經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織發(fā)布《綠氫創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)政策》報(bào)告

■文/鄭思聰（中國科學(xué)技術(shù)信息研究所）

2022年2月，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織發(fā)布《綠氫創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)政策》報(bào)告，對全球綠氫創(chuàng)新格局以及各國氫能戰(zhàn)略政策進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上，報(bào)告建議各國政府采取五類行動為部署綠氫奠定基礎(chǔ)，包括：支持綠氫研發(fā)與示范；增加可再生電力供應(yīng)，建立國際氫市場；制定一攬子措施，縮小綠氫和灰氫的成本差距；完善氫基礎(chǔ)設(shè)施，制定國際標(biāo)準(zhǔn)，健全監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，減少投資不確定性；在向綠氫過渡期間，將藍(lán)氫作為臨時(shí)選擇。

近年來，伴隨世界各國做出碳中和承諾，人們愈發(fā)關(guān)注氫能在實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)方面可以發(fā)揮的關(guān)鍵作用。在此背景下，許多國家在過去兩年制定了國家級氫能戰(zhàn)略，明確了實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的政策工具。2022年2月23日，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織發(fā)布《綠氫創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)政策》報(bào)告，旨在分析產(chǎn)業(yè)政策，特別是創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用政策在加速低碳?xì)洳渴鹋c應(yīng)用方面的作用。

一、全球綠氫創(chuàng)新格局

圖1顯示了2015—2019年各國在綠氫技術(shù)相關(guān)氫能生產(chǎn)氫能存儲和燃料電池三方面的PCT專利申請情況，排名前五名的國家依次為日本、美國、德國、韓國和法國，中國位列第六。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，日本綠氫專利申請量位居世界第一，超過2000件，其中大部分專利與燃料電池相關(guān)，綠氫生產(chǎn)專利量雖僅占綠氫相關(guān)專利總量的五分之一，但日本也是綠氫生產(chǎn)專利絕對量最多的國家。美國是排名第二的國家，其綠氫專利申請總量僅為日本的一半左右，申請最多的是燃料電池領(lǐng)域，其次是綠氫生產(chǎn)領(lǐng)域。歐盟27國的綠氫專利申請總量略少于日本，其在綠氫生產(chǎn)和氫能存儲領(lǐng)域的專利申請比例較高，尤其是德國在氫能存儲領(lǐng)域幾乎與日本持平。中國2015—2019年綠氫專利申請總量超過300件，主要領(lǐng)域集中在燃料電池和綠氫生產(chǎn)領(lǐng)域。

圖1 各國綠氫相關(guān)PCT專利申請情況

圖2顯示了世界主要國家和國際組織在綠氫創(chuàng)新方面的相對技術(shù)優(yōu)勢(RTA)。RTA通過將各國綠氫專利份額除以全球綠氫專利份額計(jì)算得出，而綠氫專利份額是由綠氫PCT專利量除以同一國家或地區(qū)提交的PCT專利總量計(jì)算得出?？梢园l(fā)現(xiàn)，丹麥、德國和奧地利是2015—2019年RTA最高的三個(gè)國家，而這三個(gè)國家在2004—2008年的RTA指數(shù)均不足1。同時(shí)，法國和英國也發(fā)生了類似變化，這表明歐洲國家近幾年在綠氫創(chuàng)新方面加大了投入。

圖2 各國綠氫創(chuàng)新相對技術(shù)優(yōu)勢

二、主要國家氫能政策比較

報(bào)告圍繞發(fā)展目標(biāo)、政策工具、基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)先事項(xiàng)、監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和國際合作等五個(gè)維度，詳細(xì)分析了主要國家和地區(qū)的氫能政策。目前，澳大利亞、加拿大、法國、德國、日本、荷蘭和英國已制定國家級氫能戰(zhàn)略。而韓國頒布了《氫經(jīng)濟(jì)路線圖》，美國制定了《氫項(xiàng)目計(jì)劃》，這兩者都類似于國家級氫能戰(zhàn)略。

（一）發(fā)展目標(biāo)

大多數(shù)國家都在各自氫能戰(zhàn)略中就制氫產(chǎn)能設(shè)定了具體目標(biāo)。例如：到2030年，法國將實(shí)現(xiàn)6.5吉瓦的零碳制氫產(chǎn)能；到2030年，德國將實(shí)現(xiàn)5吉瓦的可再生制氫產(chǎn)能，到2040年實(shí)現(xiàn)10吉瓦的可再生制氫產(chǎn)能；到2025年，英國將實(shí)現(xiàn)1吉瓦的低碳制氫產(chǎn)能，到2030年將實(shí)現(xiàn)5吉瓦的低碳制氫產(chǎn)能。此外，一些國家則就未來制氫成本制定了相應(yīng)目標(biāo)。例如：美國旨在將制氫成本降至2美元/公斤（無具體實(shí)現(xiàn)日期）；到2030年，日本將把制氫成本降至3美元/公斤。

（二）政策工具

目前，各國正在采取補(bǔ)貼作為主要政策工具，以實(shí)現(xiàn)上述氫能目標(biāo)。法國、澳大利亞和德國是支持綠氫發(fā)展力度最大的三個(gè)國家，其用于部署綠氫的年度公共補(bǔ)貼預(yù)算分別為8.5億歐元、13億澳元（約合8.1億歐元）和3億歐元。在英國，新的凈零氫基金將提供2.4億英鎊的政府聯(lián)合投資，支持2022年至2025年間的低碳?xì)渖a(chǎn)。同時(shí)，日本和韓國更加關(guān)注燃料電池和氫燃料汽車。日本制定了6.4億美元預(yù)算用于支持氫能，而韓國則計(jì)劃擴(kuò)大電動和氫燃料汽車的供應(yīng)。

（三）基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)先事項(xiàng)

雖然最終用戶可以在需求現(xiàn)場生產(chǎn)氫氣，但集中大規(guī)模制氫可以提高成本效益，這將需要?dú)浯鎯瓦\(yùn)輸相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，包括管道和加氫站。因此，需要在國家和國際層面對基礎(chǔ)設(shè)施投資做出公共承諾，以有效加速氫能開發(fā)和部署。氫基礎(chǔ)設(shè)施不需要從零開始建設(shè)，許多國家正在考慮使用現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)來輸送氫氣。盡管大多數(shù)國家開始在氫能戰(zhàn)略和其他政策文件中提及氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)機(jī)遇和瓶頸，但幾乎所有主要經(jīng)濟(jì)體的氫基礎(chǔ)設(shè)施承諾仍處于非常初期的階段。

現(xiàn)階段，一些國家和地區(qū)已經(jīng)開始對未來必要?dú)浠A(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全面評估。例如：歐盟計(jì)劃建立一個(gè)加氫站網(wǎng)絡(luò)；澳大利亞、德國和荷蘭正在評估本國氫基礎(chǔ)設(shè)施；英國、德國和荷蘭正努力更好地連接電力和天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，以促進(jìn)氫氣生產(chǎn)。同時(shí)，日本和韓國高度關(guān)注氫燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施。日本正在投入2700萬美元建設(shè)低成本超高壓氫基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)項(xiàng)目，另外投入2700萬美元支持氫基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)項(xiàng)目；韓國則為氫氣輸送基礎(chǔ)設(shè)施試點(diǎn)城市提供補(bǔ)貼。

（四）監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)

氫氣生產(chǎn)、存儲和運(yùn)輸方式存在巨大差異，制定監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)有助于建立充滿活力的氫氣市場。國際層面，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)發(fā)布了17項(xiàng)與氫能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，還有16項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)正在制定過程中。各國政府也正在制定氫能相關(guān)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，例如：澳大利亞和英國都強(qiáng)調(diào)建立氫相關(guān)監(jiān)管框架的重要性，將通過改革基本法律框架促進(jìn)氫能轉(zhuǎn)型；加拿大強(qiáng)調(diào)在國家和國際層面更新、協(xié)調(diào)并制定氫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的重要性，以促進(jìn)氫技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用；韓國制定了“氫發(fā)展義務(wù)制度”，要求公用事業(yè)部門在電力市場購買一定份額的氫燃料電池電力，推動氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展；歐盟為制氫裝置設(shè)定了通用低碳門檻和標(biāo)準(zhǔn)，并制定了可再生氫和低碳?xì)渚C合術(shù)語和通用標(biāo)準(zhǔn)；日本對氫氣的生產(chǎn)、存儲和運(yùn)輸制定了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)定。

（五）國際合作

目前，大多數(shù)國家都認(rèn)識到氫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的重要性，并認(rèn)為應(yīng)該在國際層面制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此在氫能領(lǐng)域的國際合作主要表現(xiàn)為規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)，例如：美國正在與加拿大合作，制定氫能領(lǐng)域統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；德國正在敦促氫動力交通工具和燃料電池系統(tǒng)兩大方面的國際協(xié)調(diào)；歐盟正在促進(jìn)與南部和東部伙伴以及能源共同體國家，特別是與烏克蘭在可再生電力和氫能方面的合作。

三、政策建議

建議一：支持綠氫研發(fā)和示范

具體行動：增加或重新調(diào)整對綠氫的研發(fā)補(bǔ)貼，加速氫能領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展；利用公共金融工具，降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，最大限度提高公共支出效率；對綠氫示范項(xiàng)目進(jìn)行補(bǔ)貼，并以要求知識共享為條件，確保良性競爭和低準(zhǔn)入門檻；制定激勵措施，推動各國分享知識和經(jīng)驗(yàn)，鼓勵企業(yè)對綠氫進(jìn)行投資。

建議二：增加可再生電力供應(yīng)，建立國際氫市場

具體行動：由于可再生電力是生產(chǎn)綠氫的主要動力，因此需要大量低成本綠色電力（到2050年3000吉瓦）來進(jìn)行大規(guī)模綠氫生產(chǎn)；由于與電力相比，氫氣更易存儲和長距離運(yùn)輸，因此在電價(jià)低的國家生產(chǎn)綠氫并將其出口，與進(jìn)口綠色電力并在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)綠氫相比，更具成本效益。為此，需要建立國際氫市場。

建議三：制定一攬子措施，縮小綠氫和灰氫的成本差距

具體行動：利用碳定價(jià)機(jī)制，降低企業(yè)對灰氫的生產(chǎn)，同時(shí)為綠氫提供資金支持，使其更具競爭力；逐步取消對低效化石燃料的補(bǔ)貼，提高利用化石燃料生產(chǎn)氫氣的成本。

建議四：完善氫基礎(chǔ)設(shè)施，制定國際標(biāo)準(zhǔn)，健全監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，減少投資不確定性

具體行動：各國政府應(yīng)立即開始規(guī)劃氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過評估氫運(yùn)輸相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施需求，確定該基礎(chǔ)設(shè)施的適當(dāng)經(jīng)濟(jì)模式并協(xié)調(diào)公私伙伴關(guān)系；在氫氣純度、液化/轉(zhuǎn)化和再氣化/再轉(zhuǎn)化設(shè)施的設(shè)計(jì)、設(shè)備規(guī)格等方面制定國際標(biāo)準(zhǔn)；頒布與可再生能源證書(又稱綠色證書)類似功能的氫證書，使綠氫主要在可再生能源豐富的國家生產(chǎn)，提高綠氫過渡的成本效益；在高壓氫和液化氫標(biāo)準(zhǔn)、能源載體間的轉(zhuǎn)換、藍(lán)氫的碳存儲方案以及將氫氣混合到天然氣管道等方面完善相應(yīng)監(jiān)管框架。

建議五：在向綠氫過渡期間，將藍(lán)氫作為臨時(shí)選擇

具體行動：通過促進(jìn)氫市場發(fā)展，加大對必要?dú)浠A(chǔ)設(shè)施的投資，使經(jīng)濟(jì)部門為綠氫做好準(zhǔn)備；在獲得充足綠氫和可再生能源之前，利用藍(lán)氫可以提早對鋼鐵生產(chǎn)等工業(yè)部門和運(yùn)輸部門進(jìn)行脫碳；將藍(lán)氫作為過渡選項(xiàng)需要因地制宜，由于綠氫成本在很大程度上取決于可再生電力成本，因此對于可再生電力價(jià)格較高的國家來說，投資藍(lán)氫作為權(quán)宜之計(jì)更有意義，而對于可再生電力價(jià)格相對具有競爭力的國家，直接過渡到綠氫更合適。