(nèi)能源資源匱乏，95%以上的石油和天然氣需要進(jìn)口。能源地緣政治形勢日益復(fù)雜，斷供風(fēng)險(xiǎn)猶如達(dá)摩克利斯之劍。此外，國際能源市場價(jià)格的波動將對日本的能源安全乃至經(jīng)濟(jì)安全產(chǎn)生影響。2011年福島核事故發(fā)生后，日本核電發(fā)展遇到的阻力越來越大。如果實(shí)現(xiàn)本土棄核，就意味著能源對外依賴程度將得到提高。因此，日本迫切需要在當(dāng)前能源消費(fèi)格局中開辟新的陣地，尋找能源安全緩沖區(qū)和減壓閥，擺脫對石油和天然氣的依賴。
氫能的發(fā)展可以提高能源安全水平、分化能源供應(yīng)中斷和價(jià)格波動的風(fēng)險(xiǎn)。雖然日本未來消費(fèi)的氫能仍需從海外進(jìn)口，但主要來自澳大利亞、新西蘭、東南亞等國家和地區(qū)，與中東、北非等傳統(tǒng)油氣來源地區(qū)形成空間分離，進(jìn)而分化了地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，石油和天然氣在價(jià)格上有很高的相關(guān)性，兩者仍然屬于“一個(gè)籃子里的雞蛋”。
氫能來源廣泛，價(jià)格與油氣關(guān)聯(lián)度不高。增加氫能的進(jìn)口和消費(fèi)可以在一定程度上分化油氣價(jià)格同向波動對國民經(jīng)濟(jì)的影響。此外，氫能還可以提高能源安全水平。日本是地震、海嘯、臺風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生能源供應(yīng)中斷。氫燃料電池汽車、家用氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)組件等設(shè)備，在充滿氫氣或其他燃料的情況下，可以維持一個(gè)家庭1~2天的正常能源供應(yīng)。氫能終端設(shè)備的普及也有助于日本的減災(zāi)工作。
日本氫能的基本戰(zhàn)略側(cè)重于汽車和家用領(lǐng)域的應(yīng)用，是產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的必然延伸。日本在技術(shù)、材料、設(shè)備等方面具有非常明顯的優(yōu)勢，特別是基本開放了氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)過多年的努力，日本在氫能領(lǐng)域創(chuàng)造了一批“隱形冠軍”，如東麗的碳纖維、川崎重工的液氫儲運(yùn)技術(shù)和裝備等。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本在氫能和燃料電池領(lǐng)域擁有超過50%的優(yōu)先專利，在許多關(guān)鍵技術(shù)方面處于絕對領(lǐng)先地位。專利技術(shù)不僅是日本的“保護(hù)網(wǎng)”，也是其他國家的“天花板”。推廣氫燃料電池汽車和家用燃料電池設(shè)備，一方面可以將過往的投入在市場上變現(xiàn)、獲取現(xiàn)金流，另一方面可以及時(shí)獲得信息反饋，改進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，形成“技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)促進(jìn)市場、市場促進(jìn)技術(shù)”的良性循環(huán)和積極反饋。
美國模式：儲備戰(zhàn)略技術(shù)，緩?fù)茖?shí)際應(yīng)用
美國氫能發(fā)展經(jīng)歷“兩起兩落”，但將氫能視為重要戰(zhàn)略技術(shù)儲備的工作思路一直沒有改變。早在20世紀(jì)70年代，美國政府就將氫能視為實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的重要技術(shù)路線，密集開展了若干行動和項(xiàng)目，但熱度隨著石油危機(jī)影響的消退而降溫。2000年前后氫能迎來了第二個(gè)發(fā)展浪潮。2002年美國能源部（DOE）發(fā)布了《國家氫能路線圖》，構(gòu)建了氫能中長期愿景，啟動了一批大型科研和示范項(xiàng)目，但后因頁巖氣革命和金融危機(jī)的沖擊，路線圖被擱置，不過聯(lián)邦政府對氫能相關(guān)的研發(fā)支持延續(xù)至今。
在過去的10年中，美國能源部每年為氫能和燃料電池提供的支持資金從約1億美元到2.8億美元不等，根據(jù)2019年年底參議院、眾議院通過的財(cái)政撥款法案，2020年支持資金為1.5億美元?？傮w來看，在近50年的時(shí)間里，盡管有起伏，但聯(lián)邦政府將氫能視為重要戰(zhàn)略技術(shù)儲備的工作思路一直沒有改變，持續(xù)鼓勵科技研發(fā)使得美國能夠保持在全球氫能技術(shù)的第一梯隊(duì)。
頁巖氣革命是美國氫能發(fā)展戰(zhàn)略被擱置的最主要原因。憑借具有經(jīng)濟(jì)、清潔、低碳優(yōu)勢的頁巖氣，美國已逐步實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立和轉(zhuǎn)型，而頁巖氣和氫能在應(yīng)用端存在較多重合，對氫能形成了巨大的擠出效應(yīng)。加州燃料電池合作伙伴組織（CaFCP）的數(shù)據(jù)顯示，美國的氫燃料電池汽車市場已陷入停滯狀態(tài)，在2019年甚至出現(xiàn)了12%的下滑，發(fā)展勢頭已被日韓、中國趕超。
澳大利亞模式：拓寬出口渠道，推動氫氣貿(mào)易
澳大利亞一直是全球最主要的資源出口國，同時(shí)資源出口也是其最重要的經(jīng)濟(jì)增長引擎。根據(jù)澳大利亞聯(lián)邦礦產(chǎn)資源部發(fā)布的數(shù)據(jù)，2019年資源出口直接貢獻(xiàn)了該國GDP增長的1/3以上。但傳統(tǒng)的“三大件”（煤炭、液化天然氣、鐵礦石）出口已現(xiàn)頹勢。在煤炭方面，長期以來澳大利亞在全球煤炭貿(mào)易中占比超過1/3，主要目標(biāo)市場集中在東北亞地區(qū)，然而近幾年中、日、韓相繼開展減煤控煤行動，煤炭出口前景暗淡。
在鐵礦石方面，中國買走了60%以上的澳大利亞出口鐵礦石，而中國鋼鐵產(chǎn)量進(jìn)入峰值平臺、電爐鋼比重提升，這都將拉低其對鐵礦石的需求；在液化天然氣（LNG）方面，盡管市場需求增長潛力仍然可觀，但由于國際油價(jià)暴跌，LNG出口創(chuàng)匯能力也被大幅削弱。據(jù)世界天然氣網(wǎng)站分析，未來五年內(nèi)澳大利亞LNG出口收入將持續(xù)收縮。
出于經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展考慮，澳大利亞政府急需找準(zhǔn)新興市場需求，拓寬出口渠道。2019年11月，澳大利亞政府發(fā)布了《國家氫能戰(zhàn)略》，確定了15大發(fā)展目標(biāo)、57項(xiàng)聯(lián)合行動，力爭到2030年成為全球氫能產(chǎn)業(yè)的主要參與者。打造全球氫氣供應(yīng)基地是澳大利亞發(fā)展氫能的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。澳大利亞正積極推動與日、韓等國的氫氣貿(mào)易，簽訂氫氣供應(yīng)協(xié)議，同時(shí)與相關(guān)企業(yè)開展聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新，完善氫能供應(yīng)鏈，擴(kuò)大供應(yīng)能力、降低成本。
如澳大利亞政府與氫能供應(yīng)鏈技術(shù)研究協(xié)會（HySTRA，由川崎、巖谷、電力開發(fā)有限公司和殼牌石油日本分公司組成）合作組成聯(lián)合技術(shù)研究組，開展褐煤制氫、氫氣長距離輸送、液氫儲運(yùn)等一系列試點(diǎn)項(xiàng)目。2019年年底川崎重工首艘液氫運(yùn)輸船下水，補(bǔ)齊了澳大利亞和日本氫氣供應(yīng)鏈最后一塊拼圖。這種“貿(mào)易＋技術(shù)創(chuàng)新”一體化模式調(diào)動了各參與方的積極性，澳方可實(shí)現(xiàn)本國氫氣資源的規(guī)?；_發(fā)，川崎等企業(yè)能夠獲得成本更低的氫氣，技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)獲得了寶貴的試驗(yàn)田。
值得一提的是，澳大利亞提出的低碳?xì)淠埽劝稍偕茉措娊馑茪?，也包括化石能源（尤其是煤炭）制氫（碳捕捉）與儲運(yùn)技術(shù)。雖然化石能源制氫備受爭議，但正是在煤炭出口增長乏力背景下的現(xiàn)實(shí)選擇。
啟示我國：明確氫能“協(xié)同互補(bǔ)”定位，構(gòu)建多元化應(yīng)用場景
每個(gè)國家都有自己的初衷和使命發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。德國模式認(rèn)為氫能是解決能源轉(zhuǎn)型和深度脫碳過程中的許多問題的手段；日本模式以氫能為目的，即發(fā)展氫能是國家能源安全和新興產(chǎn)業(yè)競爭力的戰(zhàn)略選擇，迎合市場實(shí)現(xiàn)技術(shù)的強(qiáng)烈需求；氫能只是許多能源解決方案之一，氫能的發(fā)展取決于其技術(shù)進(jìn)步、成本下降等因素；澳大利亞模式以氫能為產(chǎn)品，即利用全球氫風(fēng)，積極擴(kuò)大出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，獲得更多收益。
從以上對全球氫能發(fā)展四種典型模式的分析可以看出，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有其起點(diǎn)和立足點(diǎn)，考慮到各自的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、實(shí)際需求等因素，大多遵循積極的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)穩(wěn)定、堅(jiān)持發(fā)展初衷、不盲目、不進(jìn)取的推廣策略。目前，我國有關(guān)部門正在研究制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，首先要明確我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初衷和使命、目標(biāo)和路徑等問題。本文提出了中國氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位和發(fā)展方向三點(diǎn)建議。
一是明確產(chǎn)業(yè)定位，充分發(fā)揮氫能在現(xiàn)代能源系統(tǒng)中的載體和媒介作用。國家《能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度》已將氫氣納入能源統(tǒng)計(jì)，明確了氫能的能源屬性。氫能即將成為能源系統(tǒng)的新成員，其發(fā)展必須服從和服務(wù)于能源革命的總體要求。需要認(rèn)識到的是，中國有許多與氫能有替代關(guān)系的能源解決方案，因此氫能不是中國的必要選擇，而是替代和優(yōu)化選擇。因此，我們應(yīng)該從中國能源系統(tǒng)的核心問題出發(fā)，找到合適的切入點(diǎn)，選擇合適的融入能源系統(tǒng)的路徑。利用氫能的特點(diǎn)和優(yōu)勢，充分發(fā)揮其在可再生能源消納中的作用，增強(qiáng)能源系統(tǒng)的靈活性和智能性，更好地與現(xiàn)有能源品種互動，最終促進(jìn)能源革命戰(zhàn)略的深入實(shí)施。
二是提升認(rèn)識視角，逐步構(gòu)建綠色低碳多元化應(yīng)用場景。2018年以來，各地區(qū)扎堆造車，不僅源于對氫燃料電池汽車發(fā)展前景的樂觀認(rèn)知，更源于對氫能認(rèn)識的局限性。事實(shí)上，我國氫能技術(shù)儲備不足，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)不牢固，區(qū)域差異明顯。絕大多數(shù)地區(qū)沒有能力和條件將技術(shù)設(shè)備推向市場。在進(jìn)一步推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、積極應(yīng)對氣候變化的格局下，中國提出了2030年前碳達(dá)峰和2060年碳中和的目標(biāo)愿景?！半y以減排領(lǐng)域”的深度脫碳將成為中國未來需要面對的重大問題。因此，要協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能減碳、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等因素，利用氫能高效清潔的二次能源、靈活智能的能源載體、綠色低碳的工業(yè)原料三大特點(diǎn)，逐步構(gòu)建交通、儲能、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域的多元化應(yīng)用場景。
三是加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，推進(jìn)技術(shù)與市場、供需齊步走。氫能與燃料電池集尖端材料、先進(jìn)工藝、精密制造于一體，兼具高附加值、高門檻屬性。需要清楚的是，我國氫能產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國家的差距明顯，遠(yuǎn)未達(dá)到大規(guī)模商業(yè)化的臨界點(diǎn)，價(jià)值創(chuàng)造功能不可預(yù)測。此外，目前產(chǎn)業(yè)利潤集中在國外企業(yè)的事實(shí)上，我國要保持戰(zhàn)略重點(diǎn)，堅(jiān)持安全第一、技術(shù)自主、協(xié)調(diào)推進(jìn)的原則，不要盲目追求市場擴(kuò)張，避免強(qiáng)行通過補(bǔ)貼刺激下游需求，然后向國外公司輸送大量補(bǔ)貼資金。在規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，各地要遵循需求導(dǎo)向的原則，自下而上布局生產(chǎn)、儲運(yùn)及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)氫能供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展，避免某一環(huán)節(jié)的“單兵突進(jìn)”。
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