劉磊

摘 要：氫能不僅有利于全力保障能源供應(yīng)安全，而且有利于推動建設(shè)現(xiàn)代能源經(jīng)濟體系，氫能產(chǎn)業(yè)和技術(shù)研究將成為現(xiàn)代能源經(jīng)濟發(fā)展的重要方向。《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》明確提出，將氫能產(chǎn)業(yè)列為前沿科技和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2021年初，《西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄（2020年本》修訂發(fā)布，鼓勵內(nèi)蒙古、貴州省、陜西省發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。內(nèi)蒙古“十四五”規(guī)劃綱要里提出，“大力發(fā)展新能源，推進(jìn)風(fēng)光等可再生能源高比例發(fā)展，壯大綠氫經(jīng)濟，推進(jìn)大規(guī)模儲能示范應(yīng)用，打造風(fēng)光氫儲產(chǎn)業(yè)集群”。本文主要介紹了氫能在經(jīng)濟發(fā)展和能源保障中的戰(zhàn)略作用、國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，對我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢進(jìn)行了研判，并指出該產(chǎn)業(yè)目前面臨的主要問題及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：氫能 現(xiàn)代能源經(jīng)濟體系 能源保障

一、氫能在經(jīng)濟發(fā)展和能源保障中的戰(zhàn)略作用

氫能具有清潔無污染、技術(shù)含量高、產(chǎn)業(yè)鏈條長、資本需求大和應(yīng)用范圍廣的特點，已經(jīng)成為經(jīng)濟和科技強國進(jìn)行國家競爭的重要賽道之一。能源短缺、環(huán)境污染是制約我國經(jīng)濟、社會、生態(tài)發(fā)展的長期重大瓶頸，發(fā)展氫能具有重大戰(zhàn)略意義。

（一）氫能是構(gòu)建現(xiàn)代能源經(jīng)濟的重要方向

在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)方面，氫能作為一種二次能源，可從化石能源中獲取，有助于煤炭等一次能源清潔高效利用，提升供給側(cè)質(zhì)量；通過電解水制取，增加電力系統(tǒng)靈活性， 有助于實現(xiàn)多異質(zhì)能源跨地城和跨季節(jié)的優(yōu)化配置，形成可持續(xù)高彈性的創(chuàng)新型多能互補系統(tǒng)。在提高能源安全方面，推動氫能及燃料電池技術(shù)在交通領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，率先實現(xiàn)消費端清潔化，有助于大幅度減少中國交通運輸領(lǐng)域石油和天然氣的消費總量，降低能源對外依存度，同時提升大氣質(zhì)量。在促進(jìn)能源革命方面，氫作為能源互聯(lián)媒介，通過可再生能源電解制取，可實現(xiàn)大規(guī)模儲能及調(diào)峰，耦合電網(wǎng)和氣網(wǎng)，能有效解決電力不易長期存儲問題，實現(xiàn)不同能源網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同優(yōu)化，促進(jìn)清潔能源發(fā)展。在應(yīng)對氣候變化方面，氫氣有望成為可再生能源規(guī)?；咝Ю玫闹匾d體，有助于引導(dǎo)大量可再生能源從電力部門流向交通運輸、工業(yè)和建筑等終端使用部門實現(xiàn)深度脫碳，履行《巴黎協(xié)定》碳減排承諾。

（二）推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、保障能源安全

我國能源消費量巨大，2020年能源消費總量達(dá)49.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中仍以煤炭、石油等高碳化石能源為主，仍存在一些突出問題。一是能源結(jié)構(gòu)不合理，2020年煤炭消費占比仍達(dá)56.7%，石油、天然氣分別為19.1%和8.5%，非化石能源為15.7%。二是石油、天然氣自給能力不強。我國是油氣進(jìn)口第一大國，2020年對外依存度分別攀升到73%和43%。石油、天然氣等對外依存度持續(xù)增大，對我國能源安全造成威脅。因此，發(fā)展氫能對我國能源低碳轉(zhuǎn)型、降低能源對外依存度具有重要的意義。

（三） 降低溫室氣體排放、促進(jìn)實現(xiàn)碳中和

2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話，提出中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。氫能作為零碳能源，是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要載體，可推動我國能源供需體系向低碳化、無碳化加快轉(zhuǎn)型。美、德、日、韓等發(fā)達(dá)國家把綠色低碳作為保障能源安全、引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新的重要方面，積極謀求新的國際競爭優(yōu)勢。隨著氫能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，以及全球應(yīng)對氣候變化壓力的持續(xù)增大，全球范圍內(nèi)已達(dá)成了共識，即氫能是促進(jìn)經(jīng)濟社會實現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展的重要創(chuàng)新技術(shù)，其大規(guī)模應(yīng)用有助于大幅減少石油和天然氣的消費總量，取代傳統(tǒng)化石能源，推動能源體系的變革，在能源轉(zhuǎn)型中將占據(jù)重要地位。

（四）順應(yīng)新一輪技術(shù)變革，提供經(jīng)濟增長點

氫能具有效率高、清潔零碳等多重優(yōu)勢，已經(jīng)成為新一輪能源技術(shù)變革的重要方向，世界各國特別是發(fā)達(dá)國家不斷加大對氫能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入，超前布局這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。我國正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵時期，國家能源局發(fā)布的《2020年能源工作指導(dǎo)意見》指出，應(yīng)制定實施氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，組織開展關(guān)鍵技術(shù)裝備攻關(guān)，積極推動應(yīng)用示范，從改革創(chuàng)新和新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展角度推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。主動順應(yīng)新一輪技術(shù)變革國際大趨勢，加快推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，全力搶占新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點，對推動新舊動能轉(zhuǎn)換、實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)自主可控產(chǎn)業(yè)體系具有重大戰(zhàn)略意義。

二、國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）世界氫能發(fā)展現(xiàn)狀

2019—2020年，多個國家和地區(qū)相繼出臺具有實操性的氫能戰(zhàn)略和氫能發(fā)展路線圖。一些國家對氫能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行具體部署，主要以氫能在交通運輸領(lǐng)域的應(yīng)用為主。部分國家著手設(shè)定工業(yè)、建筑和發(fā)電等部門的氫能發(fā)展目標(biāo)。推動氫能發(fā)展的政府計劃（包括政府制定的目標(biāo)、承諾、激勵措施等）中，重點聚焦于乘用車、車輛加油站、公共汽車、電解裝置、卡車五大應(yīng)用領(lǐng)域。

1.德國氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟規(guī)模效應(yīng)突出

德國為加大氫能和燃料電池汽車的開發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用，先后成立多個技術(shù)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。最為典型的是2015年法國液化空氣集團(tuán)、戴姆勒、林德、OMV、殼牌和道達(dá)爾等企業(yè)聯(lián)合組建H2 Mobility聯(lián)盟，以社會產(chǎn)業(yè)資本的身份與國家氫能和燃料電池技術(shù)組織（NOW）一同支持德國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。H2 Mobility計劃在漢堡、柏林、魯爾、法蘭克福、斯圖加特、慕尼黑六大都市圈的主干道和高速公路上建成100座加氫站，以上六大都市圈各布局10座，其余40座布局在相鄰城市之間，作為加氫站網(wǎng)絡(luò)的連接站和目的地站，形成環(huán)網(wǎng)狀氫能高速公路。截至2020年底，H2 Mobility已建成87座加氫站，其中絕大多數(shù)已實現(xiàn)運營。

2.日本著力構(gòu)建“氫能社會”

日本高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，明確提出將氫能社會納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。日本先后發(fā)布《日本復(fù)興戰(zhàn)略》《能源戰(zhàn)略計劃》《氫能源基本戰(zhàn)略》《氫能及燃料電池戰(zhàn)略路線圖》，規(guī)劃實現(xiàn)氫能社會戰(zhàn)略的技術(shù)路線。在2019年4月發(fā)布的《第五次能源基本計劃》中，日本計劃將氫能源汽車數(shù)量從2020年的4萬輛增加到2025年的20萬輛，2030年氫能源汽車數(shù)量將達(dá)到80萬輛。

3.歐盟持續(xù)推進(jìn)氫能及燃料電池研發(fā)推廣以確保領(lǐng)先地位

歐盟將氫能作為能源安全和能源轉(zhuǎn)型的重要保障。在能源戰(zhàn)略層面提出了《2005歐洲氫能研發(fā)與示范戰(zhàn)略》《2020氣候和能源一攬子計劃》《2030氣候和能源框架》《2050低碳經(jīng)濟戰(zhàn)略》《歐盟氫能戰(zhàn)略》等文件，

《歐盟氫能戰(zhàn)略》把綠氫作為未來發(fā)展的重點，主要依靠風(fēng)能、太陽能生產(chǎn)氫，并制定了三大階段性目標(biāo)。第一階段為2020—2024年，在歐盟境內(nèi) 建成裝機容量為6GW的電解槽（單槽功率達(dá)100MW），可再生氫能年產(chǎn)量超過100萬噸。第二階段為2025—2030年，建成多個地區(qū)性制氫產(chǎn)業(yè)中心，電解槽裝機容量提升至40GW及以上，可再生氫能年產(chǎn)量達(dá)到1000萬噸。第三階段為2030—2050年，重點是氫能在能源密集產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用，典型代表是鋼鐵和物流行業(yè)。

4.韓國致力打造“氫經(jīng)濟”尋求增長新引擎

韓國政府高度重視汽車產(chǎn)業(yè)與氫能協(xié)同發(fā)展，于2019年10月推出氫能城市計劃，當(dāng)年為氫燃料電池汽車提供財政補貼1304億韓元。根據(jù)韓國政府計劃，到2022年將為15000輛燃料電池汽車和1000輛氫氣公交車提供資金，還將資助310個新的氫氣加氣站，2019年起5年內(nèi)用于氫燃料電池以及加氫站的補貼將達(dá)到20億歐元。

截至2020年底，韓國共建成43座商業(yè)化運營加氣站，在建和擬建加氫站21座，主要分布于首爾和釜山兩個城市圈周圍，同時根據(jù)韓國政府發(fā)布《氫能經(jīng)濟活性化路線圖》顯示，韓國計劃2022年建成310座加氫站，2040年建成1200座加氫站。

（二）我國氫能產(chǎn)業(yè)政策

2019年3月，氫能源首次寫入《政府工作報告》，明確將推動加氫等設(shè)施建設(shè)。2019年底，《能源統(tǒng)計報表制度》首度將氫氣納入2020年能源統(tǒng)計，15部門印發(fā)《關(guān)于推動先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實施意見》推動氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、集聚發(fā)展，完善氫能制備、儲運、加注等設(shè)施和服務(wù)。

2020年初，國家發(fā)改委、司法部發(fā)布《關(guān)于加快建立綠色生產(chǎn)和消費法規(guī)政策體系的意見》，將于2021年完成研究制定氫能、海洋能等新能源發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和支持政策。2020年4月，國家能源局發(fā)布《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》，氫能被列為能源范疇。2020年6月，氫能先后被寫入《2020年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃》和《2020年能源工作指導(dǎo)意見》。

2020年9月，國家能源局下發(fā)《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，通知要求對燃料電池汽車的購置補貼政策，調(diào)整為燃料電池汽車示范應(yīng)用支持政策，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵，形成布局合理、各有側(cè)重、協(xié)同推進(jìn)的燃料電池汽車發(fā)展新模式。

（三）內(nèi)蒙古氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

內(nèi)蒙古自治區(qū)能源資源富集，氫能來源廣泛，制氫潛力巨大。根據(jù)自治區(qū)“十四五”新能源倍增計劃，到2025年，內(nèi)蒙古新能源發(fā)電裝機規(guī)模將超過1億千瓦，新能源裝機規(guī)模全國第一，具備發(fā)展新能源大規(guī)模制氫的良好條件，現(xiàn)有潛在新能源制氫產(chǎn)能超過330萬噸。自治區(qū)氯堿、焦化等行業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富，初步測算，全自治區(qū)工業(yè)副產(chǎn)氫氣超過130萬噸，具備大規(guī)模利用的成本優(yōu)勢。此外，包鋼焦化、神華包頭煤化工、華信煤焦化、烏?；さ绕髽I(yè)均已建成一定規(guī)模的化石原料制氫項目，全區(qū)化石原料制氫潛在產(chǎn)能超90萬噸。

內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭及各類礦產(chǎn)資源豐富，重型柴油機車、礦用重型卡車、礦山機械保有數(shù)量位居全國前列，各類采運礦車、物流車輛接近50萬輛，均可考慮采用氫燃料電池車替代。

內(nèi)蒙古自治區(qū)黑色冶煉行業(yè)規(guī)模較大，鐵合金產(chǎn)量全國第一，采用氫能替代煤炭作為還原劑，可實現(xiàn)冶金行業(yè)的“低碳”甚至“零碳”。此外，氫能還可應(yīng)用在的建筑領(lǐng)域，農(nóng)牧邊區(qū)采暖、供電等方面。

目前，烏海市已建成加氫站3座，包括1座固定式加氫站和2座移動式加氫站，日加氫能力共計1800公斤；2021年計劃投運氫燃料電池公交車50輛，其中，20輛即將投運，16輛已交付，其余14輛已訂購。另外，包頭市也計劃在近期實施氫燃料電池環(huán)衛(wèi)車項目，內(nèi)蒙古首臺100kW級氫燃料電池環(huán)衛(wèi)重卡車于2021年2月25日在包頭市整裝下線。

三、國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

（一）國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支撐

1.國家出臺相關(guān)政策。截至目前，國家已出臺相關(guān)支撐政策50余項，涉及科技創(chuàng)新和新興產(chǎn)業(yè)的政策45項，涉及能源保障的5項。

2.內(nèi)蒙古出臺相關(guān)政策。截至目前，內(nèi)蒙古自治區(qū)已發(fā)布涉及氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)支持性政策16項，覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、氫燃料電池車、加氫站建設(shè)、資金補貼等方面。

（二）氫能產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃

1.國家氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

國家提出的目標(biāo)到2030年中國的氫氣需求量將達(dá)到3500萬噸/年，到2050年中國的氫氣需求量將達(dá)到6000萬噸/年，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元，其中交通運輸方面的氫氣需求量將達(dá)到2458萬噸/年。折合新能源裝機約16億千瓦，產(chǎn)生經(jīng)濟效益2萬億，每年減少碳排放10億噸標(biāo)煤。

2.內(nèi)蒙古氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

內(nèi)蒙古自治區(qū)充分發(fā)揮自然資源豐富、工業(yè)基礎(chǔ)雄厚、應(yīng)用場景廣泛等綜合優(yōu)勢，搶抓氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的戰(zhàn)略機遇，把發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)作為助力內(nèi)蒙古產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要引擎。計劃通過10年左右的努力，實現(xiàn)自治區(qū)氫能生產(chǎn)規(guī)模從小到大，產(chǎn)業(yè)布局從分散到聚集，技術(shù)水平從起步到領(lǐng)先的突破性發(fā)展，完成“上萬輛、千萬噸、過萬億”的“三萬”目標(biāo)，即燃料電池汽車總量增加超過一萬輛，綠氫生產(chǎn)規(guī)模超過千萬噸，帶動超過一萬億產(chǎn)值的綠氫產(chǎn)業(yè)，形成國內(nèi)領(lǐng)先的氫能制取、儲運和應(yīng)用一體化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)集群，構(gòu)建全國重要的綠氫生產(chǎn)輸出基地、燃料電池重卡示范基地、氫能裝備生產(chǎn)制造基地。

其中，“十四五”作為自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)起步期，計劃通過技術(shù)引進(jìn)等方式，突破綠氫生產(chǎn)、高壓氣態(tài)儲氫、液氫儲運設(shè)備的集成設(shè)計及制造技術(shù)；開展“多能互補+氫”“源網(wǎng)荷儲+氫”等類型示范項目15個以上，綠氫供給能力達(dá)100萬噸/年，制氫成本具有一定競爭力；有序布局加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加氫站（包括合建站）達(dá)到100座；加速推廣中重型礦卡替代，在公交、環(huán)衛(wèi)等領(lǐng)域開展燃料電池車示范，累計推廣燃料電池汽車10000輛；探索綠氫在儲能、冶煉、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等領(lǐng)域示范應(yīng)用，打造10個以上氫能應(yīng)用示范項目；培育或引進(jìn)15- 20家氫能相關(guān)核心企業(yè)，初步形成一定的產(chǎn)業(yè)集群。帶動氫能產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值超過1000億元。

四、國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)形勢研判

結(jié)合已經(jīng)出臺的各省市氫能規(guī)劃，我國國情、各地方具體情況及我國氫能發(fā)展的現(xiàn)狀，對各省市氫能發(fā)展主要有以下三個初步研判：

1.從各省市支持的力度看，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的地區(qū)為珠三角、長三角、京津冀和山東等經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)。

2.從資源稟賦的角度看，西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富，具備發(fā)展綠氫的優(yōu)勢，有望加碼氫能發(fā)展政策，支持地方能源轉(zhuǎn)型。

3.從氫能全產(chǎn)業(yè)鏈角度看，傾向于對加氫站、燃料電池車的應(yīng)用支持，加氫能力為日加注量500公斤和1000公斤的加氫站成為支持的重要方向。

五、國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題及發(fā)展方向

1.綠電制氫成本高。目前，煤制氫成本在5元- 10元/公斤，工業(yè)副產(chǎn)氫為15元- 20元/千克，電解水制氫在45元- 50元/公斤。電解水制氫成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)能源制氫成本，但電解水制氫純度高于煤制氫和工業(yè)復(fù)產(chǎn)氫。而且隨著規(guī)?；a(chǎn)，成本有望降低到20元/公斤以內(nèi)，將具有很強的市場競爭力。

2.氫氣的存儲技術(shù)有待突破。目前國外已基本具備70Mpa存儲技術(shù)，我國正在努力研發(fā)相關(guān)技術(shù)，而且在內(nèi)蒙古已經(jīng)開始試點。

3.關(guān)鍵設(shè)備仍需進(jìn)口，技術(shù)壁壘短期存在。由于氫能產(chǎn)業(yè)剛啟動規(guī)模化建設(shè)，國內(nèi)設(shè)備制造商產(chǎn)能布局不足，造成訂貨難、排產(chǎn)難，而且關(guān)鍵設(shè)備仍需進(jìn)口。但隨著產(chǎn)業(yè)得到大力推動，設(shè)備研發(fā)和制造已在各地啟動，規(guī)?；a(chǎn)指日可待。

目前，自治區(qū)能源局、各盟市發(fā)改委已在積極申報以新能源發(fā)電為主體，通過電解水制氫手段的氫能項目。通過先行先試，促進(jìn)大規(guī)模開發(fā)氫能產(chǎn)業(yè)，推動引入相關(guān)裝備制造業(yè)，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，努力在“十四五”實現(xiàn)綠氫經(jīng)濟快速、高質(zhì)量發(fā)展。

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（作者系內(nèi)蒙古現(xiàn)代能源經(jīng)濟研究院產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新處副處長）責(zé)任編輯：康偉