如何邁進(jìn)“氫能社會”

文／劉芷溪

日本氫能發(fā)展世界領(lǐng)先，我國應(yīng)在制定氫能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃、人才隊伍和國際合作方面進(jìn)一步加強(qiáng)。

由于化石能源幾乎完全依靠進(jìn)口，多年以來，發(fā)展氫能是日本能源轉(zhuǎn)型的首選，福島核事故以后更是加快了氫能替代的步伐。目前已經(jīng)在燃料電池汽車、家庭熱電聯(lián)供等領(lǐng)域取得一定的成效，并首次推出了“氫能社會”的概念。如今，日本的氫能源車已經(jīng)到了量產(chǎn)的階段，加氫站目前已建成160 座，計劃到2030 年建成900 座加氫站，實現(xiàn)氫能發(fā)電商業(yè)化。

日本氫能的快速發(fā)展得益于完善的法律法規(guī)、政府的資金扶持及廣泛的國際合作，但也存在成本過高、高度依賴政府補(bǔ)貼等問題。中國應(yīng)該通過完善氫能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃、擴(kuò)大氫能人才隊伍和加強(qiáng)國際合作等方式促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

國家出臺更多政策

日本的氫能源，是從上世紀(jì)90 年代開始研發(fā)的，直到2014 年生產(chǎn)出了第一代氫能源實驗車，于2016 年正式推出了第一代氫能源車“MIRAI”。到目前為止，在日本和美國等市場已經(jīng)銷售了1.6 萬多輛。

日本實現(xiàn)氫能快速發(fā)展，與之將氫能發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略層面分不開。2013年，日本推出《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》把發(fā)展氫能提升為國策，并啟動加氫站建設(shè)前期工作，并提出建設(shè)“氫能社會”愿景，以擺脫能源困境，確保能源安全。2014年成立氫能/燃料電池戰(zhàn)略協(xié)會，公布《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》，詳細(xì)描述了氫能研發(fā)推廣的三大階段及戰(zhàn)略目標(biāo)。2017 年12 月出臺《氫能基本戰(zhàn)略》，2019 年3 月公布《氫能利用進(jìn)度表》，均明確2025 年前快速擴(kuò)大氫能使用范圍，使氫燃料電池汽車價格降至與混合動力汽車持平。2019 年9 月出臺《氫能和燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略》，重點(diǎn)發(fā)展燃料電池、氫能供應(yīng)鏈和電解水三大領(lǐng)域。并提出，到2030 年建成900 座加氫站，實現(xiàn)氫能發(fā)電商業(yè)化。到2050 年燃料電池汽車全面普及、燃油汽車全面停售的“氫能社會”國家戰(zhàn)略及其具體行動計劃。

經(jīng)過短短幾年的實踐與再認(rèn)識，日本就將發(fā)展氫能由首選提升為國策，進(jìn)而提升為國家戰(zhàn)略，努力實現(xiàn)“氫能社會”。在中國，發(fā)展氫能雖然也越來越受到重視，但重視程度與日本比還有差距。誠然，日本是化石能源極度匱乏的國家，這也是其格外重視發(fā)展氫能的重要原因。但中國油氣能源對外依賴程度比日本好不到哪兒去，沒有質(zhì)的區(qū)別。雖然2019年我國已將氫能發(fā)展寫入《政府工作報告》，已在即將出臺的《能源法》中將其列為一類能源，相關(guān)規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)也在陸續(xù)出臺，不少地區(qū)都踴躍比肩發(fā)展氫能，但從重視程度、整體規(guī)劃、投入力量、發(fā)展程度、技術(shù)先進(jìn)性看，與日本相比均有差距。因此我國應(yīng)在國家層面對發(fā)展氫能的更加重視，應(yīng)將其上升到國家戰(zhàn)略層面，進(jìn)一步出臺相關(guān)政策，如政府補(bǔ)貼，碳稅征收、發(fā)展交易等，以刺激促進(jìn)氫能發(fā)展。

激勵和人才很重要

日本的燃料電池在商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先，特別是燃料電池汽車，豐田、本田在全球燃料電池車市場占比最高，是全球燃料電池車的重要推動者。

燃料電池車的普及離不開加氫站的投資建設(shè)，加氫站密度目前世界排名第一。截至2020 年底，日本公共加氫站數(shù)量為160 座，2025 年計劃達(dá)到320 座，2030 年要增加到900 座，到2050 年加氫站的經(jīng)濟(jì)效益將超過加油站，并逐步替代加油站。

日本主要通過政府高額補(bǔ)貼和企業(yè)聯(lián)合開發(fā)兩種方式來加快加氫站戰(zhàn)略布局。為了推進(jìn)加氫站建設(shè)，日本的基礎(chǔ)設(shè)施公司負(fù)責(zé)加氫站的投資和建設(shè)成本，同時，中央政府也將進(jìn)行補(bǔ)貼，在加氫站實現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)營之前籌集所需資金，減輕基礎(chǔ)設(shè)施公司的初期投資負(fù)擔(dān)，以此促進(jìn)更多公司更加廣泛地參與加氫站業(yè)務(wù)。

其實不僅是加氫站，為了促進(jìn)燃料電池普及使用，日本對燃料電池車購買、家庭用燃料電池系統(tǒng)均進(jìn)行補(bǔ)貼。不得不說，日本的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開政府補(bǔ)貼，但高度依賴公共財政支持，尚不具有競爭力。我國在促進(jìn)氫能發(fā)展的同時，應(yīng)多制定一些激勵扶持政策，促進(jìn)私營投資，擴(kuò)大氫能發(fā)展的資金來源，由此加強(qiáng)在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的投資。除激勵政策以外，我國在氫能發(fā)展的人力資源方面比較匱乏，沒有足夠的燃料電池專家，也很少有大學(xué)提供相關(guān)課程。加氫站的維護(hù)、運(yùn)營、氫燃料電池技術(shù)的安裝和運(yùn)行均需要高度先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施和熟練的技術(shù)人員。氫能專業(yè)人才的欠缺，會阻礙我國氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

綠氫放國內(nèi)，棕氫放海外

日本氫能發(fā)展的最終目標(biāo)是走向無CO2排放制氫，特別是通過可再生能源制氫，形成整個生命周期的零碳排放。但由于日本的氣象條件和地形的復(fù)雜，其可再生能源成本遠(yuǎn)高于世界平均水平。因此，應(yīng)用碳捕獲和儲存（CCS）技術(shù)開發(fā)海外低成本化石能源制氫，以及利用海外可再生能源獲得氫能，是日本氫能戰(zhàn)略的主要目標(biāo)之一，也是日本實現(xiàn)氫能社會的關(guān)鍵。為了從海外獲得低價、無污染的氫能，日本已經(jīng)開始與澳大利亞進(jìn)行全球首家褐煤制氫試點(diǎn)項目。在澳大利亞建立基地，這是氫商業(yè)化過程的關(guān)鍵一步，將澳大利亞的褐煤氣化，再液化，并制造大型液氫運(yùn)輸船，將液氫運(yùn)回日本。

●供圖/視覺中國

可見，為凈零排放計劃，日本布局將綠氫制備置于國內(nèi)，將棕氫制備置于海外；將藍(lán)天和凈零留在國內(nèi)，將大量CO2埋藏在海外。我國雖然是氫氣生產(chǎn)大國，產(chǎn)能達(dá)到2500 萬噸/年，但大多數(shù)氫為藍(lán)氫，且主要用于煉油各個工藝過程的加氫改制；或少量煤制棕氫，更多地不是用于能源轉(zhuǎn)型。由此，僅靠國內(nèi)自產(chǎn)綠氫、藍(lán)氫，肯定不夠用，也需要兩種資源并行利用。當(dāng)然我們發(fā)展氫能不能刻意將CO2留在海外，綠氫、藍(lán)氫和棕氫均可利用、以補(bǔ)足國內(nèi)的不足。