氫是宇宙中最普遍的元素。氫能來源豐富,應(yīng)用廣泛,在提供能源服務(wù)過程中,可以實(shí)現(xiàn)零碳排放,有望成為能源轉(zhuǎn)型的“整合器”(integrator)。然而氫氣是稀缺資源,按照其來源有“綠氫”、“藍(lán)氫” 、“灰氫”之分,在制取、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和利用方面存在諸多挑戰(zhàn),其產(chǎn)業(yè)鏈上的核心技術(shù)正在成為全球能源技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新的制高點(diǎn)。
繼日本于2017年把氫能發(fā)展確定為國家戰(zhàn)略后,德國也于2020年6月10日通過了《國家氫能戰(zhàn)略》,并成立了有25名成員組成的國家氫能委員會(huì)。韓國在2019年初出臺(tái)了氫能發(fā)展路線圖,制定了雄心勃勃的發(fā)展目標(biāo)。歐盟在原來氫能路線圖的基礎(chǔ)上,于2020年7月8日發(fā)布了氫能戰(zhàn)略,目標(biāo)是將氫能在能源消費(fèi)中的占比從目前的不到2%提升到2050年的24%,并創(chuàng)造出至少540萬個(gè)就業(yè)崗位。美國則是最早倡導(dǎo)氫能經(jīng)濟(jì)的國家,目前已經(jīng)是全球最大的氫燃料電池汽車市場(chǎng)。2020年3月,19家美國企業(yè)與機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了《美國氫能經(jīng)濟(jì)新路線圖》,目標(biāo)是讓氫能在2050年滿足美國14%的終端能源需求。在中國,氫能在能源系統(tǒng)中的定位尚未明確,相關(guān)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)布局都在呼喚著一個(gè)明晰的國家戰(zhàn)略出臺(tái)。
2020年7月17日,北京國際能源專家俱樂部攜手亞洲開發(fā)銀行、北大能源研究院聯(lián)合舉辦了建言“十四五”能源發(fā)展系列活動(dòng)第五場(chǎng),以“建言‘十四五’氫能發(fā)展”為主題,討論了中國氫能發(fā)展的相關(guān)問題。
會(huì)上,北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長朱德權(quán)博士做了題為“氫能源產(chǎn)業(yè)在我國的機(jī)遇與挑戰(zhàn)及‘十四五’規(guī)劃建議”的主旨發(fā)言。中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心信息部副部長、研究員景春梅,清華大學(xué)教授、國際氫能協(xié)會(huì)副主席毛宗強(qiáng)、中國神華集團(tuán)董事局局長黃清做了點(diǎn)評(píng)。
“十四五”國家能源規(guī)劃專家委員會(huì)組長吳吟、副組長周大地、中國工程院原副院長杜祥琬、中石化集團(tuán)董事長張玉卓、北大能源研究院院長金之鈞、國家能源局科技裝備司司長劉德順、亞洲開發(fā)銀行能源部門首席執(zhí)行官翟永平等專家就我國氫能發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)、發(fā)展戰(zhàn)略、規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)、核心技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化政策等話題發(fā)表見解并展開了熱烈討論。
北京國際能源專家俱樂部總裁陳新華博士主持了會(huì)議并就《歐盟能源系統(tǒng)集成戰(zhàn)略》、《歐盟氫能戰(zhàn)略》和氫能在未來能源體系中的地位做了開場(chǎng)介紹。來自國家部委、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)約40位專家學(xué)者出席了本次會(huì)議。
1. 陳新華博士的開場(chǎng)要點(diǎn)
為了引導(dǎo)會(huì)議主題,陳新華博士首先分享了氫能技術(shù)發(fā)展的三點(diǎn)體會(huì)。
第一點(diǎn)體會(huì):應(yīng)該將《歐盟氫能戰(zhàn)略》和同一時(shí)間發(fā)布的《歐盟能源系統(tǒng)集成戰(zhàn)略》放在一起閱讀,后者是核心。
大家知道,歐盟一直在推動(dòng)能源領(lǐng)域改革和能源市場(chǎng)一體化,主要涉及電力和天然氣,但發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)做電力的、天然氣系統(tǒng)做天然氣的,市場(chǎng)規(guī)則各自為政,形成了條塊分割的多個(gè)孤島,影響整體效率,無法達(dá)成2050年的碳中和目標(biāo)。所以,需要一個(gè)新的能源系統(tǒng),把不同的能源載體、基礎(chǔ)設(shè)施和消費(fèi)部門整合在一起,從能源系統(tǒng)整體來考慮,因此出臺(tái)了《歐盟能源系統(tǒng)集成戰(zhàn)略》。這一系統(tǒng)集成戰(zhàn)略包括三大支柱:一是要以能效為核心建立更易于“能量循環(huán)利用”的能源系統(tǒng),以終端用戶需求為基礎(chǔ),更有效利用本地能源,同時(shí)最大程度實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)毓S、數(shù)據(jù)中心等排放的廢熱及由生物廢物或廢水處理廠產(chǎn)生的低品質(zhì)能源再利用。二是在終端領(lǐng)域大力推進(jìn)電氣化,打造一個(gè)百萬數(shù)量級(jí)的電動(dòng)汽車充電樁網(wǎng)絡(luò)。三是對(duì)于難以實(shí)現(xiàn)電氣化的領(lǐng)域,則用可再生氫能、可持續(xù)生物燃料和沼氣來進(jìn)行深度脫碳。這個(gè)能源系統(tǒng)集成戰(zhàn)略是歐盟目前正在推進(jìn)的歐洲綠色協(xié)議(European Green Deal)、下一代歐盟計(jì)劃、新工業(yè)戰(zhàn)略等更大范疇?wèi)?zhàn)略的重要組成部分,有很多內(nèi)容值得我國“十四五”規(guī)劃借鑒。
第二個(gè)體會(huì):歐盟認(rèn)為,氫能,特別是從可再生能源電解產(chǎn)生的“綠氫”,可以在能源系統(tǒng)集成中扮演重要的匯聚點(diǎn)(Nodal)或者集成者的作用。氫能可以吸納大量可再生能源,在電力富余時(shí)提供負(fù)荷,并可以提供長期的能量儲(chǔ)存。在應(yīng)用端,氫能可以幫助難以脫碳的領(lǐng)域,如交通領(lǐng)域的重型卡車、船舶、火車,工業(yè)領(lǐng)域的煉化和鋼鐵行業(yè)。氫能還可以和二氧化碳結(jié)合產(chǎn)生合成燃料。在終端使用時(shí),氫能不排放任何污染物。
第三個(gè)體會(huì):碳、氫、電子是驅(qū)動(dòng)世界的三個(gè)重要元素,而在未來無碳的能源世界里,氫能和電力可以提供驅(qū)動(dòng)世界運(yùn)轉(zhuǎn)的熱力、電力和動(dòng)力。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度看,今后的世界可能所有的碳元素、碳?xì)浠衔锒紝⒈蛔鳛榛ぴ?,而不是燃料,而?qū)動(dòng)世界運(yùn)轉(zhuǎn)的熱力、電力和動(dòng)力都可以由氫能和電力來提供,儲(chǔ)氫跟儲(chǔ)電會(huì)扮演越來越重要的角色。歐盟氫能戰(zhàn)略也是朝這個(gè)方向努力,是幫助其實(shí)現(xiàn)2050年碳中和最為關(guān)鍵的戰(zhàn)略之一。
2. 朱德權(quán)博士的主要觀點(diǎn)總結(jié)
北京清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長朱德權(quán)博士演講的題目是“氫能源產(chǎn)業(yè)在我國的機(jī)遇與挑戰(zhàn)及‘十四五’規(guī)劃建議”,主要觀點(diǎn)總結(jié)如下。
(1)氫能產(chǎn)業(yè)是一個(gè)具有核心技術(shù)、需多方協(xié)作的巨大行業(yè)
首先,綠氫在能源供應(yīng)側(cè)與需求側(cè)都迎來發(fā)展機(jī)遇。從供應(yīng)側(cè),技術(shù)進(jìn)步使得在一些特定地區(qū)和特定條件下可再生能源的生產(chǎn)成本開始低于化石能源,這是推動(dòng)氫能發(fā)展的第一個(gè)動(dòng)力。從需求側(cè),氫能除了符合《巴黎氣候協(xié)定》綠色發(fā)展方向外,非常重要的是分布式能源的發(fā)展,尤其是燃料電池的技術(shù)進(jìn)步,使氫能應(yīng)用具備了經(jīng)濟(jì)性。氫能是可再生能源和燃料電池鏈接的一個(gè)載體,氫的這個(gè)載體克服了電力缺乏緩沖能力,即沒有儲(chǔ)能功能的問題。另外,天然氣管網(wǎng)可以輸送氫氣,不需要再去建立大規(guī)模的氫氣輸送網(wǎng)絡(luò),為氫能未來大規(guī)模發(fā)展提供了基礎(chǔ)設(shè)施支撐。
其次,氫能有望為我國步入高質(zhì)量增長提供具有全球競(jìng)爭力的增量市場(chǎng)。中美貿(mào)易戰(zhàn)之后,在一些新技術(shù)領(lǐng)域,隨著我國價(jià)值鏈往高端進(jìn)軍,必將面臨更加殘酷的存量競(jìng)爭,但氫能在整個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中是一個(gè)增量市場(chǎng)。我們不存在和發(fā)達(dá)國家的競(jìng)爭問題,相反和發(fā)達(dá)國家是分工和分享的關(guān)系。所以,我國氫能產(chǎn)業(yè)可以定位為一個(gè)在全球價(jià)值鏈中具有分工和分享的產(chǎn)業(yè),而且發(fā)展氫能也有利于我國進(jìn)一步擴(kuò)大開放。
(2)氫能正成為世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體和國家能源創(chuàng)新與再工業(yè)化的焦點(diǎn)
歐盟在今年 7月8日發(fā)布《歐洲氫能戰(zhàn)略》之前,于2019年6月公布了《清潔氫能歐洲伙伴計(jì)劃》。該計(jì)劃核心內(nèi)容包括三大共識(shí)、三大遠(yuǎn)景和到2030年的七大目標(biāo)。
三大共識(shí):一是認(rèn)為發(fā)展氫能是歐盟完成《巴黎氣候變化協(xié)定》所規(guī)定的減排目標(biāo)不可或缺的手段;二是認(rèn)為歐盟在氫能發(fā)展方面在全球處于領(lǐng)先地位,應(yīng)進(jìn)一步鞏固;三是認(rèn)為氫能在歐盟再工業(yè)化進(jìn)程中將扮演關(guān)鍵角色,因?yàn)榘l(fā)展氫能會(huì)帶動(dòng)從材料、機(jī)械裝備到電力電子等一系列巨大的新興裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈。
三大愿景:一是加速交通、供暖、發(fā)電和工業(yè)領(lǐng)域的全脫碳技術(shù)應(yīng)用;二是實(shí)現(xiàn)在無補(bǔ)貼條件下,氫能在價(jià)值鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)的規(guī)?;l(fā)展并具競(jìng)爭力;三是實(shí)現(xiàn)氫能的清潔技術(shù)集中安全部署和使用。
七大目標(biāo):一是實(shí)現(xiàn)多種清潔制氫的生產(chǎn)技術(shù)路線,特別是零碳路線,即藍(lán)氫(化石能源經(jīng)過碳捕捉過程后制的氫)和綠氫(可再生能源制的氫),生產(chǎn)成本要達(dá)到1.5—3歐元/公斤;二是主要發(fā)展綠氫,要帶動(dòng)20-40個(gè)GW可再生能源裝機(jī)增量,即風(fēng)電和光伏在歐洲可獲得進(jìn)一步發(fā)展;三是氫能規(guī)模化運(yùn)輸成本要小于1歐元/公斤;四是交通領(lǐng)域在免稅條件下氫能總成本要低于汽柴油;五是要實(shí)現(xiàn)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的成本和現(xiàn)在使用的汽柴油動(dòng)力系統(tǒng)成本相當(dāng);六是實(shí)現(xiàn)氫能在發(fā)電和供暖的規(guī)?;茫?0萬個(gè)燃料電池裝置供家庭和建筑物使用;七是要實(shí)現(xiàn)氫能在耗能工業(yè)的廣泛應(yīng)用和替代,比如煉鋼、石化等領(lǐng)域。
德國2020年發(fā)布了《國家氫能戰(zhàn)略》,計(jì)劃2030年前投入90億歐元發(fā)展氫能。規(guī)定綠氫在氫能市場(chǎng)中占比要達(dá)到20%,而且把氫能作為保障德國未來能源安全的一個(gè)重要措施,同時(shí)要通過氫能創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)、技術(shù)出口增強(qiáng)其工業(yè)競(jìng)爭力,也就是說德國把氫能裝備看成繼汽車之后其新興產(chǎn)業(yè)再工業(yè)化的一個(gè)主要方向。
日本是最早制定氫能戰(zhàn)略的國家,在2014年通過的《能源基本計(jì)劃》里就把氫能定為二次能源的核心。2017年12月氫能在這個(gè)基本計(jì)劃中被單列了出來,又制訂了《基本氫能戰(zhàn)略》,并提出構(gòu)建氫能社會(huì)。2019年進(jìn)一步提出了氫能發(fā)展路線圖,把氫能發(fā)展的三大技術(shù)領(lǐng)域非常明確地提了出來,即:燃料電池技術(shù)、水電解技術(shù)、氫能的供應(yīng)鏈技術(shù)。另外,日本在行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)層面進(jìn)行了非常嚴(yán)密部署,比如,以豐田為首的汽車聯(lián)盟在日本筑波建立了燃料電池汽車測(cè)試中心,日本政府又在九州建立了氫能產(chǎn)品測(cè)試與研究中心,制定標(biāo)準(zhǔn);規(guī)劃了如何將澳大利亞褐煤制的氫運(yùn)到日本,包括開始了液態(tài)氫能運(yùn)輸船的設(shè)計(jì)和建造。
韓國方面,雖然現(xiàn)代集團(tuán)是氫能汽車世界先驅(qū)企業(yè)之一,但韓國在國家層面部署氫能產(chǎn)業(yè)較晚。韓國真正重視氫能是從2018年開始的,2019年1月制定了《氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖》后行動(dòng)迅速,2019年10月其國土、基礎(chǔ)設(shè)施、交通和旅游部宣布了《氫試點(diǎn)城市推廣戰(zhàn)略》,目標(biāo)是2040年全國40%的城市將使用氫能。
美國氫能主要集中在加州。美國能源部每年做一次技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)發(fā)布,對(duì)氫能發(fā)展具有導(dǎo)向性作用。目前,加州的氫能應(yīng)用場(chǎng)景是全球規(guī)模最大、最全的。
(3)中國氫能有機(jī)會(huì)成為引領(lǐng)全球的新型產(chǎn)業(yè)
我國氫能發(fā)展具備世界其它國家和地區(qū)沒有的三大有利條件。
一是我們有全球最廉價(jià)的氫資源,尤其是工業(yè)副產(chǎn)氫,如高純的氯堿氫氣,還有石化廠、焦化廠的氫氣,非常容易構(gòu)建以地級(jí)市為中心的點(diǎn)狀應(yīng)用場(chǎng)景。我國這些工業(yè)副產(chǎn)氫不但量大,而且非常便宜。另外,我國目前可再生能源棄風(fēng)、棄光、棄水等棄電量達(dá)1千億度,如果利用棄掉的可再生能源制氫,則成本會(huì)非常低。例如,我們?cè)趶埣铱诮ㄔO(shè)了一個(gè)風(fēng)電制氫工廠,現(xiàn)在每小時(shí)2千方,二期將達(dá)到1萬方,為冬奧會(huì)進(jìn)行氫能供應(yīng)。實(shí)踐證明,未來完全可以在每公斤40元人民幣以內(nèi)向交通工具提供便宜的氫氣,而歐洲、日本和美國基本上在每公斤10美元以上。所以,可再生能源制氫在我國有特別的優(yōu)勢(shì)。
二是我國應(yīng)用場(chǎng)景豐富,有巨大的商用車、船舶和公交車市場(chǎng),這個(gè)市場(chǎng)對(duì)加氫站都是單點(diǎn)和雙點(diǎn)即可滿足要求,克服了加氫站開始必須成網(wǎng)的困難,這是全球其他國家沒有的。布一個(gè)加氫站,200輛物流車都可以盈利,在國外很難找到這樣的應(yīng)用場(chǎng)景。比如,目前張家口的174輛公交車的加氫站就是盈利的;北京的永豐加氫站現(xiàn)在是100輛客車,基本可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)金流平衡。目前,我們?cè)诒本┐笈d正建設(shè)一個(gè)日加氫3.6噸的全球最大的加氫站,這個(gè)加氫站建好后可為京東亞州一號(hào)物流中心一半的車輛提供加氫服務(wù)。這樣的供應(yīng)場(chǎng)景是其他國家沒有的。
三是我國可以發(fā)揮很好的政策支持作用,現(xiàn)在車補(bǔ)后的氫燃料車輛購置成本與傳統(tǒng)燃油車輛幾乎是相同的。
(4)我國氫能發(fā)展還需要補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)鏈、政策等諸多短板
與世界發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體和國家相比,我國氫能發(fā)展存在以下幾方面的短板。
一是我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈不配套、不完整,導(dǎo)致成本居高不下,市場(chǎng)以創(chuàng)業(yè)公司為引導(dǎo),大型企業(yè)介入不夠;二是關(guān)鍵零部件技術(shù)和產(chǎn)品的自主能力與其它發(fā)達(dá)國家差距較大;三是補(bǔ)貼政策有待完善,目前我國的補(bǔ)貼政策主要在汽車領(lǐng)域,而在能源領(lǐng)域沒有促進(jìn)氫能發(fā)展的配套政策和措施,仍是“能源圍著車轉(zhuǎn)”;四是氫能的制、儲(chǔ)、運(yùn)、加各環(huán)節(jié)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后;五是我國沒有建立國家級(jí)氫能安全測(cè)試中心;六是我國氫能安全和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建設(shè)滯后;七是氫能發(fā)展沒有頂層設(shè)計(jì),政府各部門職能處于碎片化。
(5)我國燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)及相關(guān)零部件的國產(chǎn)化正在加速
我國第四代燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)能做到500瓦/公斤的功率密度,目前已經(jīng)國產(chǎn)化;輔助系統(tǒng)的空壓機(jī)我國企業(yè)已經(jīng)開始規(guī)模化制造;質(zhì)子交換膜處于驗(yàn)證階段;增濕器和氫氣循環(huán)泵已經(jīng)部分國產(chǎn)化,需要進(jìn)一步驗(yàn)證。最近三年燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)及相關(guān)的零部件國產(chǎn)化步伐很快。燃料電池系統(tǒng)30-50千瓦、60-80千瓦的商用車產(chǎn)品都商業(yè)化了,120千瓦在研中,可能會(huì)在2021年投入應(yīng)用。重卡是氫能最好的應(yīng)用場(chǎng)景,所以大功率燃料電池發(fā)展非常重要。燃料電池系統(tǒng)現(xiàn)在國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到80%,氫氣和空氣的智能控制,以及水、熱和電等能量控制,都已進(jìn)入了世界一流水準(zhǔn)。低溫啟動(dòng)可以做到負(fù)30度啟動(dòng)、負(fù)40度存儲(chǔ),也是世界一流水準(zhǔn)。
(6)我國堿性電解槽技術(shù)處于全球領(lǐng)先水平,但PEM電解槽技術(shù)顯著落后
堿性電解槽我國整體處于世界領(lǐng)先水平。我們?cè)趶埣铱诮ǖ娘L(fēng)電制氫工廠,電解槽1000方/小時(shí),壓力是5兆帕,點(diǎn)位制氫能耗低于4.1度電,能效86%,在世界上領(lǐng)先,可以成為我國規(guī)模巨大的綠氫制造產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)支撐。
PEM是未來電解槽的發(fā)展方向,中國目前只有為數(shù)不多的單位在實(shí)驗(yàn)室開展研究工作,工業(yè)化顯著落后于美國、日本、德國。
(7)我國氫供應(yīng)鏈技術(shù)中氫的制、儲(chǔ)、運(yùn)成套裝備水平有待提高
首先,我國在液態(tài)氫成套裝備制造方面,有小規(guī)模技術(shù),但能耗高,規(guī)?;夹g(shù)處于空白,目前基本上控制在德國林德公司、法國的法液空公司手上。
其次,在高壓和液態(tài)的儲(chǔ)運(yùn)方面,技術(shù)差別不大,但我國工業(yè)化進(jìn)展較慢,我國的政策和標(biāo)準(zhǔn)滯后是工業(yè)化進(jìn)展緩慢的主因。實(shí)際上我國有LNG的技術(shù)基礎(chǔ),液態(tài)氫的儲(chǔ)運(yùn)工業(yè)化能夠很快能追上發(fā)達(dá)國家水平。目前我國高壓氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)還主要停留在“一型瓶”上,因“二型瓶”是過渡性產(chǎn)品,而“三型瓶”適合車載、不適合運(yùn)輸,故“高壓四型瓶”作為先進(jìn)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),特別是“玻璃纖維四型瓶”技術(shù),我國顯著落后,連研發(fā)都沒有,而歐盟四型瓶已經(jīng)工業(yè)化了,包括一些高壓閥門、管件技術(shù)等。所以在氫氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的關(guān)鍵零部件方面我們還差的很遠(yuǎn)。車載四型瓶也差距很大。
另外,在副產(chǎn)氫高純凈化方面,我國具有成套技術(shù)裝備,處于世界先進(jìn)水平。
(8)運(yùn)輸領(lǐng)域液態(tài)氫將成為未來氫能發(fā)展的主流
從運(yùn)輸上講,液態(tài)氫加氫站的投資成本和運(yùn)營成本遠(yuǎn)低于高壓氫加氫站,雖然液態(tài)氫每公斤多增加10度電耗,但是400公里以上運(yùn)輸與壓力氫氣相比具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。目前,我國的關(guān)注點(diǎn)還在高壓氫上,實(shí)際上日本已經(jīng)從高壓氫開始轉(zhuǎn)向液態(tài)氫了,而且有機(jī)液態(tài)氫儲(chǔ)氫等都是適合跨洋運(yùn)輸?shù)?。所以我國在液態(tài)氫發(fā)展上一定要引起高度重視。根據(jù)我們的實(shí)際測(cè)算,從山東濱州工廠運(yùn)到北京大興,如果是液態(tài)氫只要每公斤2.3元,折百公里每公斤運(yùn)費(fèi)不到0.6元,液化成本只有每公斤7元,運(yùn)輸超過200公里顯然液態(tài)氫全供應(yīng)鏈成本最低,液態(tài)氫運(yùn)輸將會(huì)成為未來的主流。
(9) 對(duì)我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
建議一:我國應(yīng)從國際政治高度認(rèn)識(shí)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
目前,中美脫鉤是大概率事件,世界經(jīng)濟(jì)有可能變成兩個(gè)陣營甚至于碎片化。綠色發(fā)展現(xiàn)在是我們和歐洲、日本這些發(fā)達(dá)國家為數(shù)不多的共同語言。比如,在《巴黎氣候協(xié)定》方面,尤其與歐洲我們?nèi)菀仔纬晒沧R(shí)和互信。所以,氫能源作為清潔能源是我國和歐洲非常好的一個(gè)合作分享領(lǐng)域,而且我國有巨大的市場(chǎng)規(guī)模優(yōu)勢(shì),我們有機(jī)會(huì)引領(lǐng)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展,這是一個(gè)既有共同的價(jià)值觀、又有共同利益觀的領(lǐng)域,相比其它領(lǐng)域更容易推動(dòng)與歐洲的合作。所以,在當(dāng)前中美有脫鉤傾向的狀態(tài)下,從構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的國際政治高度來看待氫能是必要的。
建議二:在國家層面應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)支持氫能發(fā)展。
德國在氫能發(fā)展上既有明確的戰(zhàn)略規(guī)劃,又有發(fā)展路線圖,還有主管機(jī)構(gòu)落實(shí),在氫能產(chǎn)業(yè)的上下游、宏微觀方面形成了一個(gè)高效、協(xié)同的系統(tǒng)。這一點(diǎn)非常值得我國學(xué)習(xí)。
我國目前缺乏頂層設(shè)計(jì),氫能涉及的眾多主管部門缺乏統(tǒng)籌,從科技部,到工信部,再到財(cái)政部、發(fā)改委、能源局、住建部、應(yīng)急部、國家質(zhì)檢總局、交通部等,都是針對(duì)本部門管理職責(zé)的一種碎片化管理。無法把涉及氫能的科研、產(chǎn)業(yè)、政策深度融合,無法支撐氫能全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。這些問題都急需頂層設(shè)計(jì)來解決。頂層設(shè)計(jì)之后還需要加快產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。因?yàn)闅淠苄袠I(yè)涉及到高壓、涉及?;?。如果沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),就無法構(gòu)造應(yīng)用場(chǎng)景;沒有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)產(chǎn)品就無法商業(yè)化規(guī)?;?。而這兩類標(biāo)準(zhǔn)都需要配備測(cè)試中心。所以,我國氫能的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和測(cè)試中心建設(shè)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展都要加速,否則可能失去優(yōu)勢(shì)。
建議三:我國氫能應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)從單一的汽車領(lǐng)域向交通、建筑和工業(yè)原料多場(chǎng)景轉(zhuǎn)變。
目前,我國氫能發(fā)展的“積分制”政策在征求意見期間,這個(gè)政策僅集中在汽車領(lǐng)域。而氫能源有三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景,交通、建筑和工業(yè)。因?yàn)閳?chǎng)景越多越容易規(guī)?;?,越容易把燃料電池系統(tǒng)成本降下來,也越容易把綠氫制作的成本降下來,這樣也越容易發(fā)展核心技術(shù)。另外,政策設(shè)計(jì)也非常重要。我國在電動(dòng)車領(lǐng)域的補(bǔ)貼政策在實(shí)施過程中雖然出現(xiàn)了“騙補(bǔ)”現(xiàn)象等諸多問題,但總體上電動(dòng)車補(bǔ)貼政策把新能源汽車的產(chǎn)業(yè)鏈帶動(dòng)起來了,在推動(dòng)我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到了非常關(guān)鍵的作用。所以,對(duì)待氫能發(fā)展,如燃料電池,我國應(yīng)綜合運(yùn)用稅收等多種手段,特別是購置權(quán),使用路權(quán)等,把多種政策手段整合、協(xié)調(diào)好,對(duì)我國氫能多場(chǎng)景應(yīng)用和擴(kuò)展非常重要。在堅(jiān)持以綠氫為發(fā)展方向的同時(shí),推進(jìn)化工副產(chǎn)氫,不排斥化石能源制氫加上CCUS等多種路徑,使氫產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)?;?
建議四:我國應(yīng)用好各類金融工具加快氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
建議我國充分利用好金融手段支持氫能產(chǎn)業(yè)鏈的快速形成。一是可以考慮投資基金,類似我國在集成電路方面的國家投資基金,比如:以建立一個(gè)國家母基金的形式來支持氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。鼓勵(lì)和完善碳排放交易,依照挪威的做法,碳價(jià)在每噸67歐元時(shí),綠氫生產(chǎn)成本就可以用來合成氨、合成甲醇,那么這時(shí)可再生能源制氫用于工業(yè)和二氧化碳捕集就具備競(jìng)爭力了。二是可以考慮綠色信貸,因?yàn)榫G色信貸往往是長周期、低利率,作為金融手段可以大力支持氫能的發(fā)展。三是利用證券市場(chǎng)支持氫能發(fā)展。隨著氫能公司上市,大家對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景越來越有信心。投資人對(duì)氫能在證券市場(chǎng)的關(guān)注度會(huì)不斷升溫,未來氫能行業(yè)會(huì)受到一級(jí)市場(chǎng)、二級(jí)市場(chǎng)支持。
3. 與會(huì)專家主要觀點(diǎn)總結(jié)
與會(huì)專家感謝朱德權(quán)教授的精彩分享,并圍繞我國氫能發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、技術(shù)創(chuàng)新、工業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)政策等展開了熱烈討論。主要 觀點(diǎn)總結(jié)如下。
(1)要做好氫能這篇大文章,必須正視我國氫能發(fā)展目前面臨的問題。
一是在核心技術(shù)如電堆領(lǐng)域,我國在技術(shù)、性能、成本上與國際先進(jìn)水平還有很大差距, 而在一些裝備制作方面,比如儲(chǔ)氫罐,核心材料主要依賴進(jìn)口,替代難度非常大。二是各地的氫能發(fā)展同質(zhì)化嚴(yán)重。目前全國30多個(gè)地方政府出臺(tái)的氫能規(guī)劃、氫能指導(dǎo)意見等基本都是一個(gè)模子出來的,沒有考慮到當(dāng)?shù)厥欠窬邆浒l(fā)展氫能的優(yōu)勢(shì),沒有做到因地制宜。三是氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡,過分重視氫能應(yīng)用領(lǐng)域,忽視上游供應(yīng)鏈建設(shè),忽視了相應(yīng)的配套準(zhǔn)備工作,導(dǎo)致目前很多項(xiàng)目的質(zhì)量良莠不齊,推進(jìn)困難。四是氫能發(fā)展的商業(yè)模式尚未明確,目前許多項(xiàng)目都依托補(bǔ)貼來推動(dòng)相關(guān)的示范和應(yīng)用。五是在國家層面,在要不要發(fā)展氫能、如何發(fā)展、現(xiàn)在是不是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)良好的時(shí)機(jī)、氫能經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭力、技術(shù)發(fā)展與市場(chǎng)開拓之間的關(guān)系、氫氣能否成為一個(gè)獨(dú)立的能源商品、哪個(gè)部委牽頭編制氫能規(guī)劃等諸多方面還沒有達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。
(2)應(yīng)做好頂層設(shè)計(jì),將氫能納入我國“十四五”能源戰(zhàn)略規(guī)劃,從宏觀政策層面給出氫能的戰(zhàn)略定位。
首先,要立足國情,謀劃氫能發(fā)展的初心和定位。國際上氫能備受關(guān)注,但每個(gè)國家發(fā)展氫能的初衷并不相同,比如,日本主要是解決能源短缺問題;韓國與日本的初衷類似,通過扶持氫能產(chǎn)業(yè)提振韓國經(jīng)濟(jì);歐洲則更多是從解決氣候變化和擴(kuò)大新能源應(yīng)用的角度發(fā)展氫能;美國更多考慮的是未來實(shí)現(xiàn)制造業(yè)回歸,重新獲取全球能源技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。我國一方面可以把氫能作為促進(jìn)可再生能源規(guī)模化高效利用的手段。另一方面,從儲(chǔ)能角度可以把氫能作為加快交通與建筑領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)能源技術(shù)裝備自主創(chuàng)新的重要路徑。
其次,我國應(yīng)該在技術(shù)自主可控的前提下發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。燃料電池的利潤大多是在上游電堆環(huán)節(jié),核心技術(shù)在國外,而掌握核心技術(shù)的這些國家面臨擴(kuò)大下游市場(chǎng)攤薄研發(fā)成本的困境。在不掌握核心技術(shù)的情況下大規(guī)模敞開市場(chǎng),就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈利潤大幅外流,出現(xiàn)花自己的錢幫別人開拓市場(chǎng)的尷尬局面,并在國際關(guān)系惡化時(shí)很容易受制于人。在這種情況下,我國發(fā)展氫能應(yīng)把自己的市場(chǎng)開放與自主創(chuàng)新進(jìn)度相匹配,在掌握核心技術(shù)前不應(yīng)該大規(guī)模推廣終端應(yīng)用。
第三,應(yīng)發(fā)揮舉國體制優(yōu)勢(shì),攻克氫能核心技術(shù)。日本在發(fā)揮國家整體優(yōu)勢(shì)方面做的很好,日本經(jīng)產(chǎn)省有一個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu),它通過組織產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)參加,匯聚政、產(chǎn)、學(xué)、研、用各方面力量集中進(jìn)行科研攻關(guān)。即:經(jīng)產(chǎn)省出錢,各個(gè)大企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、金融組織都參與投入,直接進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),很快實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)的突破,并避免了分散研發(fā)帶來的資源浪費(fèi)和惡性競(jìng)爭。而我國目前在氫能發(fā)展方面,人才缺乏,搶人大戰(zhàn)非常激烈。很多企業(yè)挖了很多技術(shù)人才組織科研和技術(shù)公關(guān)。但我們現(xiàn)在看到很多省都在搞氫能,都盯準(zhǔn)核心技術(shù),進(jìn)行科研攻關(guān),很多地方或者企業(yè)都說自己掌握了核心技術(shù),實(shí)際上處于分散研發(fā)、惡性競(jìng)爭狀態(tài)。為此,國家層面需要成立一個(gè)高層次的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),統(tǒng)籌各方面的資金和研發(fā)力量集中攻關(guān),發(fā)揮我們舉國體制的優(yōu)勢(shì)。
(3)應(yīng)研究制定我國氫能發(fā)展的技術(shù)路線圖,明確氫能在各領(lǐng)域的定位。
首先,我國應(yīng)明確以非化石能源電解水生產(chǎn)“綠氫”作為主要原料來源的發(fā)展方向。我國風(fēng)電、光伏成本下降很快,未來的增長潛力還很大,應(yīng)主要發(fā)展以風(fēng)電、光伏為主的可再生能源制氫作為支持氫能發(fā)展的基本方向。同時(shí),要注意氫能的規(guī)?;l(fā)展不能依靠棄風(fēng)、棄電,而是要考慮專門用來制氫的電廠,從可再生能源發(fā)展的規(guī)劃上考慮將大規(guī)??稍偕茉醋兂蓺?。此外,在重視氫氣壓縮運(yùn)輸、液態(tài)輸氫技術(shù)的基礎(chǔ)上,重視固態(tài)運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。對(duì)國外某些技術(shù)路線要謹(jǐn)慎對(duì)待,不盲目跟風(fēng),比如歐盟把氫氣與天然氣混合運(yùn)輸后再分離的做法。
其次,要認(rèn)真研究氫能與蓄電池兩種技術(shù)路線的選擇與定位。氫能作為未來具有商業(yè)化潛力的一種低碳技術(shù)路線,在交通領(lǐng)域與蓄電池系統(tǒng)形成競(jìng)爭。應(yīng)從能源全系統(tǒng)角度評(píng)估各自最合適的應(yīng)用場(chǎng)景及其經(jīng)濟(jì)性。
第三,進(jìn)一步評(píng)估認(rèn)證灰氫和綠氫發(fā)展的不確定性。目前,我國制氫的技術(shù)選擇較多,有煤制氫加CCUS、工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源制氫等。每種制氫都存在不確定性。比如,煤制氫可能涉及到碳排放問題和煤炭消費(fèi)總量上升的問題;天然氣制氫則可能涉及到我國天然氣對(duì)外依存度增長導(dǎo)致能源安全問題;工業(yè)副產(chǎn)氫則是總量還有限,能不能滿足未來整個(gè)氫能規(guī)?;l(fā)展的需求并不確定。就綠氫而言,盡管可再生能源成本在下降,但是如果大家都希望在低谷用電,且可再生能源的間歇性特征,這些都會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成很大沖擊。這些不確定性問題需要在確定技術(shù)路線和政策設(shè)計(jì)前進(jìn)行很好論證。
第四,要探索利用氫能解決我國鋼鐵和化工領(lǐng)域的低碳發(fā)展技術(shù)路線。我國鋼鐵行業(yè)的低碳清潔化路線是否可以靠氫還原來解決,這是一個(gè)對(duì)我國來說至關(guān)重要的問題。我國是第一鋼鐵生產(chǎn)大國,未來即使鋼鐵產(chǎn)量有所下降,仍然會(huì)保持第一鋼鐵生產(chǎn)大國的位置,這項(xiàng)技術(shù)能否用得上,能否實(shí)現(xiàn)解決行業(yè)碳排放問題,應(yīng)該提到議事日程考慮。在化工領(lǐng)域,我國是世界上化工原料最多的國家,不管是煤化工還是石油化工,原材料制備是否可以由氫來制造碳?xì)浠衔?,這方面也有大量工作要做。
第五,要在“十四五”期間,在各應(yīng)用領(lǐng)域開展系統(tǒng)性示范,積極探索氫能大規(guī)模發(fā)展的商業(yè)模式。要避免各地氫能發(fā)展同質(zhì)化而造成大量資金浪費(fèi)的現(xiàn)象,改變電動(dòng)汽車發(fā)展初期盲目補(bǔ)貼的做法。應(yīng)選擇一些有條件的城市或項(xiàng)目,先行先試,以點(diǎn)帶面穩(wěn)步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。示范的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)突出差異化,防范產(chǎn)業(yè)盲目跟進(jìn)和低水平重復(fù)建設(shè),鼓勵(lì)示范應(yīng)用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氫能及燃料電池裝備制造,發(fā)揮強(qiáng)大的國內(nèi)市場(chǎng)的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì),加快自主升級(jí)迭代步伐。在商業(yè)模式方面,應(yīng)把融資租賃、產(chǎn)業(yè)基金等金融工具與下一步電力交易機(jī)制改革相結(jié)合,一起考慮氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)的創(chuàng)新。借鑒國際經(jīng)驗(yàn),在國內(nèi)制氫、用電交易機(jī)制上取得突破,降低制氫的用電成本,在一定區(qū)域內(nèi)推動(dòng)自循環(huán)的氫能運(yùn)營生態(tài)模式。
(4)相關(guān)政府部門和行業(yè)組織應(yīng)為氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造良好條件。具體包括:
一是在國家層面,強(qiáng)化針對(duì)氫能的公共服務(wù)。應(yīng)加強(qiáng)氫能相關(guān)的科技攻關(guān)和國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),優(yōu)先鼓勵(lì)基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)而不是終端應(yīng)用,重視人才培養(yǎng)和社會(huì)大眾普及教育,進(jìn)一步支持中國氫能聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)做好相關(guān)公共服務(wù)工作。
二是要重視氫能國際合作。國際上氫能備受關(guān)注,盡管我國在氫能發(fā)展上要做到自主可控,但介于氫能產(chǎn)業(yè)鏈太長,涉及眾多行業(yè)領(lǐng)域,我國應(yīng)該積極開展合作,在增量市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)共贏。
三要充分考慮到氫氣的?;穼傩裕叨戎匾暁淠艿陌踩珕栴}。通過建立氫能測(cè)試中心,制定安全監(jiān)管制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,強(qiáng)化對(duì)氫能制取、儲(chǔ)運(yùn)、加注、利用等全產(chǎn)業(yè)鏈的風(fēng)險(xiǎn)管控,提升全過程安全管理水平。目前,我國很多標(biāo)準(zhǔn)還處于跟隨狀態(tài),急需通過國際合作,找到我們能夠引領(lǐng)國際在氫能行業(yè)發(fā)展的位置。
四要關(guān)注綠氫與碳交易市場(chǎng)、綠氫貿(mào)易、綠氫認(rèn)證。綠氫發(fā)展會(huì)影響未來的碳交易市場(chǎng)與碳定價(jià),而且,綠氫貿(mào)易也會(huì)隨著氫能市場(chǎng)發(fā)展起來,其中對(duì)綠氫的認(rèn)證將成為整體氫價(jià)值鏈上的關(guān)鍵環(huán)節(jié),值得關(guān)注。