全球氫能開發(fā)利用的追趕腳步與中國加速度

　　在氫能開發(fā)利用的國際賽道上，中國政府正在連續(xù)而密集地推出一系列重磅舉措以贏取較為充分的競爭優(yōu)勢。除了發(fā)布具有戰(zhàn)略意義的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021~2035年)》外，截至目前國家部委發(fā)布的數(shù)十份具象化的指引性文件中，均將氫能作為重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)國內(nèi)共有20余個(gè)省份發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行動計(jì)劃，尤其是今年起開始實(shí)施的《能源法》更將氫能列入能源范疇，與石油、煤炭、天然氣、核電、水能等并列作為能源進(jìn)行管理。法律制度與不同層面政策的強(qiáng)力賦能與加持，意味著中國的氫能開發(fā)利用開始全面提速。

　　清潔而友好的能源

　　因?yàn)椴啬浜头植加诓煌妮d體，氫作為二次能源就有山門派系之別。從煤炭、石油等化石燃料以及工業(yè)副產(chǎn)品中制取的氫稱為灰氫，但如果通過碳捕獲技術(shù)隔離掉了取氫過程的二氧化碳，灰氫就變成了藍(lán)氫，同時(shí)從電解水、光能、風(fēng)能等生物質(zhì)中制取的氫則叫綠氫。

　　氫氣不僅容易點(diǎn)著，而且火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，作為能源用在汽車等交通工具上可使發(fā)動機(jī)快速點(diǎn)火啟動，作為能量用于火箭等航天器的發(fā)射可使飛行工具更敏捷起飛，作為動能作用于機(jī)械等生產(chǎn)工具可以讓作業(yè)效率更高。

　　在經(jīng)濟(jì)性方面，就國內(nèi)而言，目前灰氫、藍(lán)氫、綠氫制取成本分別約為每千克14、18、20元，由于總體制取成本并不低，很難說氫氣在所有方面都具有性價(jià)比優(yōu)勢。不過，橫向上比較，氫在許多領(lǐng)域仍有著足夠的吸引力，比如車用氫電池就比車用汽油成本幾乎要低出一半，鎳氫電池也比鋰電池便宜不少。按照國際能源署與國際氫能委員會的研究成果，規(guī)模化是降低氫能成本的關(guān)鍵，一旦使用量上來，氫能源系統(tǒng)的制取成本會以每年20%～30%左右的速度下降，到2030年氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體成本至少會下降50%，其中當(dāng)然也包括氫能產(chǎn)品的消費(fèi)端成本。

　　再看安全性。作為一種能夠爆炸的氣體，氫氣的比重只有整個(gè)空氣的十四分之一，一旦泄漏出來就會往天空中跑，而且跑得非?？?，快到?jīng)]來得及燃燒和沒來得及爆炸就已經(jīng)揮發(fā)掉了，因此，氫氣實(shí)際上一種非常安全的氣體。而更有意義的是，氫燃燒的產(chǎn)物是水，絲毫不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔镆约胺蹓m顆粒等危害環(huán)境的負(fù)外部性產(chǎn)品，因此，氫可以是世界上最干凈的能源，也是幫助未來人類脫碳最有前途的打開方式。

　　豐沛產(chǎn)業(yè)鏈與廣闊應(yīng)用場景

　　完整地看，從氫的制取，到氫的儲運(yùn)，再到氫的交易以及分發(fā)和使用，中間還有氫能的檢測與認(rèn)證，氫牽起了一條長長的產(chǎn)業(yè)鏈，其中既有相關(guān)設(shè)備的構(gòu)造與投入，也有龐大的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與改良，更有相關(guān)產(chǎn)品外溢出的商業(yè)價(jià)值。據(jù)國際氫能委員會預(yù)測，到2050年全球氫能占能源比重約為18%，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元，而更為重要的是，氫涉及的部門十分龐大，終端應(yīng)用場景非常廣闊。

　　在工業(yè)領(lǐng)域，氫氣可以代替焦炭和天然氣作為還原劑，消除煉鐵、煉鋼過程中的大部分碳排放，同時(shí)氫作為十分重要的化工原料可用于合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等生產(chǎn)過程，生成綠色甲醇和綠氨，帶動相關(guān)生產(chǎn)過程中二氧化碳的顯著減少和排放。在建筑領(lǐng)域，氫燃料電池為建筑物發(fā)電，可回收廢熱用于供暖和熱水，而當(dāng)將氫氣輸送到建筑終端時(shí)，建筑中的電加熱，替代傳統(tǒng)的鍋爐加熱，同時(shí)還可借助相對完整的天然氣管網(wǎng)將氫氣以恰當(dāng)?shù)谋壤旌系教烊粴庵?，并輸送到?shù)千戶家庭;在交通領(lǐng)域，氫作為燃料電池除應(yīng)用于乘用車之上外，也可作為燃料內(nèi)燃機(jī)動力在飛機(jī)、輪船等非陸地交通載體上大顯身手;在電力領(lǐng)域，氫可以替代煤炭等傳統(tǒng)能源進(jìn)行發(fā)電，從電力源頭上杜絕碳排放，同時(shí)可以配合可再生能源形成彈性高與持續(xù)性強(qiáng)的電力供給體系，也就是在低功耗期間將風(fēng)能與光伏等產(chǎn)生的余電進(jìn)行電解水而生成氫，到用電高峰時(shí)再變成電投入使用，由此既實(shí)現(xiàn)對再生能源的有效消納，也增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性與持續(xù)性。另外，氫還可以實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的能源替代，在推動產(chǎn)業(yè)升級的同時(shí)催生出新產(chǎn)業(yè)與新模式。

　　全球二氧化碳年排放總量依然高達(dá)360多億噸，其中91%來自化石能源，化石能源裝機(jī)、發(fā)電量占比均接近60%。應(yīng)對氣候變化、推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型已成為各國的一致行動。同時(shí)，鑒于氫自身所攜帶的高效性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性等多功能特征，更是為了追求氫的使用價(jià)值與擴(kuò)大應(yīng)用場景，近年來各國紛紛加快了氫能開發(fā)的投資力度。根據(jù)國際氫能委員會出具的《氫能洞察2024》報(bào)告，2024年全球通過最終投資決定(FID)的清潔氫能項(xiàng)目投資額達(dá)750億美元，氫能項(xiàng)目數(shù)量已從2020年的228個(gè)激增至1572個(gè)，全球氫能領(lǐng)域的存量投資已逾2400億美元，到2030年，總投資額將增至6800億美元。在此基礎(chǔ)上，許多國家提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略導(dǎo)向。

　　按照美國能源部發(fā)布的《國家清潔氫能戰(zhàn)略與路線圖》，2030、2040和2050年美國國內(nèi)氫需求將分別升至1000萬、2000萬和5000萬噸/年，同時(shí)2030年與2035年前分別將制氫成本降至每千克2美元和1美元;同樣，歐盟相關(guān)規(guī)劃提出到2030年要實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)和進(jìn)口各1000萬噸/每年的可再生氫目標(biāo)，為此歐盟將通過歐洲氫能銀行、投資歐洲計(jì)劃對氫能提供融資支持。緊隨歐美的腳步，日本“2050碳中和綠色增長戰(zhàn)略”計(jì)劃于2030年實(shí)現(xiàn)國內(nèi)氫產(chǎn)量達(dá)到300萬噸/年，2050年達(dá)到2000萬噸/年，而韓國的《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》也提出了2050年實(shí)現(xiàn)進(jìn)口氫替代進(jìn)口原油的目標(biāo)。初步統(tǒng)計(jì)，目前全球已有50多個(gè)國家和地區(qū)發(fā)布了氫能政策，40多個(gè)國家和地區(qū)的氫能政策也正在籌備中。

　　從氫能建設(shè)方向看，綠氫成為了各國一致性的開發(fā)重點(diǎn)，其中美國為綠氫提供最高3美元/kg的稅收抵免，歐盟創(chuàng)新基金為綠氫提供8億歐元的專項(xiàng)補(bǔ)貼，日本也推出了2萬億日元的綠色創(chuàng)新基金用以建設(shè)大規(guī)模的綠氫供應(yīng)鏈。與發(fā)達(dá)國家搶奪全球綠氫市場相競爭，新興市場國家也不約而同地瞄準(zhǔn)了綠色氫能，包括印度政府撥款23億美元用于支持綠氫產(chǎn)業(yè)，沙特超級未來城市工程N(yùn)EOM的目標(biāo)就是要在境內(nèi)建成一個(gè)超過2吉瓦的水電解制氫工廠，阿聯(lián)酋計(jì)劃五年內(nèi)每年斥資4000億美元擴(kuò)展綠氫市場，另外，南美洲的巴西、智利以及非洲的埃及、納米比亞等都宣布了綠氫投資計(jì)劃。據(jù)國際能源組織預(yù)測，2030年全球綠氫產(chǎn)量將達(dá)3.6萬噸，2050年達(dá)到3.2億噸。

　　中國可以加速度

　　作為世界最大的化石能源消費(fèi)國與進(jìn)口國，中國開發(fā)與利用氫能的意義不言而喻。據(jù)國家能源局科技司報(bào)告，繼前一年超3500萬噸之后，2024年國內(nèi)氫氣產(chǎn)量增至3695萬噸，中國已連續(xù)多年占據(jù)全球最大氫氣生產(chǎn)國的位置;與此同時(shí)，中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，到2050年，我國氫氣產(chǎn)量將增長到5億噸左右，而在需求方面，同期國內(nèi)市場對氫氣需求量至少達(dá)到6000萬噸。

　　但是，我國氫能產(chǎn)業(yè)尚處示范應(yīng)用和商業(yè)模式探索階段，氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未全面建立，不僅規(guī)模尚未上去，而且受國外技術(shù)壁壘限制嚴(yán)重，從加氫槍、壓縮機(jī)、儲容器和質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵設(shè)備，到氫密封材料、低溫金屬材料、高效冷絕緣材料等關(guān)鍵材料，圍繞著氫的制取、運(yùn)輸、儲藏甚至使用全過程所需要的許多核心技術(shù)與材料裝備以及零部件，我國目前都需要通過進(jìn)口來解決，“卡脖子”現(xiàn)象較為嚴(yán)重?；诖?，秉持揚(yáng)長補(bǔ)短的原則，接下來若能展開有力度的戰(zhàn)略升維與政策創(chuàng)新，中國便可在氫能產(chǎn)業(yè)布局的國際賽道上由搶跑升級為領(lǐng)跑。

　　其一，要加大自主創(chuàng)新力度。氫能的研發(fā)生產(chǎn)全球目前尚處初期階段，中國完全可以通過強(qiáng)化自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，而且我國在氫能“制儲輸用”各環(huán)節(jié)的技術(shù)水平和綜合生產(chǎn)能力正在不斷提升，進(jìn)一步踩大自主創(chuàng)新的“油門”，完全可以實(shí)現(xiàn)氫能開發(fā)與利用技術(shù)的國產(chǎn)化替代。因此，除了加大資金投入外，還要組建央企、國企創(chuàng)新聯(lián)合體，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行科技攻關(guān)，在此基礎(chǔ)上依托大型能源企業(yè)成立國家級聯(lián)合研發(fā)和推廣應(yīng)用平臺，有效整合社會資源，推動全社會相關(guān)領(lǐng)域科研力量的廣泛參與和協(xié)同攻關(guān)，聚焦核心技術(shù)，加快突破薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)也為新技術(shù)新產(chǎn)品的推廣應(yīng)用提供成熟的產(chǎn)業(yè)依托和試用平臺，合力推動我國氫能產(chǎn)業(yè)邁上全球價(jià)值鏈的中高端。

　　其二，要加快基礎(chǔ)設(shè)施布局。國內(nèi)輸氫管道總長度只有400公里，終端加氫站500座，累計(jì)推廣氫燃料電池汽車2.7萬輛，基礎(chǔ)設(shè)施供給不充沛不僅很大程度上限制了氫能經(jīng)濟(jì)的規(guī)?；c商業(yè)成本的下降幅度，也導(dǎo)致氫能的使用場景單一，同時(shí)制約了相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)體系的發(fā)展。建議將氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)納入中央與地方政府新基建盤子中給予重點(diǎn)扶持，除了國家扮演建設(shè)主體外，更應(yīng)通過BOT、PPP等方式引進(jìn)社會資本參與氫氣站的投資，并在運(yùn)營過程中給予充分的財(cái)稅惠補(bǔ)，同時(shí)支持中石油、中石化等國有能源巨頭加大對油氣管道的配套改造與完善，增補(bǔ)管道的氫能輸送功能。

　　其三，要擴(kuò)大消費(fèi)應(yīng)用場景。目前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)消耗了80%的氫氣產(chǎn)量，氫能的場景須重點(diǎn)轉(zhuǎn)向交通領(lǐng)域，包括在公交、城際貨(客)運(yùn)、冷鏈物流、機(jī)場專線、渣土環(huán)衛(wèi)、工程建設(shè)、礦山和鋼鐵等領(lǐng)域，結(jié)合大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動，進(jìn)一步擴(kuò)大氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用，同時(shí)拓展氫能在軌道交通、低空飛行、航運(yùn)、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用。另外，有必要開拓氫農(nóng)業(yè)方向的場景應(yīng)用，重點(diǎn)布局氫氣在各類農(nóng)產(chǎn)品特別是藥材、茶葉等功效類產(chǎn)品上進(jìn)行種子萌發(fā)、提高病蟲害抗性、減少化肥使用等方面的應(yīng)用，同時(shí)建立氫農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地，引領(lǐng)新型農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。

　　其四，要明確升級基本路線。目前國內(nèi)制氫方式以電解水制氫、化石燃料制氫為主，氫氣年產(chǎn)量中高達(dá)九成以上為灰氫，應(yīng)積極推動制氫方式向綠氫方向轉(zhuǎn)變，為此有必要在目前的京津冀、長三角和珠三角三大氫能產(chǎn)業(yè)區(qū)開辟綠氫研發(fā)與制造基地，政策上對綠氫進(jìn)行重點(diǎn)傾斜，同時(shí)將綠氫開發(fā)占比指標(biāo)分解到全國各地。此外，除政策性金融領(lǐng)域通過設(shè)立重大專項(xiàng)、產(chǎn)業(yè)基金等產(chǎn)品對氫能建設(shè)進(jìn)行支持外，要重點(diǎn)創(chuàng)新綠色金融產(chǎn)品，如將綠氫技術(shù)納入綠色信貸及綠色債券的指導(dǎo)目錄，在碳交易市場搭建綠氫板塊的交易評價(jià)機(jī)制等。

　　其五，要加強(qiáng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)同。立足于本地資源稟賦、突出產(chǎn)業(yè)長項(xiàng)、打破技術(shù)瓶頸才是全國氫能布局的主線，如長三角作為我國最大的化工產(chǎn)業(yè)集群，氫能的開發(fā)應(yīng)集中到化工副產(chǎn)品身上;京津冀的氫能發(fā)展可聚焦藍(lán)氫與綠氫的開發(fā)與示范應(yīng)用;珠三角則可借助工業(yè)基礎(chǔ)與科技實(shí)力展開膜電極、高性能電堆以及儲運(yùn)氫設(shè)備等產(chǎn)業(yè)攻關(guān)與布局，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)成果共享與利益協(xié)同，走出一條成本投入低、區(qū)域共振強(qiáng)和整體效能優(yōu)的氫產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)路徑。(來源：第一財(cái)經(jīng) 中國青年網(wǎng) 作者系中國市場學(xué)會理事、經(jīng)濟(jì)學(xué)教授)