氫能源產(chǎn)業(yè)三北地區(qū)發(fā)展展望

朱寶祥 王克宏

摘要：低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展是中國(guó)應(yīng)對(duì)內(nèi)外部新形勢(shì)、新挑戰(zhàn)的共同要求。目前，化石能源燃燒導(dǎo)致的二氧化碳排放是最主要的溫室氣體排放源。國(guó)際上看，中同碳排放量在2003年超過歐盟，2006年超過美國(guó)，連續(xù)多年成為最大碳排放國(guó)，這使得中國(guó)在國(guó)際上承受的碳減排壓力與日俱增。2018年，我國(guó)二氧化碳排放量增長(zhǎng)2.3億噸，增量占全球能源相關(guān)的二氧化碳排放增長(zhǎng)量的41%;排放總量達(dá)到92億噸，占全球二氧化碳排放總量的27.8%。從國(guó)內(nèi)來看，在能源資源、生態(tài)環(huán)境容量等多重約束下，有效加強(qiáng)碳排放管控越來越成為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展、推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的有力抓手。2015年，習(xí)近平總書記在巴黎氣候大會(huì)上，代表中國(guó)政府向國(guó)際社會(huì)承諾“中國(guó)將在2030年左右二氧化碳排放達(dá)峰并力爭(zhēng)盡早達(dá)峰”。中國(guó)自2011年起就開始在北京等7個(gè)省市開展了碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作，2017年啟動(dòng)了國(guó)家碳排放交易體系建設(shè)，推進(jìn)能源系統(tǒng)低碳化變革的政策力度逐漸加大。

關(guān)鍵詞：氫能源 三北地區(qū)? 發(fā)展展望

從傳統(tǒng)化石能源來看，盡管中國(guó)已經(jīng)初步形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源全面發(fā)展的能源供給體系，消費(fèi)結(jié)構(gòu)也逐漸向清潔化低碳化發(fā)展，但結(jié)構(gòu)性問題依舊突出。其中，煤炭清潔高效利用尚待加強(qiáng)，中國(guó)煤炭消費(fèi)貢獻(xiàn)了年度化石能源二氧化碳排放量的76%，石油和天然氣消費(fèi)比重增加與自給能力不足之間的矛盾日益凸顯。中國(guó)已成為世界品大原油和天然氣進(jìn)口國(guó)，2018年對(duì)外依存度分別達(dá)到71%和43%，未來還將繼續(xù)上升，這給中國(guó)能源安全發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

一、氫能在現(xiàn)代能源體系的重要性

氫能被認(rèn)為是最理想的新能源，最有希望成為能源的終極解決方案。氫能相比于其他能源方案有顯著的優(yōu)勢(shì)：儲(chǔ)量大、比能量高（氫熱值為140.4MJ/kg，是同質(zhì)量焦炭、汽油等化石燃料熱值的3-4倍）、污染小、效率高（通過燃料電池可實(shí)現(xiàn)綜合轉(zhuǎn)化效率90%以上）、可貯存、可運(yùn)輸、安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。在固定領(lǐng)域、運(yùn)輸領(lǐng)域和便攜式領(lǐng)域都有很廣闊的發(fā)展空間，車企在燃料電池汽車方面的開發(fā)更是走在前列，并已經(jīng)初步具備相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模。

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(shí)現(xiàn)多異質(zhì)能源跨地域和跨季節(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(bǔ)系統(tǒng)。

在提高能源安全方面，推動(dòng)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(shí)現(xiàn)消費(fèi)端清潔化，有助于大幅度減少中國(guó)交通運(yùn)輸領(lǐng)域石油和天然氣的消費(fèi)總量，降低能源對(duì)外依存度，同時(shí)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，可通過可再生能源電解制取，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能及調(diào)峰，耦合電網(wǎng)和氣網(wǎng)，有效解決電力不易長(zhǎng)期存儲(chǔ)問題，實(shí)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(duì)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)大批可再生能源從電力部門流向交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等終端使用部門，實(shí)現(xiàn)深度脫碳，履行《巴黎協(xié)定》碳減排承諾。

二、氫能產(chǎn)業(yè)鏈

氫能產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，涵蓋氫氣制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施、燃料電池及其應(yīng)用等諸多環(huán)節(jié)。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)在氫能自主技術(shù)研發(fā)、裝備制造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面仍有一定差距，但產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢(shì)全球領(lǐng)先。據(jù)了解，目前約99家上市公司布局氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，其中布局全產(chǎn)業(yè)鏈6家，電堆及系統(tǒng)17家，燃料電池整車16家，核心材料/雙極板10家，燃料電池設(shè)備4家，關(guān)鍵零部件/輔材11家，氫氣制儲(chǔ)運(yùn)/加氫設(shè)備/加氫站31家，設(shè)立氫能產(chǎn)業(yè)基金4家。（數(shù)據(jù)來源：高工氫燃料電池）

三、氫能源在“三北”地區(qū)的發(fā)展方向

（一）國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展在電力行業(yè)的政策支持

（二）氫能源在“三北”地區(qū)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)：

1、資源方面：“三北”地區(qū)區(qū)域風(fēng)、光資源較好，新能源上網(wǎng)電價(jià)較低，到2020年，風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目將全面迎來平價(jià)上網(wǎng)，電價(jià)優(yōu)勢(shì)尤為明顯。

2、市場(chǎng)方面：“三北”地區(qū)氫能源發(fā)展還處于初級(jí)階段，雖然風(fēng)電制氫的產(chǎn)業(yè)存在弊端，但是今后能源結(jié)構(gòu)改革與研究的主要方向。目前“三北”地區(qū)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的電量主要是以特高壓外送消納，如果能引進(jìn)風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)，不僅可以對(duì)風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、對(duì)地方能源結(jié)構(gòu)的改革做出積極貢獻(xiàn)，同時(shí)可以進(jìn)一步解決新能源依賴外送、內(nèi)部無消納的現(xiàn)狀，將能源以另一種方式就地轉(zhuǎn)化，減少新能源電力在電網(wǎng)線路輸送的過程中造成的損失，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展新篇章。同時(shí)考慮今后國(guó)家去碳化的目標(biāo)，風(fēng)電制氫將更多的用于就近區(qū)域消納，解決了因電力輸送造成的電量損失以及可再生能源電量波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。同時(shí)可以研究可再生能源與氫能之間的儲(chǔ)能、調(diào)頻工作，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3、遠(yuǎn)期價(jià)格優(yōu)勢(shì)：考慮中國(guó)多煤、少油、少氣的狀態(tài)，如果今后氫能源發(fā)展迅速，氫氣需求量井噴式增長(zhǎng)的時(shí)候，氫氣的價(jià)格將會(huì)逐年提升，風(fēng)電制氫將作為低污染、成本小的制氫方式在“三北”地區(qū)全面開展。