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早在1990年代中期，氫能被預(yù)期“為脫碳和可持續(xù)能源系統(tǒng)提供必不可少的元素”，但未來(lái)二十年的發(fā)展進(jìn)程與人們的預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。 2015年，按照《巴黎協(xié)定》設(shè)定的1.5℃溫控和凈零排放目標(biāo)，目前全球2030年前12%左右的脫碳率需要提高5倍才能實(shí)現(xiàn)。由于交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域脫碳的復(fù)雜性和難度，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。氫能以來(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)脫碳中的重要作用而受到越來(lái)越多的關(guān)注，但氫能作為一個(gè)“產(chǎn)業(yè)”在各國(guó)都處于初級(jí)發(fā)展階段。本文主要論述了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和特點(diǎn)、存在的問(wèn)題以及相關(guān)的發(fā)展建議。
一、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)
氫能產(chǎn)業(yè)在氫的生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存，或使用氫作為能源方面仍然是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。目前，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下三個(gè)特點(diǎn)。
1、我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件
我國(guó)有一個(gè)利用化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫回收用于生產(chǎn)和非能源利用的“氫氣產(chǎn)業(yè)”，該產(chǎn)業(yè)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2012年至2020年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量總體呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)。中國(guó)年產(chǎn)氫量從1600萬(wàn)噸增加到2500萬(wàn)噸，成為全球最大的制氫國(guó)。其中，中國(guó)石化和國(guó)家能源集團(tuán)是國(guó)內(nèi)最大的兩家制氫企業(yè)。 2020年，中國(guó)石化年產(chǎn)氫量將達(dá)到350萬(wàn)噸，占全國(guó)產(chǎn)氫量的14%；國(guó)家能源集團(tuán)年產(chǎn)氫氣400萬(wàn)噸，占總產(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，成為全球最大的儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)國(guó)和銷(xiāo)售國(guó)。
與“氫氣”產(chǎn)業(yè)相比，我國(guó)“氫能”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于起步階段。目前2500萬(wàn)噸制氫中，僅有1%左右用作能源使用，但我國(guó)的制氫和儲(chǔ)氫材料產(chǎn)銷(xiāo)量位居世界前列，為我國(guó)氫能技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用以及氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，主要表現(xiàn)在：
一是我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量和加氫站數(shù)量均居世界前列。與電動(dòng)汽車(chē)相比，全球氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處于起步階段。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?qū)N(xiāo)售9006輛氫燃料電池汽車(chē)。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輛；中國(guó)是全球第二大氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)，銷(xiāo)量達(dá)1177輛。截至2020年底，中國(guó)氫燃料電池汽車(chē)保有量?jī)H次于韓國(guó)和美國(guó)，位居世界第三。其中，韓國(guó)是全球唯一擁有超過(guò)1萬(wàn)輛氫燃料電池汽車(chē)的國(guó)家。從氫燃料電池汽車(chē)加氫站數(shù)量來(lái)看，到2020年，日本、德國(guó)和中國(guó)將有311座加氫站，占全球總數(shù)的56%。其中，中國(guó)有69座加氫站，居世界第三位。
其次，氫能作為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù)要求極高。雖然我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的一些關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平還存在差距，但近年來(lái)我國(guó)氫能利用技術(shù)研發(fā)能力有了較大提升。
早期，我國(guó)氫能相關(guān)技術(shù)專(zhuān)利的研發(fā)相對(duì)緩慢，每年申請(qǐng)的專(zhuān)利不到百件。2015年以來(lái)，國(guó)內(nèi)氫能專(zhuān)利申請(qǐng)量快速上升。據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)行業(yè)媒體IPR daily和incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心聯(lián)合發(fā)布了“2020上半年全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專(zhuān)利排行榜（TOP100）”。在上榜的全球百?gòu)?qiáng)企業(yè)中，中國(guó)石化的氫能行業(yè)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)量以434件居首位，遠(yuǎn)高于其他企業(yè)。上榜百?gòu)?qiáng)企業(yè)主要來(lái)自13個(gè)國(guó)家和地區(qū)，中國(guó)占45%，日本占15%，美國(guó)占13%，德國(guó)占7%；英國(guó)和韓國(guó)各占4%，法國(guó)占 3%，沙特阿拉伯、瑞士和芬蘭各占2%，挪威、丹麥和荷蘭各占1%。
為推動(dòng)氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，2018年至2020年，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃將啟動(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)“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)部署氫能研發(fā)項(xiàng)目27個(gè)，研發(fā)投入約5億元。從轉(zhuǎn)向布局的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來(lái)看，下游應(yīng)用是2018-2020年氫能研發(fā)任務(wù)的重點(diǎn)，其次是制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)。 2018-2020年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目中，燃料電池技術(shù)14項(xiàng)，占項(xiàng)目總數(shù)的51.9%；5項(xiàng)制氫技術(shù)，占比18.5%； 6個(gè)儲(chǔ)氫技術(shù)，占比22.2%；加氫站技術(shù)類(lèi)2個(gè)，占比7.4%。2021年，科技部將更加注重重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目的均衡布局。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)的分配比例分別為32%、32%和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
2006年，在國(guó)務(wù)院印發(fā)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）》確定的發(fā)展重點(diǎn)中，“氫能與燃料電池技術(shù)”被列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的一種先進(jìn)能源技術(shù)。但是，這主要停留在科研層面，直到2012年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《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)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)（2014-2020年）》，國(guó)家正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向。
2020年以來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了一系列氫能相關(guān)政策，進(jìn)一步完善我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策框架，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：
一是出臺(tái)政策性文件的政府部門(mén)和機(jī)構(gòu)較多，包括財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、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)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，多個(gè)政策文件由兩個(gè)以上部委局聯(lián)合制定發(fā)布，表明發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，引起了相關(guān)部委的高度重視。
二是政策文件涵蓋了影響氫能產(chǎn)業(yè)的方方面面，包括氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和布局，以及制氫、儲(chǔ)氫、燃料電池、加氫站等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)。以及氫能技術(shù)研發(fā)支持重點(diǎn)、氫能支持項(xiàng)目申請(qǐng)程序和評(píng)估方法等，大大提高了我國(guó)氫能支持政策的體系和嚴(yán)謹(jǐn)性。
三是政策措施以政府規(guī)劃引導(dǎo)和財(cái)政補(bǔ)貼為主。同時(shí)，通過(guò)推動(dòng)制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)行業(yè)良性競(jìng)爭(zhēng)，降低氫能產(chǎn)業(yè)鏈部分進(jìn)口關(guān)鍵零部件關(guān)稅，降低進(jìn)口成本，支持國(guó)內(nèi)氫能設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)已頒布實(shí)施了80項(xiàng)氫能和燃料電池技術(shù)、應(yīng)用、檢測(cè)、安全等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，約40項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。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)范的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。
3、各地區(qū)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)略重點(diǎn)，全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)都出臺(tái)了發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策。有的地方是在該省的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展十四五規(guī)劃與2035遠(yuǎn)景目標(biāo)》這樣的綜合性政策規(guī)劃文件中對(duì)氫能發(fā)展做出了部署和規(guī)劃，如安徽、湖南、云南、黑龍江、陜西等省；有的地方則在綜合性做出規(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；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，幾乎所有出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)政策的省市都將氫能產(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)。
從主要省市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃設(shè)定的目標(biāo)可以明顯看出，燃料電池汽車(chē)及其產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)歉鞯貐^(qū)發(fā)展氫能的主要，甚至唯一選擇。表2所列13個(gè)省、市、自治區(qū)中，除寧夏外，其余省市自治區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃均體現(xiàn)為氫燃料電池汽車(chē)的生產(chǎn)或推廣目標(biāo)。還有兩個(gè)省（山東和浙江）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。
二、當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題
以我國(guó)目前氫能利用技術(shù)、材料和設(shè)備制造水平，各地鼓勵(lì)大規(guī)模發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的政策已初步帶來(lái)一些不利影響，存在三個(gè)突出問(wèn)題。
1、我國(guó)制氫原料以化石能源為主，CO2排放壓力大
中國(guó)是世界上最大的氫氣生產(chǎn)國(guó)。2020年，全國(guó)氫氣產(chǎn)量將在2500萬(wàn)噸左右。這種氫氣基本用作工業(yè)原料，用作能源的“氫”極少。從制氫原料和制氫方法來(lái)看，我國(guó)與世界一樣，基本上都是從化石能源和工業(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炭制氫、天然氣重整制氫、石油制氫。三種制氫原料和技術(shù)路線(xiàn)產(chǎn)量分別占43%、16%和13%；制氫主要來(lái)自焦?fàn)t煤氣和氯堿尾氣，產(chǎn)量占28%。電解水和其他制氫方法制氫的比例可以忽略不計(jì)。
在氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的背景下，化石能源制氫必須考慮其產(chǎn)生的大量二氧化碳排放。根據(jù)我國(guó)不同技術(shù)路線(xiàn)的制氫比例及其碳排放數(shù)據(jù)，按照我國(guó)2020年氫氣產(chǎn)量計(jì)算，我國(guó)2020年產(chǎn)氫2500萬(wàn)噸，我國(guó)2020年煤制氫1075萬(wàn)噸，這是根據(jù)每千克氫氣產(chǎn)生 20 千克二氧化碳計(jì)算得出的，其年二氧化碳排放量為2.15億噸；天然氣重整制氫400萬(wàn)噸，二氧化碳排放4000萬(wàn)噸；石油制氫325萬(wàn)噸，二氧化碳排放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，化石燃料制氫共排放二氧化碳3.225億噸，約占我國(guó)工業(yè)過(guò)程二氧化碳排放量的24.8%。因此，在“綠氫”沒(méi)有真正的成本競(jìng)爭(zhēng)力之前，大規(guī)模推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將導(dǎo)致“灰氫”規(guī)模迅速擴(kuò)大，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、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)總體上還不具備達(dá)到大規(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)，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)（Hydrogen Council）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)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，即使到時(shí)候真正具備了產(chǎn)業(yè)或條件，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)在中短途并無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前大規(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”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)供等反而進(jìn)展緩慢，無(wú)法真正發(fā)揮氫能價(jià)值和潛力。
三、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)中地位
美國(guó)、歐盟和日本很早就都制定了氫能的國(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，而且還根據(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)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。這在當(dāng)我國(guó)能源消費(fèi)都是化石能源占主導(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)我國(guó)2060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，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。氫能與其他可再生能源和技術(shù)路徑相比，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期間，如果其他“零碳或低碳”能源利用技術(shù)先于氫能獲得了技術(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)，也沒(méi)有必要再出臺(tái)相應(yīng)的政策去推動(dòng)氫能去替代既有的“零碳或低碳”能源及其利用技術(shù)。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)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)域大規(guī)模推廣，而是應(yīng)該是彌補(bǔ)現(xiàn)有低碳和零碳能源技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題和應(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)中的電力供需的季節(jié)性調(diào)節(jié)），以及解決建筑和工業(yè)部門(mén)脫碳問(wèn)題發(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，因而帶動(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)椋瑲W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)部件都能比較好的適應(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)整的燃?xì)廨啓C(jī)能適應(yīng)的摻氫百分比為5%~10%。如果這些添加的“氫氣”都是來(lái)自綠電制取的，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)，主要包括兩個(gè)方面：
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，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)噸鋼二氧化碳排放量從目前有相當(dāng)程度下降，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，將極大奠定我國(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)的促進(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)而展開(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)該包括如下三個(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)有關(guān)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)，實(shí)現(xiàn)以行政干預(yù)為主導(dǎo)的能源體制和機(jī)制向以市場(chǎng)起決定作用的能源體制和機(jī)制轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)能源市場(chǎng)配置效率優(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)。與氫能應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)的市場(chǎng)機(jī)制比如與氫能作為能量?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。
三是把碳的外部性?xún)?nèi)部化的制度建設(shè)，包括碳減排交易市場(chǎng)及其相關(guān)制度和碳稅等。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、低碳技術(shù)創(chuàng)新的最重要的制度安排。為了使重要的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)從電力行業(yè)擴(kuò)大到鋼鐵、水泥、化工等，真正驅(qū)動(dòng)這些企業(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)程真正推動(dòng)高碳鋼鐵工業(yè)向低碳鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型。
往期精選回顧：
氫能產(chǎn)業(yè)投資重點(diǎn)領(lǐng)域及面臨的挑戰(zhàn)
