中國儲能網(wǎng)訊：氫能被認(rèn)為是“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础保殉蔀椤叭蛎撎紩r代”能源競爭的新焦點。近年來，美歐等發(fā)達(dá)國家持續(xù)加大氫能戰(zhàn)略投入，高密度出臺產(chǎn)業(yè)支持政策，不少國家甚至將氫能視作“世紀(jì)機遇”并提高到國家戰(zhàn)略的高度，成為競爭高技術(shù)制高點的重要組成部分。但當(dāng)前氫能發(fā)展仍面臨諸多“后天不足”，在制取、運輸、存儲、應(yīng)用等四大環(huán)節(jié)過程中存在的瓶頸問題，尚未得到根本解決。建議密切關(guān)注全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)，不斷強化頂層設(shè)計和前瞻布局，超前開展產(chǎn)業(yè)試點示范，著力優(yōu)化財稅政策供給，著力搶抓規(guī)則制定主導(dǎo)權(quán)，牢牢卡位全球氫能“主賽道”。
關(guān)鍵詞：氫能；脫碳；國家戰(zhàn)略競爭；主賽道
氫能被認(rèn)為是“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?，已成為“全球脫碳時代”能源競爭的新焦點。近年來，美歐等發(fā)達(dá)國家持續(xù)加大氫能戰(zhàn)略投入，高密度出臺產(chǎn)業(yè)支持政策，不少國家甚至將氫能視作“世紀(jì)機遇”并提高到國家戰(zhàn)略的高度，成為競爭高技術(shù)制高點的重要組成部分。
一、全球主要國家選擇不同路線加速布局氫能
一是以德國、挪威為代表的歐洲國家實施激進的“脫碳”路線，投入巨大成本押寶“綠氫”。德國《國家氫能戰(zhàn)略》明確將“綠氫”列為重點發(fā)展方向，并明確了“綠氫”生產(chǎn)制造和行業(yè)應(yīng)用等系列扶持政策。挪威以“綠氫”生產(chǎn)先驅(qū)自居，據(jù)稱具有革命性的液態(tài)“綠氫”項目將在2024年正式投入使用，2030年后“綠氫”則將在其國內(nèi)全面取代“藍(lán)氫”。預(yù)計未來10年歐洲各國“綠氫”投資規(guī)模將達(dá)百億歐元。
二是以日本、韓國為代表的亞洲國家奉行務(wù)實路線，將“藍(lán)氫”作為氫能產(chǎn)業(yè)政策發(fā)力點。日本認(rèn)為，當(dāng)前“綠氫”無法大量制備且應(yīng)用價格高昂，未來很長時間內(nèi)并不具備大規(guī)模商用條件，故將政策扶持重點轉(zhuǎn)向以“藍(lán)氫”為主要驅(qū)動力的氫燃料電池車。與此同時，韓國政府也在加速布局氫能，在其最新發(fā)布的“氫經(jīng)濟先行者”計劃中將下大力氣拓展藍(lán)氫產(chǎn)能，希望能夠以藍(lán)氫為杠桿推動能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，在2050年使得氫能替代石油成為韓國最大的能源消費品種。
三是以美國、加拿大為代表的美洲國家側(cè)重氫能全生態(tài)構(gòu)建，著力推進氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。雖然美國早在2002年就已出臺氫能發(fā)展戰(zhàn)略，但到目前并未取得先發(fā)優(yōu)勢。拜登政府認(rèn)為氫能可在應(yīng)對氣候危機中扮演關(guān)鍵角色，故其正在行政層面力推“氫生態(tài)”，具體措施包括加快布局氫能基礎(chǔ)設(shè)施、鼓勵初創(chuàng)企業(yè)參與氫能技術(shù)研發(fā)等。加拿大2020年發(fā)布的氫能戰(zhàn)略報告顯示，其將在2050年前投入12萬億加元用于構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
四是以澳大利亞、新西蘭為代表的大洋洲國家高度重視氫能國際合作，希望在消費終端直接引入成熟氫技術(shù)。澳大利亞是最大的煤炭和天然氣出口國之一，其迫切希望在氫能“新賽道”也能獲得類似的全球重要地位，但由于起步晚且資源稟賦約束，相關(guān)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后。目前，澳大利亞政府正在西澳斥巨資打造氫能產(chǎn)業(yè)超大項目，欲借助德國等歐盟國家成熟技術(shù)來助其實現(xiàn)“后發(fā)趕超”。新西蘭則與日本簽署了氫能技術(shù)合作備忘錄，希望在“藍(lán)氫”終端領(lǐng)域奪得一席之地。
二、全球主要國家發(fā)展氫能的實踐做法與借鑒
一是重視經(jīng)濟增長和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。歐盟高度重視氫能發(fā)展，通過“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略提升“綠氫”產(chǎn)量，推動“綠氫”的技術(shù)，進而促進經(jīng)濟增長、創(chuàng)造就業(yè)機會和鞏固全球領(lǐng)導(dǎo)地位。德國的氫能戰(zhàn)略更加重視自身的能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，明確發(fā)展和利用氫能的優(yōu)先領(lǐng)域主要為航空、運輸、軌道交通、鋼鐵、冶金等較難通過其他技術(shù)實現(xiàn)碳中和的領(lǐng)域。澳大利亞、俄羅斯等國由于擁有豐富的氫能資源，通過氫能出口的方式打造經(jīng)濟新增長極。日本由于國內(nèi)能源資源較為匱乏、能源高度依賴進口，提出建設(shè)“氫能社會”的愿景，從氫能應(yīng)用、氫能供應(yīng)和全球化氫能社會描繪日本氫能藍(lán)圖，最終實現(xiàn)建立零碳的氫能供應(yīng)系統(tǒng)。韓國則較為重視氫能技術(shù)研發(fā)，通過氫能產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用推動上游和中游研發(fā)，擁有全球領(lǐng)先的氫燃料汽車和燃料電池相關(guān)技術(shù)，并將氫能與人工智能、大數(shù)據(jù)并列為新增“三大戰(zhàn)略投資”領(lǐng)域。此外，韓國計劃到2040年，通過發(fā)展“氫經(jīng)濟”每年提供42萬個就業(yè)崗位，創(chuàng)造43萬億韓元經(jīng)濟附加值。
二是重視氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建。一方面，各國重視氫能產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建。以澳大利亞為代表的資源型國家，全面發(fā)展生產(chǎn)、運輸、存儲、加氫、出口、供熱以及合成燃料等環(huán)節(jié)，并積極拓展氫能海外供應(yīng)合作。以韓國為代表的技術(shù)型國家不僅建立了包括生產(chǎn)、運輸、存儲、使用等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈，并且更加重視拓展氫能的應(yīng)用場景，探索氫燃料電池在汽車、家庭和商業(yè)建筑中的應(yīng)用。此外，基于自身的技術(shù)優(yōu)勢，以美國、歐盟、日本為代表的發(fā)達(dá)國家也在不斷爭取氫能領(lǐng)域的國際話語權(quán)，例如主導(dǎo)制定國際標(biāo)準(zhǔn)、開展氫能國際貿(mào)易、組建國際氫能和燃料電池技術(shù)合作聯(lián)盟等。另一方面，各國還重視氫能與其他產(chǎn)業(yè)鏈的融合。歐洲各國將氫能視為深度脫碳實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要載體，并將氫能發(fā)展貫穿在工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域。以德國為例，其高度重視氫能發(fā)展對產(chǎn)業(yè)的支撐，開展氫能交通、工業(yè)原料、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等專項行動，在航空、航運等領(lǐng)域進行氫能的技術(shù)創(chuàng)新，并推動建立歐洲共同利益（IPCEI）氫能項目、建立泛歐氫能合資公司等。
三是重視頂層政策引導(dǎo)。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球已有20余個國家和地區(qū)制定了氫能國家發(fā)展戰(zhàn)略，部分國家和地區(qū)還專門設(shè)立了支持氫能發(fā)展的委員會。美國作為最早將氫能納入國家戰(zhàn)略的國家之一，于2003年牽頭成立氫能與燃料電池國際伙伴關(guān)系，并建立全球“氫安全委員會”，設(shè)立氫安全知識工具平臺，旨在多方位引領(lǐng)全球氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。德國在《德國國家氫能戰(zhàn)略》中明確展示其國家氫能戰(zhàn)略的治理結(jié)構(gòu)，包括國務(wù)委員氫能委員會、國家氫能委員會和部際協(xié)調(diào)辦公室等機構(gòu)。韓國成立國家氫經(jīng)濟委員會，負(fù)責(zé)發(fā)布實施氫戰(zhàn)略的具體行動計劃。為了提高氫能產(chǎn)業(yè)的競爭力，韓國氫經(jīng)濟委員會發(fā)布了《氫經(jīng)濟實施第一次基本計劃》《加氫站策略部署計劃》《氫能港口建設(shè)計劃》《海洋綠氫生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展計劃》《氫能產(chǎn)業(yè)自由特區(qū)計劃》等發(fā)展計劃。此外，韓國政府還制定了《氫經(jīng)濟法》《綠色新政》等法規(guī)，為氫能發(fā)展奠定法律基礎(chǔ)。
四是重視配套政策制定。一方面，各國政府加大對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資金支持。美國能源部平均每年投資氫能產(chǎn)業(yè)項目超過1.2億美元。美國政府還通過《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》投資95億美元，用于區(qū)域氫能中心建設(shè)以及氫能全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉杜c研發(fā)。日本新能源技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）設(shè)立總額為2萬億日元的“綠色創(chuàng)新基金”，為大型氫供應(yīng)鏈建設(shè)、可再生能源制氫以及下一代飛機開發(fā)、船舶開發(fā)、智能出行、燃料制造、塑料制造等氫氣應(yīng)用場景提供資金支持。德國則是投資90億歐元用于加速國內(nèi)氫能技術(shù)轉(zhuǎn)化與推廣，以及構(gòu)建氫能國際伙伴關(guān)系。另一方面，各國政府加快完善支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策體系。歐盟通過出臺支持性政策、構(gòu)建功能完善的市場、建立清晰的規(guī)章制度和氫能生態(tài)系統(tǒng)。同時，歐盟通過鼓勵歐盟成員國之間的合作，提升歐盟氫能市場在全球的影響力。美國、日本等國家重視企業(yè)在推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用，呼吁政府與企業(yè)攜手共建氫經(jīng)濟，建立政企協(xié)力合作、國際供應(yīng)鏈合作以及先進標(biāo)準(zhǔn)合作等模式，以強化氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)模效應(yīng)。
三、當(dāng)前制約全球氫能發(fā)展的四大難題
一是氫能產(chǎn)業(yè)鏈成本居高不下。從制氫過程來看，受制于電價制約，其短期內(nèi)大幅降成本的空間并不大，與國際機構(gòu)預(yù)計的化石燃料制氫0.5美元/千克和電解水制氫1美元/千克有較大差距。從運氫過程來看，無論是高壓氣氫、低溫液氫還是管道輸氫，都有嚴(yán)格的溫度和壓強要求，不僅能耗高而且投資大。從加氫過程來看，僅單個加氫站的投入成本至少需200萬美元。
二是氫能轉(zhuǎn)化效率亟待大幅提高。以氫動力汽車為例，據(jù)測算，電解水制氫過程能量損失約45%，氫能轉(zhuǎn)化為電能過程再損失55%，氫動力汽車的綜合能源轉(zhuǎn)化效率僅有25%左右。而從制氫過程來看，未來具備全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模意義的“光伏+電解”制氫技術(shù)目前的轉(zhuǎn)化效率僅為15%左右，短期內(nèi)尚沒有明確的技術(shù)路線可以有效突破上述瓶頸。
三是氫能安全使用面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。由于氫有易燃易爆性且能量大、破壞性強，故在國民經(jīng)濟社會發(fā)展過程中大規(guī)模投入使用后，在制氫、儲氫、運氫、加氫、用氫等過程中均有可能出現(xiàn)潛在泄漏和爆炸的風(fēng)險。同時，氫易與鋼中的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成甲烷，將導(dǎo)致鋼性能不可逆劣化，鋼制運輸管道或?qū)⒊霈F(xiàn)脆化開裂現(xiàn)象。此外，科學(xué)界對“氫脆”機理尚不清楚，相關(guān)氫能設(shè)備材料面臨突發(fā)失效的風(fēng)險。
四是制氫過程溫室氣體溢出難以消除。目前，全球消耗的氫氣95%來自化石燃料制備（主要是煤炭氣化和蒸汽甲烷重整），每生產(chǎn)1千克氫氣將釋放約10千克二氧化碳，同時制取過程中也將產(chǎn)生一定規(guī)模的甲烷逃逸。據(jù)研究測算，化石燃料制氫過程排放的溫室氣體量較天然氣燃燒取暖和燃煤取暖高出20%以上，較柴油燃燒取暖高出近60%。
四、政策建議
預(yù)計到2030年，全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈投資總額將超3000億美元，到2050年全球“氫經(jīng)濟”市場規(guī)模將達(dá)2.5萬億美元，并創(chuàng)造3000萬個工作崗位，主要國家圍繞“氫經(jīng)濟”的戰(zhàn)略博弈勢必將更加激烈。我國是全球最大能源生產(chǎn)和消費國，也是氫產(chǎn)量第一大國，在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面具有得天獨厚的市場優(yōu)勢，我國宜提前部署，借勢著力破解瓶頸制約，積極搶占全球氫能發(fā)展制高點。
一是加快落實好氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。我國已將氫能產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，碳達(dá)峰、碳中和“1+N”政策體系明確要加快氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展，30個省市（除西藏自治區(qū)）已將氫能納入“十四五”規(guī)劃，并配套出臺了一系列扶持政策。但也應(yīng)該看到，我國目前氫能發(fā)展不同程度存在“九龍治水”“多點掣肘”的現(xiàn)象。建議錨定《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，落實落細(xì)氫能短期、中期、長期發(fā)展路線圖，推動實現(xiàn)氫能發(fā)展跨部門、跨行業(yè)、跨學(xué)科深度協(xié)同。
二是以應(yīng)用為導(dǎo)向開展試點示范。考慮到目前我國仍將氫氣列為?；罚ㄐ蛱?648），要求必須在化工園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)，此舉嚴(yán)重制約了氫能上下游產(chǎn)業(yè)做大做強。因此，建議在條件成熟的部分地區(qū)試點將氫氣納入能源類產(chǎn)品管理，逐步實現(xiàn)站內(nèi)制氫，切實轉(zhuǎn)變“談氫色變”現(xiàn)象。京津冀地區(qū)發(fā)展氫能“有基礎(chǔ)、有積極性、有特色”，建議有序擴大氫燃料電池新能源汽車試點示范，探索經(jīng)濟可行的整車推廣模式，為產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；l(fā)展奠定基礎(chǔ)。此外，氫能在電力、供暖、航空、建筑等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，可有效助推我國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)。
三是加快完善財稅支持政策體系。我國已初步建立起覆蓋氫能“制儲輸用”重點環(huán)節(jié)較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，也具備了一定的規(guī)?；l(fā)展能力，但卻仍面臨著核心技術(shù)受制于人、關(guān)鍵零部件依賴進口、產(chǎn)業(yè)配套能力不足等瓶頸制約。建議發(fā)揮中央財政資金的引領(lǐng)撬動作用，以吸引更多社會資本特別是產(chǎn)業(yè)基金參與氫能催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板、擴散層、循環(huán)汞等“卡脖子”技術(shù)攻堅。建議探索制定可再生能源制氫優(yōu)惠電價的相關(guān)政策措施，通過一次性定額補貼等方式加大對規(guī)模以上加氫站建設(shè)、運營環(huán)節(jié)的財稅支持力度，采用提高車輛購置補貼標(biāo)準(zhǔn)等方式鼓勵氫燃料電池汽車發(fā)展。
四是搶抓國際氫能規(guī)則制定主導(dǎo)權(quán)。雖然我國氫能國家標(biāo)準(zhǔn)已有80余項，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)也有40多項，但與國際主流氫能標(biāo)準(zhǔn)相比仍顯滯后，不少標(biāo)準(zhǔn)尚未制定。建議立足“低碳?xì)洹惫?yīng)和氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求，積極對接國際標(biāo)準(zhǔn)。在氫制備、氫儲存、氫輸運、氫加注、氫安全等領(lǐng)域，加快構(gòu)建氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，盡快填補我國氫能國際標(biāo)準(zhǔn)的空白?？紤]到目前歐洲國家在氫能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定方面擁有較大話語權(quán)，建議將氫能合作納入中歐高層對話重點議題清單，通過創(chuàng)建常態(tài)性對歐氫能技術(shù)交流機制和合作試點項目等方式，來提高我國參與氫能國際標(biāo)準(zhǔn)的能力和水平。
Practical Experience and Policy Suggestion of Developing Hydrogen Energy in Major Countries in the World
Abstract:Hydrogen energy is considered as "the clean energy with the most development potential in the 21st century", and has become the newest focus of energy competition in the "global decarbonization era". In recent years, developed countries such as the United States and Europe have continued to increase their strategic investment in hydrogen energy and issued high-density industrial support policies. Many countries have even regarded hydrogen energy as a "century opportunity" and raised it to the height of national strategic competition. However, it should also be noted that the current development of hydrogen energy still faces many "acquired deficiencies", and the bottleneck problems in the four links of production, transportation, storage and application have not been fundamentally solved. It is suggested to pay close attention to the cutting-edge trend of the development of the global hydrogen energy industry, constantly strengthen the top-level design and forward-looking layout, carry out industrial pilot demonstration ahead of time, focus on optimizing the supply of fiscal and tax policies, actively seize the leading role in rule making, and firmly lock in the "main track" of the global hydrogen energy.
Key words:Hydrogen Energy; Decarbonization; National Strategic Competition; Main Track
作者簡介
金瑞庭，中國宏觀經(jīng)濟研究院對外經(jīng)濟研究所研究室副主任、副研究員，主要從事國際經(jīng)濟、大國關(guān)系、貿(mào)易投資等領(lǐng)域研究。
文章來源
本篇文章發(fā)表于《中國能源》雜志2022年第7期。
