五問氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

符冠云

近兩年氫能在我國備受社會各界關(guān)注。由于具有來源廣泛、能量密度高、清潔低碳、靈活高效等特點，氫能有望成為我國能源革命戰(zhàn)略任務的重要組成部分。在熱情高漲之際，需要放下“非我莫屬”“時不我待”“終極能源”等不切實際的觀念，冷靜對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題進行深入思考和研究，客觀審視氫能發(fā)展的必要性和可行性問題，科學評估經(jīng)濟性和社會效益，合理選擇技術(shù)路線和應用場景，把握好推進的力度和時間安排，引導氫能產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展。

一、如何看待氫能與能源系統(tǒng)的關(guān)系

根據(jù)2019年11月印制的《能源統(tǒng)計報表制度》，國家統(tǒng)計局要求自2020年起，將氫氣和煤炭、天然氣、原油、電力、生物燃料等一起納入到能源統(tǒng)計體系之中，未來氫氣的生產(chǎn)和消費將被單獨統(tǒng)計出來。這一制度調(diào)整意味著氫氣在獲取“能源”身份的道路上，邁進了堅實的一步。由于氫能是二次甚至三次能源，需要經(jīng)過煤炭、石油、天然氣、電力等能源的加工轉(zhuǎn)換才能制成，因此氫能的發(fā)展會對我國能源消費總量、結(jié)構(gòu)、效率、碳排放等方面產(chǎn)生影響，由此也引出了一個新的問題：如果將氫氣作為一個新的能源品種融入現(xiàn)有能源系統(tǒng)，那其與現(xiàn)有能源系統(tǒng)的關(guān)系是什么？

氫能的發(fā)展要服從和服務于我國能源轉(zhuǎn)型的總體戰(zhàn)略——安全、清潔、高效、低碳。為提升能源安全、減少環(huán)境污染和應對氣候變化，我國與世界主要國家同步，積極探索能源轉(zhuǎn)型的路徑和模式，并在減煤、穩(wěn)油、增氣和高比例發(fā)展可再生能源等方面取得突出成績，但也暴露出優(yōu)質(zhì)能源供應能力不足、穩(wěn)定性差、能源轉(zhuǎn)型成本高、缺少智能管理能力和手段等一系列問題，甚至有專家提出能源轉(zhuǎn)型存在“經(jīng)濟合理、穩(wěn)定安全、綠色低碳”的“不可能三角”。在此背景下，氫能作為即將加入能源系統(tǒng)的一員，應更好地促進能源系統(tǒng)向安全、清潔、高效、低碳方向邁進，并利用其“來源多、去向廣”特點，破解能源轉(zhuǎn)型過程中遇到的難題。

應建立從生產(chǎn)到消費的全生命周期綜合評價體系，選擇合適的技術(shù)路線，提升氫能與能源轉(zhuǎn)型進程的融合度。能源轉(zhuǎn)型在不同階段有不同任務，主要矛盾和關(guān)注重點也會有所區(qū)別。氫能具有“從現(xiàn)有能源而來，再去替代現(xiàn)有能源”的特點。雖然在消費側(cè)，使用氫能替代現(xiàn)有能源基本可以做到高效率、零污染、零碳排放，但站在整個能源系統(tǒng)的角度，還要考慮氫能來自于哪種能源，需建立包括資源消耗、能源效率、污染物排放和二氧化碳排放等指標在內(nèi)的全生命周期評價體系，并在當前能源轉(zhuǎn)型主要考量因素和價值排序基礎(chǔ)上，選擇合適的技術(shù)路線。近期應圍繞安全、經(jīng)濟、清潔等因素，重點用好工業(yè)副產(chǎn)氫資源，并在可再生能源富裕地區(qū)探索電解水制氫商業(yè)模式，進而開展氫能替代傳統(tǒng)能源的進程。

二、如何找準氫能的定位和作用

2018年以來，氫能在我國掀起了一輪熱潮，然而這一輪熱潮主要由汽車行業(yè)、企業(yè)推動，再加上日本、韓國等“鄰居”的榜樣作用，使得社會各界對于氫能的關(guān)注過多集中于汽車領(lǐng)域，甚至把氫能產(chǎn)業(yè)等同于造車。截至目前，我國已有近40個地區(qū)發(fā)布了氫能發(fā)展規(guī)劃（或?qū)嵤┓桨?、行動計劃等），其中絕大多數(shù)都把汽車作為氫能產(chǎn)業(yè)唯一突破口，手段幾乎是清一色的發(fā)展燃料電池裝備制造業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)，應用場景過于單一。造車、買車、用車的模式引發(fā)了對于產(chǎn)能過剩、技術(shù)壁壘等方面的擔憂，越來越多的人開始反思：既然氫能有望成為一種能源，那這種能源只能用于汽車嗎？如何找準氫能的定位和作用、回答好“我要到哪里去”，是加速發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)之前必須回答的重大問題。

氫能將扮演高效清潔的二次能源、靈活智慧的能源載體、綠色低碳的工業(yè)原料這三重角色，在工業(yè)、交通、建筑、能源等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，并最終實現(xiàn)深度減碳目標。近幾年，知名國際組織和研究機構(gòu)陸續(xù)發(fā)布了氫能發(fā)展愿景、路線圖等報告。例如國際能源署發(fā)布的《氫能的未來》中認為，氫能將有望在“難以減排領(lǐng)域”（主要包括工業(yè)原料、高品位熱源、重卡、船舶、應急保障電源等領(lǐng)域）得到大規(guī)模應用，完成這些領(lǐng)域的脫碳。國際可再生能源署認為，氫能在各終端部門的應用，還有助于可再生能源的高比例發(fā)展、推動能源轉(zhuǎn)型進程。這種“大氫能”的觀點也得到了歐盟委員會、英國氣候變化委員會、麥肯錫、國際氫能委員會等機構(gòu)的印證?？梢?，氫燃料電池汽車只是氫能用于燃料電池領(lǐng)域的諸多場景中的一個。

“大氫能”發(fā)展理念更符合我國階段特點、比較優(yōu)勢和發(fā)展趨勢。首先，我國有很多“難以減排領(lǐng)域”，例如鋼鐵行業(yè)用于還原鐵礦石的焦炭、石化和化工行業(yè)的氫氣原料等，每年造成近15億噸的二氧化碳排放，可以通過氫能冶金、“綠氫”替“灰氫”等方式解決;柴油重卡、船舶等，也是氫能替代傳統(tǒng)能源的應用重點。其次，未來隨著大數(shù)據(jù)中心、5G通訊基站建設(shè)，氫燃料電池應急保障電源也有較好的應用前景。第三，氫能還可以與可再生能源生產(chǎn)部門及電網(wǎng)對接，通過電解水制氫、氫能的儲運及跨能源品種轉(zhuǎn)換，能夠有效減少“棄電”現(xiàn)象、提高可再生能源消納能力，進而為提升整個能源系統(tǒng)的靈活性和智能性作出重要貢獻。因此，在制定氫能發(fā)展規(guī)劃時，應充分發(fā)揮氫能作為二次能源、能源載體和工業(yè)原料這三重屬性，構(gòu)建多元化應用場景。

三、如何把氫能從“概念熱”發(fā)展到“市場熱”

中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布新能源汽車年度產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，2019年我國燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成2833輛和2737輛，同比分別增長85.5%和79.2%。雖然增幅不可為不大，但與業(yè)內(nèi)預期5000輛左右的目標還有較大差距。盡管產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界、各級政府層面都對氫能發(fā)展比較看好，大量規(guī)劃得到發(fā)布、大批企業(yè)進入，卻難掩氫能發(fā)展仍僅處于“概念熱”階段的事實，甚至有媒體稱這種現(xiàn)象為“葉公好龍”。相對而言，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展處于地方政府熱、中央政府冷;設(shè)備制造熱、下游應用冷;口頭呼吁熱、實際政策冷。如何走出“雷聲大、雨點小”的局面，實現(xiàn)由“概念熱”到“市場熱”的轉(zhuǎn)變，是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。

氫能發(fā)展需要在體制機制上做出重大調(diào)整和創(chuàng)新。雖然氫能寫入了2019年政府工作報告，高層領(lǐng)導也在不同場合多次表態(tài)，極大提振了市場信心，但觀望情緒依然比較重。觀望的背后，是與氫能發(fā)展相關(guān)的頂層設(shè)計、管理體制、政策機制和激勵手段的缺失。首先，氫氣的能源屬性還沒有得到最終明確，如果僅作為危險化學品來管理，在生產(chǎn)、運輸、使用環(huán)節(jié)都會存在限制。需要承認，氫氣具有易燃易爆特點，危化屬性是確定無疑的，可參照天然氣兼具能源和?；返哪Ｊ竭M行管理。其次，需要明確氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管部門和對應的責任義務。例如氫氣壓力容器標準、液氫相關(guān)標準、加氫站的歸口管理部門和審批流程、油氫氣氫合建站監(jiān)管模式等。第三，在重點地區(qū)可采用以政策紅利代替補貼紅包的方式，通過加強環(huán)境監(jiān)管、能源和煤炭消費總量控制等方式，以及碳排放交易、碳稅等價格機制，為氫能應用拓展市場空間。

四、如何“從娃娃抓起”規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國氫能產(chǎn)業(yè)已積累了巨大的發(fā)展勢能，在體制機制得到理順、政策措施得到明晰以后，極有可能迅速引發(fā)投資浪潮和產(chǎn)能擴張。根據(jù)已發(fā)布的氫能發(fā)展規(guī)劃，初步統(tǒng)計未來10年內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟產(chǎn)值或?qū)⒊^10萬億元，提到的“氫能產(chǎn)業(yè)園”“氫能小鎮(zhèn)”“氫谷”涉及總投資多達數(shù)千億元，氫燃料電池汽車規(guī)劃推廣數(shù)量超過10萬輛，加氫站建設(shè)規(guī)劃超過500座。因此有必要“從娃娃抓起”，充分吸取其他產(chǎn)業(yè)從無到有、從有到大、從大到強過程中的經(jīng)驗教訓，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初，通過統(tǒng)籌謀劃、科學布局、合理激勵，引導產(chǎn)業(yè)向更好的方向發(fā)展。

首先，應控制好“市場換技術(shù)”的步伐，避免陷入“引進—落后—再引進”惡性循環(huán)。我國汽車、家電、手機等產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初，都采用了“市場換技術(shù)”策略，并逐步實施進口替代。過程中需要特別注意的是，一旦開拓市場領(lǐng)先于技術(shù)研發(fā)，就很容易將產(chǎn)業(yè)引入“打苦工、賺快錢”陷阱，甚至會摧毀自主研發(fā)能力。因此，在氫能產(chǎn)業(yè)導入的最初階段，應注重技術(shù)研發(fā)和人才隊伍建設(shè)，而非急于打開下游應用市場。在產(chǎn)業(yè)布局階段，要重視技術(shù)創(chuàng)新平臺的搭建，將技術(shù)創(chuàng)新能力提升和平臺建設(shè)納入到產(chǎn)業(yè)布局的優(yōu)先環(huán)節(jié);在產(chǎn)業(yè)推進過程中，應成立專家指導委員會，為人才引進、技術(shù)引進和產(chǎn)業(yè)項目引進提供必要的專業(yè)咨詢服務，提升決策水平。

其次，應統(tǒng)籌氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展，避免“雞生蛋、蛋生雞”的死結(jié)。氫能產(chǎn)業(yè)“制儲運加用”環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密、木桶效應非常明顯，任何環(huán)節(jié)的脫節(jié)都會造成其它環(huán)節(jié)配套設(shè)備的閑置。再加上氫能產(chǎn)業(yè)具有資本密集型特點，資產(chǎn)的閑置都會造成投資浪費和資源錯配。因此，氫氣生產(chǎn)、供應網(wǎng)絡(luò)、下游應用之間存在動態(tài)博弈，各環(huán)節(jié)行為主體很容易產(chǎn)生互相觀望的結(jié)果，有車無站、有站無氣、有氣無車的情況時有發(fā)生。所以，根據(jù)我國目前氫能資源開發(fā)潛力較大而應用市場剛剛起步的特點，政府在謀劃氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，應遵循“需求導向”原則，“自下而上”布局生產(chǎn)、儲運及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在對本地氫能需求領(lǐng)域、數(shù)量和分布做出科學研判的基礎(chǔ)上，倒推基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)目標、謀劃氫氣供應網(wǎng)絡(luò)、尋找低成本氫源，協(xié)調(diào)氫能供應鏈各環(huán)節(jié)進展。

第三，應優(yōu)化財政資金使用方式和支持領(lǐng)域，避免“賠了夫人又折兵”情況。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初，適當?shù)难a貼是必要的，但要根據(jù)現(xiàn)實情況進行及時調(diào)整。當前我國氫能產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新能力不足、關(guān)鍵部件自主程度不高、產(chǎn)品性能指標與國際先進水平差距較大，短期內(nèi)難以完全實現(xiàn)對進口產(chǎn)品的替代。基于當前技術(shù)掌握程度，如果強行通過補貼手段刺激下游需求，相當于把大量補貼資金輸送至國外公司，而這些受益的公司還有可能利用其技術(shù)、資金、品牌等方面優(yōu)勢，進一步統(tǒng)治國內(nèi)市場。因此，財政支持應向核心技術(shù)、部件的研發(fā)示范方面傾斜，待產(chǎn)業(yè)化條件成熟時，再轉(zhuǎn)為支持市場開拓;同時，對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、關(guān)鍵通用型技術(shù)研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化進行適當?shù)难a貼。在利用補貼撬動市場之前，做好經(jīng)濟性評估和綜合效益分析，控制好補貼力度、規(guī)模和持續(xù)時間。

五、如何降低氫能在應用端的成本

從技術(shù)上看，氫能可以應用于交通、工業(yè)、建筑等多個領(lǐng)域，但目前高昂的成本使得氫能在應用端的推廣進程舉步維艱。以最受市場追捧的氫燃料電池汽車為例，中國電動汽車百人會對比了10.5米長氫燃料電池公交車和鋰電池公交車全生命周期成本，結(jié)果顯示，氫燃料電池路線全生命周期成本超過550萬元，是鋰電池汽車成本的3倍。其中，車輛購置成本高出2倍、能源成本高出4.5倍、維護成本高出2.5倍。在工業(yè)領(lǐng)域，“綠氫”替“灰氫”也存在巨大的價格鴻溝，“灰氫”成本普遍在10—20元/kg，而“綠氫”成本在30元/kg甚至更高。產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初有補貼來填補價格鴻溝，但天量補貼也將氫能發(fā)展局限在少數(shù)財政實力雄厚的地區(qū)。因此，如何降低氫能在應用端的成本，是氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、可持續(xù)發(fā)展的前提。

氫能大規(guī)模終端應用須立足于價格競爭優(yōu)勢，須應用新技術(shù)、新機制和新模式，降低氫能在應用端的成本、提升市場競爭力。第一，在制氫環(huán)節(jié)，著力破解清潔制氫技術(shù)“叫好不叫座”難題?？赏ㄟ^峰谷電價、電力需求側(cè)管理、參與電力系統(tǒng)輔助服務等方式，獲得低價電力或價格補償、為電解水制氫降成本，還可通過焦爐煤氣“提氫補氧”等技術(shù)手段，最大程度、最低成本開發(fā)工業(yè)副產(chǎn)氫。第二，在儲運環(huán)節(jié)，通過規(guī)模化和集約化來降低單位氫氣儲運成本。應盡快出臺更高壓力等級儲氫設(shè)備標準及液氫運輸相關(guān)標準規(guī)范，提高儲運效率和運輸經(jīng)濟半徑。第三，在加注環(huán)節(jié)，開展跨部門、跨領(lǐng)域合作。推廣油氫、氣氫合建站建設(shè)和運行模式，降低加氫站建設(shè)成本，在電力富余、價格低廉且條件允許地區(qū)還可探索應用制氫加氫一體站模式。

（作者單位：國家發(fā)展改革委能源所）