國際社會普遍認(rèn)為氫能是未來能源革命的關(guān)鍵技術(shù)，2015年，國際能源署發(fā)布《氫能與燃料電池技術(shù)路線圖》報告，全面闡述了氫能發(fā)展的技術(shù)路線，指出氫能可以連接不同的能源形式，提高未來能源系統(tǒng)運行的靈活性，全球氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)迎來了快速導(dǎo)入期，世界發(fā)達(dá)國家與經(jīng)濟(jì)體紛紛布局，預(yù)計全球氫能將會呈現(xiàn)發(fā)展不斷加速、競爭日益激烈的趨勢。
2022年3月23日，國家發(fā)改委頒布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》（以下簡稱《規(guī)劃》），這是我國氫能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的長期綱領(lǐng)性文件。《規(guī)劃》對氫能在我國能源的戰(zhàn)略地位、發(fā)展目標(biāo)及重點領(lǐng)域應(yīng)用等都提出了明確的指示，其核心思想是確立了氫能對我國能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展提供重要的支撐作用，為氫能產(chǎn)業(yè)的中長期發(fā)展提出了明確的路線圖，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)計迎來重大的機(jī)遇。政府這只“看得見的手”在各國推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中均起到了重要的推動作用，預(yù)計我國政策支持體系的穩(wěn)定性和連續(xù)性也勢必為氫能高質(zhì)量發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇
氫能對減少溫室氣體排放的潛力較大，其應(yīng)用場景也較為多種多樣。預(yù)計全球到2050年，若在基礎(chǔ)化學(xué)品生產(chǎn)、煉油、重型車輛上的燃料電池，以及鋼鐵工業(yè)還原劑等方面利用綠氫，則每年可減少50億至60億噸溫室氣體排放 。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)計，2050年氫能在中國終端能源體系中占比至少達(dá)到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，其中交通領(lǐng)域氫氣需求約為2458萬噸，占比整個氫能需求的40%以上。也有研究預(yù)測中國2050年的氫能需求接近8000萬噸，顯示氫能在中國未來的發(fā)展前景非常廣闊。
“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實需求，必然加速推動可再生能源的大規(guī)?；l(fā)展，而氫能可以成為可再生能源的重要載體，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型中的大規(guī)模和長周期的能源存儲與多樣化的終端利用。此次《規(guī)劃》明確了氫能的能源屬性與地位，必然進(jìn)一步釋放氫能的發(fā)展?jié)摿?。國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景中指出，2050年氫價值鏈各環(huán)節(jié)所需的設(shè)備和部件的潛在市場每年資本支出為2000億美元，可以為整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)提供各種機(jī)遇。
氫能發(fā)展的現(xiàn)狀
氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫能生產(chǎn)、氫能的儲運以及下游利用三部分。我國是世界最大的制氫國，當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初步形成從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到示范演示的全方位格局，布局了相對完整的氫能產(chǎn)業(yè)。京津冀、長三角、珠三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已成為我國氫能產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者，國內(nèi)眾多企業(yè)積極參與氫能產(chǎn)業(yè)鏈的布局與生產(chǎn)，在許多領(lǐng)域逐漸縮小了與國外的技術(shù)差距。與發(fā)達(dá)國家相比，我國氫能發(fā)展的特點比較突出，制氫產(chǎn)能與氫能需求的地域疊加程度較低，而且氫能的運輸距離較長，使儲運成本較高，大部分用于自產(chǎn)自銷，尚未發(fā)揮氫能在促進(jìn)可再生能源發(fā)展的重要地位和作用。
我國的氫能主要利用化石能源熱解/重整、工業(yè)副產(chǎn)氣提純及電解水等技術(shù)制取和生產(chǎn)，其中化石能源制氫及工業(yè)副產(chǎn)氣制氫占主導(dǎo)地位，而可再生能源電解水制氫比例不足1%。2020年底，我國風(fēng)力裝機(jī)容量為2.3億kW，光伏裝機(jī)容量為2.5億kW，棄風(fēng)和棄光大約為5%，大力支持可再生能源電解水制氫（綠氫），即可以進(jìn)一步提高可再生能源的利用效率，提高電網(wǎng)安全運行的穩(wěn)定性，也可有效解決綠氫的生產(chǎn)制備。
此次《規(guī)劃》也明確了未來清潔能源制氫的發(fā)展目標(biāo)，2030年前碳達(dá)峰實現(xiàn)廣泛的可再生能源制氫技術(shù)應(yīng)用。2020年以來，國內(nèi)諸多企業(yè)預(yù)計有466億元的投資主要在可再生能源高效制氫技術(shù)和示范工程上，這勢必有利于推動氫能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和固態(tài)合金儲氫是目前廣泛應(yīng)用氫氣儲存的三種形式。其中,最廣泛應(yīng)用的是高壓氣態(tài)儲氫形式，該技術(shù)環(huán)節(jié)是氫能得到廣泛利用的重要環(huán)節(jié)。《規(guī)劃》指出了穩(wěn)步構(gòu)建儲運體系的任務(wù)，提出了摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范，這些為氫能的長距離運輸以及大規(guī)模利用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
氫能的應(yīng)用場景廣泛，目前我國氫能多數(shù)用于合成甲醇、合成氨和石油煉化等的氣體利用，少量則作為工業(yè)燃料使用，交通、發(fā)電以及建筑等領(lǐng)域的消費需求較小。燃料電池車的產(chǎn)業(yè)鏈基本已經(jīng)形成，已經(jīng)有大約1/3的中央企業(yè)布局了氫能產(chǎn)業(yè)，2021年底加氫站運營和在建超200座。2020年9月，財政部“以獎代補”方式開展核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范的補貼，進(jìn)一步激發(fā)了核心技術(shù)創(chuàng)新的動力。 另外，《規(guī)劃》也將交通領(lǐng)域的示范推廣應(yīng)用重點加以明確，重點推進(jìn)重型車輛應(yīng)用，實現(xiàn)與電車的互補發(fā)展。
我國氫能發(fā)展的未來方向
國家“雙碳”目標(biāo)的提出及這次《規(guī)劃》的重磅推出，勢必使氫能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入提速階段，預(yù)計主要體現(xiàn)在以下四個方面。
1. 關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備攻關(guān)為抓手
氫能產(chǎn)業(yè)是一種技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，從制取、儲存、運輸、加注到終端利用等各個環(huán)節(jié)都有較高的技術(shù)要求，當(dāng)前制氫技術(shù)路線選擇眾多，需要圍繞高質(zhì)量發(fā)展把握氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。我國可再生能源裝機(jī)潛力巨大，綠氫的供給潛力大，可以為發(fā)展以可再生能源電解水制氫為基礎(chǔ)的氫電互變、異質(zhì)能源跨地域和跨季節(jié)優(yōu)化配置等提供技術(shù)
