氫能：后疫情時代的破局之鑰

文/本刊記者 汪玚

氫能是當(dāng)前全球能源革命的重要研究方向，也是各國發(fā)展能源戰(zhàn)略的重要的組成。隨著相關(guān)技術(shù)加快成熟、日本、美國、德國、法國等國家相繼發(fā)布國家氫能發(fā)展路線圖和行動計劃，氫能經(jīng)濟(jì)開始由示范導(dǎo)入期向商業(yè)化提升期邁進(jìn)，可以說，也為2025-2030 年燃料電池汽車快速進(jìn)入發(fā)展期奠定了堅實的基礎(chǔ)。

近幾年我國也加大了氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：2019 年的政府工作報告中首先題詞推動充電加氫等建設(shè)；10 月國家能源委召開會議，要求加快探討氫能商業(yè)化的路徑；2020 年4 月，國家能源局發(fā)布了《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》，正式將氫能納入我國能源發(fā)展范疇。

后疫情時代，氫能在國際能源戰(zhàn)略中占據(jù)了怎樣的地位？結(jié)合我國能源特點，氫能應(yīng)用有著怎樣的背景和發(fā)展?jié)摿?？中國氫?jīng)濟(jì)的長三角版圖如何勾勒？地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究有著怎樣的進(jìn)展和突破？

后疫情時代多重困境下，破解關(guān)鍵所在

為什么后疫情時期，大家都重視氫？

國際氫能協(xié)會副主席、清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授毛宗強(qiáng)通過新冠疫情給全球帶來的經(jīng)濟(jì)成本，和全球氣溫變化帶來的影響給出了答案。

毛宗強(qiáng)認(rèn)為，氫能，尤其是綠氫，將是在后疫情時代減少全球氣溫升高、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要可再生能源。

1 月7 日，中國科學(xué)家和美國俄亥俄州科學(xué)家發(fā)表的一篇文章中，講述了由于氣溫升高，原本埋在地下的病毒有33 種已經(jīng)出現(xiàn)在環(huán)境中——而這其中的28 種，我們尚且不了解其成分。3 月6 日，亞洲開發(fā)銀行就新型冠狀肺炎疫情給全球經(jīng)濟(jì)帶來的影響進(jìn)行估算，并發(fā)布了相關(guān)數(shù)據(jù)。據(jù)估算，疫情對全球經(jīng)濟(jì)的影響程度不一，經(jīng)濟(jì)損失大約在770 億-3470 億美元之間，占全球GDP的0.1%-0.4%。

11 月，據(jù)中國社會科學(xué)院、中國氣象局氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)模擬聯(lián)合實驗室及社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社發(fā)布的第12 部氣候變化綠皮書——《應(yīng)對氣候變化報告（2020）：提升氣候行動力》指出，2020 年原是國際社會重振全球氣候合作信心的關(guān)鍵年份，是實現(xiàn)溫室氣體較2010 年排放水平減少45%目標(biāo)的收官之年，對二十一世紀(jì)中葉實現(xiàn)“零排放”目標(biāo)至關(guān)重要。但新冠肺炎疫情使全球氣候進(jìn)程全面停滯，對全球氣候治理和國際秩序影響深遠(yuǎn)。

這在去年國際能源署（IEA）發(fā)布的《2019 世界能源展望》報告中同樣有所印證：為適應(yīng)新的壓力和迫切需求，能源政策在不斷調(diào)整中，但總體上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以滿足世界現(xiàn)在面臨的能源安全和環(huán)境威脅。據(jù)IEA 測算，2018 年全球能源消費增長的近五分之一是由于更加炎熱的夏季推高了對制冷的需求和寒流導(dǎo)致了更高的采暖需求所致。

歐洲氫能占比趨勢

氫能是未來的重要能源形式，氫可以作為溝通交流、發(fā)電、儲能和三大領(lǐng)域的關(guān)鍵能源氣體，重要性不斷上升，未來地位有望與石化資源比肩，預(yù)計2030 年市場價值超過萬億。

據(jù)世界氫能協(xié)會預(yù)測，到2050 年，全球20%的二氧化碳減排可以通過用氫來完成，氫能消費占全球能源消費的18%，氫能汽車將占全球車輛的25%，氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3000 萬個就業(yè)崗位，創(chuàng)造2.5 萬億美元以上的市場價值。

未知的病毒及其可能造成的疾病影響、經(jīng)濟(jì)與就業(yè)壓力、氣候變化帶來的能源安全和環(huán)境威脅……后疫情時代的多重困境下，氫能成為了破解之道的關(guān)鍵因素，這在全球已然達(dá)成共識，一些發(fā)達(dá)國家迅速行動——

早在2017 年12 月，日本政府就發(fā)布了“氫能源基本戰(zhàn)略”，從氫氣供給和氫氣使用兩方面制訂規(guī)劃，分步列出了很多具體目標(biāo)，包括到2030 年：氫氣價格從每標(biāo)準(zhǔn)立方米100 日元降至30 日元；實現(xiàn)氫燃料電池汽車達(dá)到80 萬輛；氫氣加注站增至900 個；氫燃料電池巴士達(dá)到1200 輛等。

2019 年11 月5 日，德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部、運輸部長和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部、研究和教育部以及經(jīng)濟(jì)合作部聯(lián)合就“氫在未來能源轉(zhuǎn)型和氣候保護(hù)方面的作用”舉辦研討會，征求科學(xué)界、工業(yè)界及相關(guān)社會代表對《國家氫能戰(zhàn)略》的意見。德國政府認(rèn)為，氫不僅是成功實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，對于該國工業(yè)未來也至關(guān)重要。

兩日后，美國燃料電池與氫能協(xié)會（FCHEA）發(fā)布了美國《氫能經(jīng)濟(jì)路線圖》摘要，全方位介紹了美國未來30 年氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，號召政府及產(chǎn)業(yè)界協(xié)同共進(jìn)構(gòu)建氫能未來。實際上，美國每年已有數(shù)億資金投向氫能領(lǐng)域：交運方面，美國擁有全球半數(shù)以上的氫燃料電池汽車（7600 輛），2.5 萬輛燃料電池叉車；發(fā)電領(lǐng)域，8000 余套小型燃料電池系統(tǒng)分布于美國各地，大型燃料電池發(fā)電規(guī)劃及裝機(jī)合計已超過550MW。

2020 年4 月，荷蘭發(fā)布國家級氫能政策：為支持《國家氣候協(xié)議》，到2025 年將完成50 個加氫站，1.5 萬輛燃料電池汽車和3000 輛重型汽車；到2030 年完成30 萬輛燃料電池汽車。

歐盟已經(jīng)設(shè)定目標(biāo)，到2050 年將氫能在能源結(jié)構(gòu)中的占比提高到12%-14%，投資總額達(dá)到1800 億-4700 億歐元。并于7 月8 日啟動“歐洲清潔氫聯(lián)盟”，希望在這一領(lǐng)域建立全球領(lǐng)導(dǎo)地位，以支持歐盟到2050 年實現(xiàn)碳中和的承諾。

7 月22 日，英國政府公告成立氫能咨詢委員會，旨在為英國提供氫氣作為戰(zhàn)略脫碳能源載體的發(fā)展信息，并為英國制定氫能和脫碳戰(zhàn)略而努力。

9 月8 日，法國政府公布國家氫能源計劃，旨在優(yōu)先促進(jìn)氫氣供應(yīng)，為提振氫能需求打好基礎(chǔ)，并逐步構(gòu)筑以法國技術(shù)為核心并覆蓋全球的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。計劃將在未來10 年內(nèi)投資72 億歐元推動氫能源生產(chǎn)與應(yīng)用。

據(jù)悉，在最新的復(fù)蘇計劃中，已有14 個歐盟成員國制定了詳細(xì)的氫能規(guī)劃。

美國加州隨處可見Shell 加氫站（來源：Insideevs）

日本常見的加氫站（來源：Autocarpro）

能源結(jié)構(gòu)調(diào)整+控制能源碳排放強(qiáng)度新途徑

我國能源資源的基本特點為富煤、貧油、少氣，即煤炭資源豐富，而石油、天然氣資源相對匱乏。

數(shù)據(jù)表明，2018 年我國燃油消耗達(dá)到6 億多噸，對外依存度達(dá)到70%。2018 年我國天然氣對外依存度達(dá)到45.3%，成為全球第一天然氣進(jìn)口國。為保證我國家能源安全，減少對國際油和天然氣的依賴，我們需要大力發(fā)展石油和天然氣的替代燃料。

而在能源環(huán)境問題上，據(jù)研究機(jī)構(gòu)Carbon Brief 推算，2018 年中國排放碳排放總量達(dá)100 億噸，比2017 年增長2.3%，約占全球的27.2%。雖然整體排放增長，但隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，2018 年中國碳排放強(qiáng)度（每單位GDP 二氧化碳排放）下降4.0%?？刂颇茉刺寂欧艔?qiáng)度仍然是我國當(dāng)前及今后一段時間的重要任務(wù)之一。

經(jīng)濟(jì)增長放緩，再加上向更加清潔的能源轉(zhuǎn)移以及減少能源密集型制造業(yè)，成為降低我國經(jīng)濟(jì)的能源強(qiáng)度的有效途徑，這在去年的數(shù)據(jù)中已得到印證——2019 年，盡管中國經(jīng)濟(jì)增長了7%，碳排放量僅增加了0.9%。

在這樣的背景下，發(fā)展氫能為我國部分替代石油和天然氣的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，同時控制能源碳排放強(qiáng)度提供了一條新的出路。

在中國工程院院士衣寶廉看來，目前我國氫能發(fā)展的突破口在燃料電池汽車。“如果在這方面取得成功，會逐漸擴(kuò)大我國氫能應(yīng)用范圍，在整個國民經(jīng)濟(jì)中部分地代替石油和天然氣，完成能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，更可以發(fā)展可移動能源研究——也就是氫電體系?！?/p>

“氫的來源主要由化學(xué)能源和可再生能源電解兩種方式，前者會排放二氧化碳，后者則不會。目前在我國，99%的氫氣都是通過化石能源進(jìn)行轉(zhuǎn)化?！币聦毩硎?，“燃料電池是氫能的理想轉(zhuǎn)化裝置，氫能和燃料電池是能源轉(zhuǎn)化利用清潔化、高效化的關(guān)鍵，是連接化石能源和可再生能源的橋梁?！?/p>

政府和行業(yè)明顯對此已有布局。2019 年12 月，工信部正式對《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）》（征求意見稿）（以下簡稱“《意見稿》”）公開征求意見?！兑庖姼濉诽岢?，將深化“三縱三橫”研發(fā)布局。其中以純電動汽車、插電式混合動力（含增程式）汽車、燃料電池汽車為“三縱”，布局整車技術(shù)創(chuàng)新鏈。在中國電工技術(shù)學(xué)會秘書長韓毅看來，《意見稿》的發(fā)布對發(fā)展和利用氫能和燃料電池的技術(shù)，提出了目標(biāo)和任務(wù)，明確構(gòu)建燃料電池汽車完整的產(chǎn)業(yè)鏈，形成了合理的布局，協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。他認(rèn)為氫能和燃料電池技術(shù)“未來發(fā)展?jié)摿薮蟆薄?/p>

上海首個油氫合建項目竣工并試運行

浙江省內(nèi)第一座加氫站

今年10 月修訂發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，較1.0 版本共更多提及了氫能和燃料電池汽車，并提出氫燃料電池汽車未來在中國市場要想全面展開需要達(dá)到一個基本的規(guī)模，從2030 到2035 年要做到100 萬輛的保有量這一基礎(chǔ)目標(biāo)。

清華大學(xué)汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰(zhàn)略研究院院長趙福全認(rèn)為，這表明氫能產(chǎn)業(yè)在我國已經(jīng)進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。

中國氫經(jīng)濟(jì)的長三角版圖

除了國家層面推出了一系列的政策，地方政府也相繼為發(fā)展氫能和燃料電池的行業(yè)，制定了一些產(chǎn)業(yè)發(fā)展和計劃?！跋窠K、浙江、山東、上海等城市和30 幾個地級市，也先后出臺了促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的補(bǔ)貼的辦法和規(guī)劃和指導(dǎo)的意見，積極搶占燃料電池戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展的機(jī)遇，以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為引領(lǐng)作用?！表n毅表示。

在這其中，較引人矚目的當(dāng)屬長三角地區(qū)。

據(jù)上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理王亞波介紹，自2018 年《長三角地區(qū)一體化發(fā)展三年行動計劃（2018-2020 年）》發(fā)布后，長三角地區(qū)間戰(zhàn)略協(xié)同不斷增多，氫能和燃料電池得以協(xié)同發(fā)展。

2019 年5 月，《長三角氫走廊建設(shè)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）發(fā)布，提出近期（2019-2021 年）以上海為龍頭，先行城市開始，形成燃料電池示范；中期（2022-2025 年）以重點城市覆蓋，形成幾個氫走廊；遠(yuǎn)期（2026-2030 年）形成長三角主要城市全覆蓋。通過三個階段從點到線，再到面的發(fā)展，讓長三角地區(qū)形成氫能應(yīng)用的燎原之勢。

王亞波認(rèn)為，長三角氫能產(chǎn)業(yè)鏈具備政策優(yōu)勢，研發(fā)基礎(chǔ)雄厚，專利全國領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)鏈比較完備，投資充足，在全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中是重要版圖，相信會發(fā)揮重要作用。

2017 年9 月，上海發(fā)布了《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》，在全國打響了地方規(guī)劃的第一炮。2019 年8 月，江蘇出臺《江蘇省氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動規(guī)劃》，地方政策反應(yīng)也比較迅速。據(jù)南京大學(xué)教授劉建國介紹，蘇州常熟、張家港均已出臺地方氫能規(guī)劃，昆山近日發(fā)布了相關(guān)征求意見稿，南通和如皋也陸續(xù)出臺了扶持的產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見。“浙江出臺了燃料電池的省級政策，安徽六安和銅陵在燃料電池領(lǐng)域也十分活躍?！蓖鮼啿ū硎?。

全國氫能專利申請數(shù)量排名的15個?。ㄊ校┲校L三角占據(jù)了三分之一個席位；前五名中，更3 個都屬于長三角。全國燃料電池專利申請數(shù)量?。ㄊ校┡琶?，前四名分別為上海、江蘇、浙江、安徽，均屬于長三角地區(qū)。

王亞波介紹說，長三角地區(qū)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)滞陚?，非常有競爭力，企業(yè)數(shù)量多，競爭力相對較強(qiáng)。“在加氫站布局方面，江蘇2021 年規(guī)劃26座，浙江2022 年規(guī)劃30 座，上海2022年建成20 座左右?！苯刂?020 年7 月，我國全國共建成加氫站不過80 多座。燃料電池汽車示范運營數(shù)量也已突破600臺，約占全國總量的三分之一。

在劉建國看來，氫能發(fā)展需要政府、企業(yè)、科研院所多方面協(xié)同合作。未來中國氫能經(jīng)濟(jì)性仍然存在巨大挑戰(zhàn)，現(xiàn)階段需積極尋找合適場景，加大推廣力度，技術(shù)迭代降低成本。