我國(guó)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(guó)外技術(shù)壁壘限制嚴(yán)重。
在氫能開(kāi)發(fā)利用的國(guó)際賽道上，中國(guó)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。除了發(fā)布具有戰(zhàn)略意義的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021~2035年)》外，截至目前國(guó)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(guó)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(dòng)計(jì)劃，尤其是今年起開(kāi)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(guó)的氫能開(kāi)發(fā)利用開(kāi)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(guò)碳捕獲技術(shù)隔離掉了取氫過(guò)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)鞑ニ俣瓤欤鳛槟茉从迷谄嚨冉煌üぞ呱峡墒拱l(fā)動(dòng)機(jī)快速點(diǎn)火啟動(dòng)，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(dòng)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(guó)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(shuō)氫氣在所有方面都具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，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(guó)際能源署與國(guó)際氫能委員會(huì)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(lái)，氫能源系統(tǒng)的制取成本會(huì)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(huì)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(lái)就會(huì)往天空中跑，而且跑得非?？欤斓?jīng)]來(lái)得及燃燒和沒(méi)來(lái)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(huì)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(lái)人類脫碳最有前途的打開(kāi)方式。
豐沛產(chǎn)業(yè)鏈與廣闊應(yīng)用場(chǎng)景
完整地看，從氫的制取，到氫的儲(chǔ)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(cè)與認(rèn)證，氫牽起了一條長(zhǎng)長(zhǎng)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(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)測(cè)，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(guò)2.5萬(wàn)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(chǎng)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(guò)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(guò)程，生成綠色甲醇和綠氨，帶動(dòng)相關(guān)生產(chǎn)過(guò)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(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的能源替代，在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)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(lái)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(duì)氣候變化、推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型已成為各國(guó)的一致行動(dòng)。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(chǎng)景，近年來(lái)各國(guó)紛紛加快了氫能開(kāi)發(fā)的投資力度。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)出具的《氫能洞察2024》報(bào)告，2024年全球通過(guò)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(guó)家提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略導(dǎo)向。
按照美國(guó)能源部發(fā)布的《國(guó)家清潔氫能戰(zhàn)略與路線圖》，2030、2040和2050年美國(guó)國(guó)內(nèi)氫需求將分別升至1000萬(wàn)、2000萬(wàn)和5000萬(wàn)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(wàn)噸/每年的可再生氫目標(biāo)，為此歐盟將通過(guò)歐洲氫能銀行、投資歐洲計(jì)劃對(duì)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(zhǎng)戰(zhàn)略”計(jì)劃于2030年實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)氫產(chǎn)量達(dá)到300萬(wàn)噸/年，2050年達(dá)到2000萬(wàn)噸/年，而韓國(guó)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(guó)家和地區(qū)發(fā)布了氫能政策，40多個(gè)國(guó)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(guó)一致性的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，其中美國(guó)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(wàn)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(guó)家搶奪全球綠氫市場(chǎng)相競(jìng)爭(zhēng)，新興市場(chǎng)國(guó)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(jí)未來(lái)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(guò)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(chǎng)，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(guó)際能源組織預(yù)測(cè)，2030年全球綠氫產(chǎn)量將達(dá)3.6萬(wàn)噸，2050年達(dá)到3.2億噸。
中國(guó)可以加速度
作為世界最大的化石能源消費(fèi)國(guó)與進(jìn)口國(guó)，中國(guó)開(kāi)發(fā)與利用氫能的意義不言而喻。據(jù)國(guó)家能源局科技司報(bào)告，繼前一年超3500萬(wàn)噸之后，2024年國(guó)內(nèi)氫氣產(chǎn)量增至3695萬(wàn)噸，中國(guó)已連續(xù)多年占據(jù)全球最大氫氣生產(chǎn)國(guó)的位置;與此同時(shí)，中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，到2050年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量將增長(zhǎng)到5億噸左右，而在需求方面，同期國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)氫氣需求量至少達(dá)到6000萬(wàn)噸。
但是，我國(guó)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(guó)外技術(shù)壁壘限制嚴(yán)重，從加氫槍、壓縮機(jī)、儲(chǔ)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(chǔ)藏甚至使用全過(guò)程所需要的許多核心技術(shù)與材料裝備以及零部件，我國(guó)目前都需要通過(guò)進(jìn)口來(lái)解決，“卡脖子”現(xiàn)象較為嚴(yán)重?；诖?，秉持揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短的原則，接下來(lái)若能展開(kāi)有力度的戰(zhàn)略升維與政策創(chuàng)新，中國(guó)便可在氫能產(chǎn)業(yè)布局的國(guó)際賽道上由搶跑升級(jí)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(guó)完全可以通過(guò)強(qiáng)化自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，而且我國(guó)在氫能“制儲(chǔ)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(kāi)發(fā)與利用技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化替代。因此，除了加大資金投入外，還要組建央企、國(guó)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(guó)家級(jí)聯(lián)合研發(fā)和推廣應(yīng)用平臺(tái)，有效整合社會(huì)資源，推動(dòng)全社會(huì)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(tái)，合力推動(dòng)我國(guó)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(guó)內(nèi)輸氫管道總長(zhǎng)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(wàn)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(chǎng)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(guó)家扮演建設(shè)主體外，更應(yīng)通過(guò)BOT、PPP等方式引進(jìn)社會(huì)資本參與氫氣站的投資，并在運(yùn)營(yíng)過(guò)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(guó)有能源巨頭加大對(duì)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(chǎng)景。目前國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)消耗了80%的氫氣產(chǎn)量，氫能的場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)，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(kāi)拓氫農(nóng)業(yè)方向的場(chǎng)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(chóng)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(jí)基本路線。目前國(guó)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(dòng)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(zhǎng)三角和珠三角三大氫能產(chǎn)業(yè)區(qū)開(kāi)辟綠氫研發(fā)與制造基地，政策上對(duì)綠氫進(jìn)行重點(diǎn)傾斜，同時(shí)將綠氫開(kāi)發(fā)占比指標(biāo)分解到全國(guó)各地。此外，除政策性金融領(lǐng)域通過(guò)設(shè)立重大專項(xiàng)、產(chǎn)業(yè)基金等產(chǎn)品對(duì)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(chǎng)搭建綠氫板塊的交易評(píng)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(zhǎng)項(xiàng)、打破技術(shù)瓶頸才是全國(guó)氫能布局的主線，如長(zhǎng)三角作為我國(guó)最大的化工產(chǎn)業(yè)集群，氫能的開(kāi)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(kāi)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(kāi)膜電極、高性能電堆以及儲(chǔ)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(lái)源：第一財(cái)經(jīng)作者：張銳系中國(guó)市場(chǎng)學(xué)會(huì)理事、經(jīng)濟(jì)學(xué)教授)
評(píng)論