■文/陸穎 上海圖書館（上?？茖W技術(shù)情報研究所）

作為二次能源，氫能具有來源多樣、能量密度高、終端零排、用途廣泛等多重優(yōu)勢，在保障國家能源安全、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、推進能源產(chǎn)業(yè)升級等方面具有重要意義。歐洲方面正以空前力度推動氫能發(fā)展。2020 年6 月，德國聯(lián)邦內(nèi)閣終于審議通過了討論半年之久的《國家氫能戰(zhàn)略》，旨在把德國建設成為“全球領(lǐng)先的現(xiàn)代氫能技術(shù)供應商”。時至7 月，德國擔任歐盟輪值主席國之后，加速推動了歐盟層面的氫能發(fā)展部署。7 月8 日，歐盟委員會發(fā)布了《歐盟氫能戰(zhàn)略》，為歐洲未來30 年清潔能源特別是氫能的發(fā)展指明了方向。

一、德國《國家氫能戰(zhàn)略》

德國《國家氫能戰(zhàn)略》，計劃總投入90 億歐元促進氫的生產(chǎn)和應用，以及建立國際氫能伙伴關(guān)系。該文件指出，氫能對于德國重要工業(yè)部門（如鋼鐵和化工等）以及交通運輸部門的去碳化至關(guān)重要。未來，氫能技術(shù)可以發(fā)展成為德國出口的核心業(yè)務領(lǐng)域。該文件認為，“從長遠來看，僅可再生能源生產(chǎn)的氫（綠氫）是可持續(xù)的”，這是今后投資的重點領(lǐng)域。聯(lián)邦經(jīng)濟部長阿爾特邁爾表示，《國家氫能戰(zhàn)略》為德國成為氫能技術(shù)世界第一確定了方向。該文件提出38 個行動項目，涵蓋氫的生產(chǎn)制造，在交通、工業(yè)、基礎(chǔ)設施領(lǐng)域的應用、研發(fā)創(chuàng)新，歐盟層面需要采取的行動，國際氫能市場和外貿(mào)伙伴關(guān)系等多個方面。

（一）德國推行氫能戰(zhàn)略的目標與雄心

德國《國家氫能戰(zhàn)略》確立的具體戰(zhàn)略目標包括：

（1）通過氫能市場的發(fā)展，以氫能作為脫碳選擇，來承擔全球溫室氣體減排的責任。

（2）通過快速的市場擴張來促進成本降低，從而使氫能具有經(jīng)濟競爭力，這將推動技術(shù)進步和規(guī)模效應。在接近實現(xiàn)獲利且能避免路徑依賴的領(lǐng)域，或者無法以其他方式實現(xiàn)脫碳的領(lǐng)域，都需要特別關(guān)注氫能的利用，比如在鋼鐵、化工或特定運輸環(huán)節(jié)中消除過程排放。此外，從長遠來看，供暖領(lǐng)域同樣具有市場價值。

（3）為氫能技術(shù)開發(fā)“本國市場”并為進口鋪平道路。作為邁向氫能技術(shù)市場的第一步，強大而可持續(xù)的國內(nèi)氫生產(chǎn)和使用——“本國市場”至關(guān)重要。強大的國內(nèi)市場也向國外使用氫能技術(shù)發(fā)出了重要信號。最晚在2040 年前，德國將在國內(nèi)建成10吉瓦的電解“綠氫”產(chǎn)能，其中一半將在2030 年以前建成，這包括建設制氫所需的額外可再生能源裝機量。德國將加強與其他歐盟成員國的合作，特別是北海和波羅的海周邊國家和南歐國家，通過進口的方式滿足德國大部分的“綠氫”需求。德國將幫助伙伴國家綠氫生產(chǎn)能力和新供應鏈的建設，為其提供技術(shù)支持和量身定制的解決方案。

（4）依托氫能技術(shù)，以氫作為替代能源，使難以減排的部門（如航空、海運、國防移動系統(tǒng)、具有過程排放的產(chǎn)業(yè)等）脫碳。

（5）德國制氫目前主要依賴化石燃料，必須盡快轉(zhuǎn)換為可再生能源。將氫能作為工業(yè)可持續(xù)能源來源，實現(xiàn)基于綠氫的生產(chǎn)，推動排放密集型工業(yè)和工藝的脫碳。由于當前需求龐大且未來增長強勁，德國工業(yè)為推動氫能市場的發(fā)展提供了極好的條件，并有望成為氫能技術(shù)的國際先驅(qū)。

（6）通過利用德國現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設施，以及通過專用氫氣網(wǎng)絡的新建與擴建，加強氫能運輸網(wǎng)絡和分配基礎(chǔ)設施建設。

（7）支持對氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的長期研究，培養(yǎng)專業(yè)人員，并與其他領(lǐng)先國家開展密切交流，以期在2030 年之前建立針對應用成熟度的系統(tǒng)性的工業(yè)規(guī)模解決方案。

（8）在與企業(yè)、科技界和公民進行對話的過程中，共同探索通過氫能實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的路徑。

（9）增強德國經(jīng)濟并為德國公司爭取全球市場的機會。德國能在氫和PtX 技術(shù)開發(fā)與出口的國際競爭中發(fā)揮重要作用。促進氫能市場的興起，有助于應對新冠疫情帶來的經(jīng)濟影響，并為德國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（10）鑒于從中長期來看，德國將不得不進口大量氫，因此要建立國際氫能市場和合作。氫及其衍生物的國際貿(mào)易，不僅將為德國和歐盟建立新的貿(mào)易關(guān)系，還將使能源及其運輸路線進一步多樣化，進而強化供給安全。

（11）將全球合作視為機遇，推動技術(shù)的快速進步。

（12）進一步發(fā)展氫制備、運輸、儲存和應用的質(zhì)量基礎(chǔ)設施和安全保障，提高用戶的認可和信任度。

（13）不斷改善發(fā)展氫能的框架條件，并使其適應當前的發(fā)展，包括氫能戰(zhàn)略內(nèi)容的更新、調(diào)整與落實。

（二）德國瞄準的未來氫能戰(zhàn)略市場

（1）制氫。一個對于氫能具有強勁且可持續(xù)的制取與使用需求、促進能源轉(zhuǎn)型的國內(nèi)市場，對于德國氫能技術(shù)發(fā)展及其出口增長而言，是必不可少的。為了長期經(jīng)濟、可持續(xù)地利用氫能，必須不斷提高可再生能源（尤其是風能和太陽能）的發(fā)電能力。

（2）工業(yè)。在無法通過傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)脫碳的部分工業(yè)領(lǐng)域，須使用無碳或低碳排放的替代原料與工藝?？梢岳^續(xù)使用化工行業(yè)現(xiàn)有的氫基礎(chǔ)設施，例如氫氣管網(wǎng)，并在必要時對其進行優(yōu)化和擴展以用于其他用途，例如在鋼鐵工業(yè)中直接使用氫氣來取代高爐工藝冶煉鐵礦。

（3）交通運輸。交通運輸部門必須依靠技術(shù)進步來實現(xiàn)本部門承擔的氣候目標和可再生轉(zhuǎn)型目標。對于無法直接使用電力或技術(shù)不可行的應用領(lǐng)域，則改為利用氫能和PtX 技術(shù)。這也包括軍事應用，前提是保證聯(lián)盟伙伴之間的交互操作性。燃料電池及其驅(qū)動器將被廣泛應用于海陸空的交通運輸系統(tǒng)中。德國將不斷強化燃料電池技術(shù)相關(guān)的裝備制造業(yè)，在降低燃料電池組件成本、重量和提升性能方面占據(jù)全球引領(lǐng)地位。

（4）供暖。氫能及其衍生物可以通過各種方式為供暖市場的去碳化做出長期貢獻。

（三）德國氫能戰(zhàn)略的行動計劃

德國將氫能戰(zhàn)略的實施計劃分為兩個階段：第一階段（2023年之前），采取38 項措施（詳見表1），迅速壯大并夯實國內(nèi)市場；第二階段（2024 年起），在鞏固國內(nèi)市場的基礎(chǔ)上，拓展歐洲和國際市場，服務德國經(jīng)濟。

其中，“氫能技術(shù)2030”研究計劃是德國打造氫能技術(shù)核心、形成產(chǎn)業(yè)突破、實現(xiàn)技術(shù)進步的重要措施，其具體內(nèi)容包括：（1）建立“能源轉(zhuǎn)型的應用創(chuàng)新實驗室”，推進PtX 技術(shù)的規(guī)?；袌鰬?，加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化；（2）開展“鋼鐵和化工中的氫”大型研究項目，推進氣候中性；（3）通過研發(fā)和創(chuàng)新，進一步降低運輸部門的氫能技術(shù)成本；（4）開展可行性研究，繪制潛力地圖，幫助在全球范圍內(nèi)確定未來發(fā)展綠氫的合適地區(qū)，兼顧不同國家的未來能源需求和資源現(xiàn)狀；（5）為德國技術(shù)出口創(chuàng)造新市場，搭建國際網(wǎng)絡，開展研發(fā)合作；（6）建立一個新的氫能技術(shù)研究網(wǎng)絡，以促進經(jīng)濟界和科學界之間的聯(lián)系和開放對話，為財政資助政策增強動力。

表1 德國實施氫能戰(zhàn)略第一階段的38 項措施

（四）氫能戰(zhàn)略的國家頂層推進機制

為確保氫能戰(zhàn)略的實施，根據(jù)市場發(fā)展情況及時調(diào)整相關(guān)政策，德國成立了國家氫能委員會，由來自產(chǎn)業(yè)界、科技界、民間團體的26 位專家和代表組成，所有成員已由內(nèi)閣任命。

同時，德國聯(lián)邦政府還將建立一個氫能協(xié)調(diào)中心，協(xié)助各部委和氫能委員會的工作。該協(xié)調(diào)中心將每年發(fā)布年度報告，監(jiān)測戰(zhàn)略實施和行動計劃進展情況。每三年發(fā)布更高級別的報告對戰(zhàn)略和行動計劃進行整體評估，并提出改進建議，以確保適應市場發(fā)展并實現(xiàn)目標。

為保障聯(lián)邦政府和各聯(lián)邦州之間的協(xié)調(diào)配合，德國將成立新的工作組，評估氫能戰(zhàn)略的實施情況，并將結(jié)果以年度報告形式呈現(xiàn)。

二、《歐盟氫能戰(zhàn)略》

《歐盟氫能戰(zhàn)略》通過降低可再生能源成本并加速發(fā)展相關(guān)技術(shù)，擴大利用可再生能源制氫在所有難以去碳化的領(lǐng)域大規(guī)模應用，最終實現(xiàn)2050 年氣候中性的目標。

（一）歐盟氫能生態(tài)系統(tǒng)的2050 年戰(zhàn)略路線

《歐盟氫能戰(zhàn)略》確定歐洲氫能發(fā)展的漸進式軌跡，清潔氫能經(jīng)濟的發(fā)展預計將分為三個階段。具體路線目標如下：

（1）第一階段（2020—2024年）：氫能發(fā)展的目標是降低現(xiàn)有制氫過程的碳排放并擴大氫能應用領(lǐng)域，將其從現(xiàn)有的化學工業(yè)領(lǐng)域擴展到其他領(lǐng)域。在歐盟境內(nèi)建造一批單個功率達100 兆瓦的可再生氫電解設備。在2024年前安裝至少6 吉瓦可再生能源電解槽，達到可再生能源制氫年產(chǎn)量100 萬噸。目前歐盟完成安裝的可再生能源電解槽僅為1吉瓦。

（2）第 二 階 段（2025—2030 年）：使氫能成為綜合能源系統(tǒng)的重要組成部分。其戰(zhàn)略計劃是安裝至少40 吉瓦可再生能源電解槽，達到可再生能源制氫年產(chǎn)量1000 萬噸。在繼續(xù)加大可再生氫制備產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，建成多個名為“氫谷”（Hydrogen Valleys）的地區(qū)性制氫產(chǎn)業(yè)中心。通過規(guī)模效應以較低廉的價格為人口聚集區(qū)供氫，這些氫谷也是未來泛歐氫能網(wǎng)絡的骨架。氫能的應用領(lǐng)域?qū)⒅饾u擴展到諸如鋼鐵冶煉、重型運輸、軌道交通以及海上運輸?shù)刃骂I(lǐng)域。在這一階段氫能仍將在靠近應用端或者可再生能源資源豐富的地區(qū)生產(chǎn)，只能實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)能源系統(tǒng)。

（3）第三階段（2030—2050年）：可再生能源制氫技術(shù)將逐漸成熟，其大規(guī)模部署將可以使所有脫碳難度系數(shù)高的工業(yè)領(lǐng)域（典型代表是鋼鐵和物流行業(yè)）使用氫能代替。

（二）歐盟的氫能投資安排

為保證《歐盟氫能戰(zhàn)略》的實施，歐盟計劃未來十年內(nèi)至少投入4500 億歐元用于氫能基礎(chǔ)設施建設。其具體計劃包括240億～420 億歐元用于投資電解槽。同時投資2200 億～3400 億歐元用于增建80 ～120 吉瓦的太陽能和風能發(fā)電機組，為電解槽輸送電力。斥資110 億歐元，對目前既有的碳捕捉與儲存設施中的一半進行翻新。另外，再投資650億歐元用于氫運輸、分銷、存儲設施和加氫站的建設。

對終端使用部門進行氫能和氫基燃料適用性改造也需要大量投資。例如，在鋼鐵工業(yè)，投資1.6 億～2 億歐元將報廢高爐轉(zhuǎn)換為氫能冶金設備；在交通運輸業(yè)，投資8.5 億～10 億歐元新建400個小型加氫站等。

為支持投資并促進構(gòu)建氫能生態(tài)系統(tǒng)，歐盟將實施以下幾項措施：（1）成立歐洲清潔氫能聯(lián)盟，通過圓桌會談和政策制定者平臺擴大氫生產(chǎn)規(guī)模的投資渠道；（2）繼續(xù)促進歐盟成員國協(xié)調(diào)一致的投資，以支持氫能供應鏈建立；（3）通過激勵私人投資以支持氫能部署；（4）歐盟許多國家都明確將可再生低碳氫作為國家能源和氣候戰(zhàn)略計劃中的組成部分；（5）歐洲區(qū)域發(fā)展基金和凝聚政策將繼續(xù)支持綠色轉(zhuǎn)型，為碳密集型地區(qū)提供可能性方案；（6）促進能源與交通設施協(xié)同發(fā)展，為氫能專用基礎(chǔ)設施、天然氣管網(wǎng)再利用、碳捕捉項目以及加氫站建設提供資金支持；（7）提供約100 億歐元，在未來十年間支持低碳氫的創(chuàng)新技術(shù)示范；（8）歐盟將為相關(guān)國家和地區(qū)的氫能項目提供針對性的支持。

（三）歐盟氫能戰(zhàn)略的關(guān)鍵行動

（1）通過提振需求，促進氫能生產(chǎn)規(guī)模擴大。在歐盟即將頒布的《可持續(xù)智能交通戰(zhàn)略》及相關(guān)政策倡議中，制定措施以促進氫能及其衍生物在交通運輸領(lǐng)域的使用；根據(jù)《可再生能源指令》的現(xiàn)行規(guī)定，制定需求側(cè)激勵政策包，探索在終端使用部門制定可再生氫及其衍生物的使用配額/最低份額制度；根據(jù)氫能碳減排收益制定支持性政策框架，根據(jù)影響評估采用合適的政策工具來鼓勵擴大氫能生產(chǎn)，包括根據(jù)氫全生命周期排放量制定通用的制氫裝置低碳閾值或標準；為可再生氫和低碳氫的認證引入一套全面的術(shù)語體系和全歐洲統(tǒng)一標準；在歐盟層面為碳交易差價合約（CCfD）建立招標系統(tǒng)，特別支持煉油廠和化肥廠的氫能轉(zhuǎn)型，鋼鐵、基礎(chǔ)化學品的低碳化、無碳化生產(chǎn)，海運和航空業(yè)中的氫能及氫基燃料的部屬。

（2）為氫能基礎(chǔ)設施的建設和市場規(guī)則的制定設計支持框架。著手規(guī)劃氫能基礎(chǔ)設施建設，在全歐能源和交通網(wǎng)絡、十年網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)劃中納入建設氫能燃料補給站網(wǎng)絡的規(guī)劃；在修訂歐洲替代燃料基礎(chǔ)設施指令和全歐交通網(wǎng)絡項目時，注重加快各類燃料基礎(chǔ)設施的部署；設計支持氫能部署的市場規(guī)則，包括消除高效開發(fā)氫能基礎(chǔ)設施過程中的障礙，審查競爭性脫碳天然氣市場的相關(guān)法規(guī)，確保供需雙方進入以商品為基礎(chǔ)的氫貿(mào)易流動性市場，促進歐盟天然氣內(nèi)部市場的完善與整合。

（3）進一步加強氫能技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。根據(jù)“地平線2020”計劃對《歐洲綠色協(xié)議》的資助安排，啟動100 兆瓦電解槽的建設，發(fā)起綠色機場和港口的提案征集；建立清潔氫能伙伴關(guān)系，重點關(guān)注可再生氫以具有競爭力的價格進行生產(chǎn)、存儲、運輸、分銷和開展關(guān)鍵應用；按照現(xiàn)有政策，指導支持氫價值鏈的重點項目開發(fā)；通過排放交易體系創(chuàng)新基金，促進氫能創(chuàng)新技術(shù)示范；在歐盟凝聚政策引領(lǐng)下，開展碳密集地區(qū)的氫能技術(shù)區(qū)域間創(chuàng)新試點行動。

（4）促進氫能領(lǐng)域的國際合作。在多邊論壇上促進國際標準的制定，加強歐盟在國際論壇上有關(guān)氫的技術(shù)標準、法規(guī)和定義的領(lǐng)導地位；在“創(chuàng)新使命計劃”的下階段任務中發(fā)展氫能；促進與南部和東部鄰國合作伙伴以及能源共同體國家（特別是烏克蘭）在可再生能源發(fā)電和制氫方面的合作；在“非洲—歐洲綠色能源倡議”框架內(nèi)，與非洲聯(lián)盟制定可再生氫合作流程；2021 年，為歐元計價交易制定基準，從而鞏固歐元在可持續(xù)能源貿(mào)易中的作用。

（四）歐盟氫能戰(zhàn)略的落實，離不開能源系統(tǒng)一體化

歐盟的去碳化、氣候中性目標并不是僅僅依靠發(fā)展氫能就得以實現(xiàn)的。因為，交通、工業(yè)、天然氣、建筑領(lǐng)域等脫碳難度系數(shù)很大的部門始終遵循自己行業(yè)的內(nèi)部規(guī)則，各自為戰(zhàn)。為了解決這個長期的痛點，歐盟在發(fā)布氫能戰(zhàn)略的同時，還出臺了《歐盟能源系統(tǒng)融合戰(zhàn)略》，為向綠色能源過渡提供指導框架，旨在讓交通、工業(yè)、天然氣和建筑物能耗“孤島”加以整合，將不同的能源運營商、基礎(chǔ)設施和消費部門彼此關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃和運營，以提高效率并降低成本。

《歐盟能源系統(tǒng)融合戰(zhàn)略》包括三個支柱：（1）構(gòu)筑以能源效率為核心、更具“循環(huán)”特色的能源系統(tǒng)。具體包括在實踐中應用“能源效率優(yōu)先”原則，提高建筑物能源利用率，挖掘工業(yè)場所、數(shù)據(jù)中心或其他熱量來源的能源再利用潛力，推進建筑物“整修革命”。（2）在終端領(lǐng)域大力推進電氣化。擴大太陽能和風能，推廣可再生能源電力，提高建筑物供暖以及某些行業(yè)的電氣化程度。此外，還要打造一個百萬數(shù)量級的電動汽車充電樁網(wǎng)絡。（3）在難以實現(xiàn)電氣化的行業(yè)推廣清潔燃料，包括可再生氫、可持續(xù)生物燃料和沼氣，歐委會將為可再生和低碳燃料提出新的分類和認證系統(tǒng)。該戰(zhàn)略提出了38 項行動，包括修訂現(xiàn)有法律、提供財政支持、研究和部署新技術(shù)和數(shù)字工具、逐步淘汰化石燃料補貼、市場治理改革和基礎(chǔ)設施規(guī)劃等。

《歐盟氫能戰(zhàn)略》則是為了在一體化的能源系統(tǒng)中，更好地支持工業(yè)、交通、能源生產(chǎn)等領(lǐng)域的脫碳進程。兩份戰(zhàn)略文件共同提出新的清潔能源投資倡議，與歐盟復蘇計劃和歐洲綠色協(xié)議相契合，最終可能起到一石二鳥的連鎖激勵作用并達成以下目標：（1）占歐盟溫室氣體排放量75%的能源系統(tǒng)必須從根本上重建，在2050 年之前實現(xiàn)氣候中和；（2）為新冠疫情后的經(jīng)濟復蘇提供重要動力。