全球氫能高質(zhì)量加速，“綠”色先行

周禮

剛剛過去的6月與7月，具有重大意義的《德國國家氫能戰(zhàn)略》與《歐盟氫能戰(zhàn)略》相繼發(fā)布，強(qiáng)調(diào)了“綠色氫氣”的優(yōu)先投資地位，也進(jìn)一步確認(rèn)了“疫后”綠色復(fù)蘇經(jīng)濟(jì)之路。

“歐盟氫能戰(zhàn)略的推出是整個(gè)歐盟向綠色發(fā)展邁出的重要一步。但只有以太陽能、風(fēng)能等清潔的可再生能源為電源生產(chǎn)出的氫才是幫助整個(gè)歐洲實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的最有前途的方式。”歐洲太陽能發(fā)電公司政策總監(jiān)AurélieBeauvais這樣評(píng)價(jià)。

氫能被普遍視為能源領(lǐng)域深度脫碳的關(guān)鍵選擇，但目前全球絕大部分氫能是利用化石能源生產(chǎn)，其中，76%基于天然氣、23%基于煤炭?？紤]到氫能清潔利用的前提是來源清潔化，可再生能源制氫（綠氫）對發(fā)揮氫能脫碳作用至關(guān)重要。

這方面，電解水制氫得到了各國的廣泛關(guān)注，據(jù)國際能源署IEA統(tǒng)計(jì)，電解水制氫核心設(shè)備水電解槽的投資不斷增大，兆瓦級(jí)項(xiàng)目已在日本、加拿大等國落地，同時(shí)更大規(guī)模的可再生能源制氫項(xiàng)目也在規(guī)劃中。IEA署長法提赫·比羅爾表示，當(dāng)前全球原油經(jīng)濟(jì)大幅震蕩，“綠色氫氣”正在迎來“屬于它的時(shí)代”。作為新興產(chǎn)業(yè)，理應(yīng)獲得各國政府更多支持。

而探析各國近年來氫能發(fā)展路徑與特色，“綠色、可持續(xù)、清潔”一直在其規(guī)劃之中。

紛紛布局，各展奇招

20世紀(jì)70年代，氫經(jīng)濟(jì)一詞首次出現(xiàn)在公眾視野，此后一直受制于氫能技術(shù)而發(fā)展緩慢，隨著氣候變化導(dǎo)致的能源轉(zhuǎn)型需求，各國相繼出臺(tái)具有實(shí)操性的氫能戰(zhàn)略，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止目前占世界GDP70%的18個(gè)國家制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，全球直接支持氫能源部署的政策總計(jì)約50項(xiàng)。其中德國、美國、荷蘭、日本、中國、韓國等成效斐然，各有千秋。

德國：巨頭加持，加速全國氫能網(wǎng)絡(luò)布局

從全球氫能技術(shù)發(fā)展來看，德國在燃料電池、加氫站等領(lǐng)域已初步確立世界領(lǐng)先地位，生產(chǎn)的氫能占全球總量的20%。作為歐洲最早啟動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)化研究的國家，德國于2006年發(fā)布“國家氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃（NIP）”，積極推進(jìn)可再生能源發(fā)電制氫技術(shù)、液體有機(jī)氫載體儲(chǔ)氫技術(shù)開發(fā)，以及氫燃料電池技術(shù)的研發(fā)和推廣，利用電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施作為儲(chǔ)能設(shè)備，在全國建設(shè)氫基礎(chǔ)設(shè)施，逐步將氫能技術(shù)突破與規(guī)?；嘟Y(jié)合。

2016年，德國氫能商業(yè)化正式啟動(dòng)，當(dāng)年共銷售約2000臺(tái)固定式家用燃料電池；從2017年起，隨著加氫站大規(guī)模建設(shè)，氫能源汽車開始進(jìn)入市場；預(yù)計(jì)到2023年，德國將建成約400座加氫站，而由道達(dá)爾、液化空氣等龍頭企業(yè)共同推進(jìn)的H2Mobility將承擔(dān)所有運(yùn)營任務(wù)，初步建成全國性的氫能網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)計(jì)劃最晚在2040年之前建成10GW的電解綠氫產(chǎn)能，旨在進(jìn)一步變革氫燃料電池技術(shù)的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。

荷蘭：乘“風(fēng)”而行，多管齊下實(shí)現(xiàn)綠氫目標(biāo)

2月28日，荷蘭格羅寧根海港與殼牌宣布合作，計(jì)劃啟動(dòng)當(dāng)前歐洲最大的海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目NortH2，該項(xiàng)目將利用海上風(fēng)力發(fā)電廠產(chǎn)生的可再生電力生產(chǎn)綠氫，目標(biāo)在2030年之前利用大約3-4MW的風(fēng)能產(chǎn)氫，到2040年左右達(dá)到10MW規(guī)模，生產(chǎn)綠氫80萬噸，最后建成歐洲綠氫生產(chǎn)中心。

得益于風(fēng)能的充沛，荷蘭綠氫的發(fā)展基礎(chǔ)十分深厚，但這并非荷蘭發(fā)展氫能特別是綠氫的唯一方式，荷蘭經(jīng)濟(jì)事務(wù)及氣候政策部氫能特使NoevanHulst表示，“荷蘭關(guān)于綠氫發(fā)展的理念，著眼于未來十年如何最快實(shí)現(xiàn)綠氫生產(chǎn)的規(guī)?；虼?，我們正從港口工業(yè)的大量副產(chǎn)氫著手，連接運(yùn)輸和輸氣管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，形成規(guī)?；敋渚W(wǎng)絡(luò)?！?/p>

當(dāng)前荷蘭輸氣管網(wǎng)已經(jīng)覆蓋95%的家庭和幾乎所有大型工業(yè)企業(yè)，完備的物流基建遍通全國，同時(shí)擁有大規(guī)模的化工和鋼鐵產(chǎn)業(yè)，可作為灰氫即工業(yè)副產(chǎn)氫的主要來源。立足這些基礎(chǔ)，其氫能發(fā)展政策更為靈活，各色氫全面發(fā)展，并通過其他類型氫的過渡和接力，最終實(shí)現(xiàn)綠氫目標(biāo)。

美國：加大投資，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)?；?/p>

2019年11月，美國燃料電池與氫能協(xié)會(huì)（FCHEA）發(fā)布美國《氫能經(jīng)濟(jì)路線圖》摘要，全方位介紹美國未來30年氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。據(jù)路線圖規(guī)劃，2025年，美國燃料電池汽車運(yùn)營數(shù)目將達(dá)到20萬輛，叉車達(dá)到12.5萬輛，建設(shè)加氫站1180座，氫氣需求達(dá)到1300萬噸；2030年燃料電池汽車達(dá)到530萬輛，加氫站7100座，實(shí)現(xiàn)氫能大規(guī)模應(yīng)用。

美國是世界上最早將氫能納入能源戰(zhàn)略的國家，自2004年起，每年氫能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目投資超過1.2億美元，帶來了氫能產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先規(guī)模。截止2019年，交運(yùn)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(jì)超過550MW。輸氫管道方面，目前全球運(yùn)行中的輸氫管道全長約4500公里，其中約2600公里位于美國。

為繼續(xù)支持氫能重大項(xiàng)目突破，7月20日，美國能源部宣布為卡特彼勒、康明斯、尼古拉、PlugPower和3M等公司將提供約6400萬美元的美國政府氫研究項(xiàng)目資金。此次獲得資助的18個(gè)項(xiàng)目涵蓋儲(chǔ)氫、燃料電池、電解槽等多個(gè)氫能重點(diǎn)領(lǐng)域，并將促進(jìn)港口、數(shù)據(jù)中心、煉鋼廠等工業(yè)領(lǐng)域開展氫能利用示范。

日本：多應(yīng)用打造氫能社會(huì)

日本對氫燃料電池的探索開始于20世紀(jì)70年代，發(fā)展到當(dāng)下已經(jīng)成為氫能應(yīng)用開發(fā)最全面的國家。據(jù)IEA發(fā)布的《全球氫能進(jìn)展》，截至2019年底全球共建成加氫站470個(gè)，同比增長20%以上，其中日本以113個(gè)加氫站拿下第一。

2017年，日本發(fā)布《氫能基本戰(zhàn)略》時(shí)提出到2030年發(fā)展家庭用燃料電池530萬臺(tái)、燃料電池汽車80萬輛、加氫站900座，每年采購約30萬噸的氫氣，同時(shí)希望通過規(guī)?；瘜?shí)現(xiàn)氫能源發(fā)電成本降低至與液化天然氣發(fā)電相同的水平，擴(kuò)大氫能供應(yīng)鏈，打造“氫能社會(huì)”。今年，日本通過財(cái)團(tuán)-產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟式進(jìn)行氫能產(chǎn)業(yè)培育，打造了制氫、儲(chǔ)氫和氫能利用及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，是世界上氫能研究和應(yīng)用較完備的國家。

今年2月，日本在福島打造的全球最大太陽能制氫廠竣工開幕，利用容量達(dá)20MW的太陽能電廠，供電10MW制氫廠，這些氫氣將來會(huì)運(yùn)輸?shù)饺毡靖鱾€(gè)角落，應(yīng)用在發(fā)電、運(yùn)輸、工廠產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

韓國：后來居上，融入國家整體能源戰(zhàn)略

數(shù)據(jù)顯示，2019年全球氫燃料電池乘用車銷量創(chuàng)下歷史新高，超過7500輛，同比增長約90%。增長最主要貢獻(xiàn)來自韓國的現(xiàn)代NEXO和日本的豐田Mira，其中現(xiàn)代NEXO氫燃料電池汽車銷量4818輛，超過排名第二的日本豐田Mirai當(dāng)年數(shù)值一倍以上。

此外，截止2019年年底，韓國燃料電池出貨量占到全球40%，氫燃料電池發(fā)電量為408MW，超過美國（382MW）和日本（245WM），新建加氫站全球第三，儼然成為全球氫能源產(chǎn)業(yè)和氫能源汽車領(lǐng)跑者。

韓國氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展得益于2019年1月出臺(tái)的氫能國家戰(zhàn)略“氫能經(jīng)濟(jì)路線圖”，據(jù)悉，一年時(shí)間，韓國政府根據(jù)這一路線圖為核心技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域投入約合人民幣22億元。根據(jù)戰(zhàn)略，韓國將在2040年生產(chǎn)620萬輛氫燃料電池電動(dòng)汽車，并在全國建立1200座加氫站。為達(dá)成上述目標(biāo)，韓國政府正通過提供補(bǔ)貼等措施，計(jì)劃到2025年將氫燃料電池乘用車的年產(chǎn)能提升至10萬輛，該目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，氫燃料電池車售價(jià)有望降至目前的一半，將有很大可能形成全球最大的氫能源汽車應(yīng)用生態(tài)。

與此同時(shí)，今年2月4日，韓國正式頒布全世界第一部涉及氫經(jīng)濟(jì)和氫產(chǎn)業(yè)的法律《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》，管理法彌補(bǔ)了《高壓氣體法》和《燃?xì)夥ā返牟蛔?，為電解水制氫等低壓氫氣設(shè)備及氫燃料使用設(shè)施的安全管理提供了法律依據(jù)，其最終目的是實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

綠色復(fù)蘇全球經(jīng)濟(jì)：競跑、合作

普華永道的一份最新報(bào)告顯示，到2050年全球?qū)G色氫的需求將達(dá)到約5.3億噸，取代約104億桶油當(dāng)量（約占疫情前全球石油產(chǎn)量的37%）。報(bào)告還指出，到2050年，綠色氫出口市場每年價(jià)值可能達(dá)3000億美元，將為全球可再生能源和氫生產(chǎn)創(chuàng)造40萬個(gè)就業(yè)崗位，成為全球就業(yè)復(fù)蘇的力量之一。

當(dāng)前無可避免的問題是，相對化石燃料約為1-1.8美元/千克的制氫成本，可再生能源電解水制氫成本約為6美元/千克。BNEF《氫能經(jīng)濟(jì)展望》提及，清潔氫氣目前產(chǎn)業(yè)規(guī)模極小、成本很高，未來的降本潛力極大。但前提是要擴(kuò)大氫氣的應(yīng)用規(guī)模，并建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。

氫能全球競合關(guān)系將推動(dòng)技術(shù)與成本的雙降。有觀點(diǎn)指出，“歐洲和中國之間在氫能技術(shù)方面的競爭，對啟動(dòng)全球氫能經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。因?yàn)檫@將降低技術(shù)成本，在碳減排中發(fā)揮關(guān)鍵作用。”

同時(shí)，各國相互之間的合作意愿也開始清晰。在2019年G20（大阪）峰會(huì)召開期間，美日歐三方簽署《關(guān)于未來氫能和燃料電池技術(shù)合作的聯(lián)合聲明》，致力于未來氫能及燃料電池技術(shù)全面合作，引導(dǎo)能源體系向氫能過渡；今年1月，德國北威州與荷蘭發(fā)起聯(lián)合綠色氫能跨國建設(shè)和貿(mào)易項(xiàng)目計(jì)劃；6月，德國聯(lián)合法國、荷蘭、奧地利、比利時(shí)與盧森堡等國家，呼吁歐盟盡快就氫能源技術(shù)進(jìn)行立法并增加資金支持；7月，歐洲氫能組織、沙漠計(jì)劃、非洲氫能伙伴計(jì)劃、烏克蘭氫能委員會(huì)等機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布《綠色制氫：歐洲2×4000萬千瓦倡議》，將在北非和歐洲地區(qū)分別建設(shè)4000萬千瓦清潔光伏/風(fēng)電電解制氫設(shè)備和互聯(lián)互通管道設(shè)施，預(yù)計(jì)到2025年制氫成本可降至1.62-2.16美元/千克。

“自2015年以來，生產(chǎn)綠色氫能成本下降了50%。到2025年，在規(guī)?；椭圃鞓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)化等催化下，綠色氫能生產(chǎn)成本可能再降30%?！庇嘘P(guān)方面對綠氫成本降低充滿希望，能源結(jié)構(gòu)中的總份額將取決于所需的脫碳程度，“脫碳程度越高，氫在未來能源中的作用就越大?！?/p>