我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點、問題與定位

中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所  朱彤

本文首發(fā)《中國發(fā)展觀察》2021年19-20期合刊

內(nèi)容摘要：我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前呈現(xiàn)出三個特點：一是氫氣產(chǎn)量和儲氫材料產(chǎn)銷量世界第一，為我國氫能技術(shù)開發(fā)利用創(chuàng)造了有利條件；二是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財稅支持政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等政策框架進(jìn)一步完善；三是地方政府非常重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全國31個省市自治區(qū)均發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。然而，從低碳轉(zhuǎn)型的邏輯看，我國制氫原料以化石能源為主導(dǎo)，現(xiàn)階段大規(guī)模推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展將導(dǎo)致CO2排放量快速增加，不利于我國“雙碳”工作的推進(jìn)，而且在氫能開發(fā)利用技術(shù)還處于研發(fā)和示范階段的情況下，各地大規(guī)模推進(jìn)產(chǎn)生低水平重復(fù)投資的后果。此外，我國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的應(yīng)用場景選擇單一也不利于真正發(fā)揮氫能在未來低碳能源系統(tǒng)中的作用。因此，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)該在能源轉(zhuǎn)型趨勢下合理確定氫能在我國未來能源系統(tǒng)中地位，從我國能源產(chǎn)業(yè)實際出發(fā)選擇氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點，并致力于構(gòu)建創(chuàng)新驅(qū)動的氫能產(chǎn)業(yè)政策框架。

[基金項目] 國家社科基金重點項目“促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的能源體制革命理論框架與實現(xiàn)機制研究（批準(zhǔn)號18AGL016）

早在上世紀(jì)90年代中期，氫就作為“提供脫碳，可持續(xù)能源系統(tǒng)必不可少的元素”而被寄予厚望，但此后二十年的發(fā)展進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人們的期望。2015年，根據(jù)根據(jù)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的1.5℃溫控和凈零排放目標(biāo)，2030年前全球目前年均約12%的脫碳速度需要提高五倍方可實現(xiàn)。由于交通運輸和工業(yè)領(lǐng)域脫碳的復(fù)雜性和難度，僅靠可再生能源遠(yuǎn)不能滿足CO2或溫室氣體凈零排放的“脫碳”要求，氫能由于具備來源多樣、清潔低碳、安全、靈活高效、應(yīng)用場景豐富等特點再次受到重視，被視為未來十年替代碳?xì)浠衔铮瑧?yīng)對氣候變化的關(guān)鍵要素。

近年來，氫能因其在能源轉(zhuǎn)型和工業(yè)脫碳中重要作用日益受到關(guān)注，但氫能作為一個“產(chǎn)業(yè)”在各國都處于初步發(fā)展階段。本文主要探討我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與特點、存在的問題以及相關(guān)發(fā)展建議。

一、我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點

氫能產(chǎn)業(yè)，無論從氫的制造、運輸和儲存，還是氫作為能源利用方面都還屬于萌芽狀態(tài)的產(chǎn)業(yè)。目前，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出如下三個特點。

1. 我國氫氣產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件

我國存在著一個以化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫回收的生產(chǎn)和非能源利用的“氫氣產(chǎn)業(yè)”，并且這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模。據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012-2020年，中國氫氣產(chǎn)量整體呈穩(wěn)步增長趨勢，中國氫氣年產(chǎn)量從1600萬噸增加到2500萬噸，是世界第一大產(chǎn)氫國家。其中，中國石化和國家能源集團(tuán)是國內(nèi)氫氣產(chǎn)量最大的兩家企業(yè)。2020年，中國石化氫氣年生產(chǎn)量達(dá)350萬噸，占全國氫氣產(chǎn)量的14%；國家能源集團(tuán)年生產(chǎn)400萬噸的氫氣，占總體產(chǎn)量的16%。此外，2020年，我國金屬儲氫材料產(chǎn)銷量已超過日本，成為世界最大儲氫材料產(chǎn)銷國。

與“氫氣”產(chǎn)業(yè)相比，我國“氫能”產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于初級階段。目前的2500萬噸氫氣產(chǎn)量中，僅有1%左右作為能源使用，但我國氫氣產(chǎn)量和儲氫材料產(chǎn)銷量世界第一，為我國氫能技術(shù)開發(fā)利用和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，主要表現(xiàn)在：

第一，我國氫燃料電池車產(chǎn)銷量及加氫站數(shù)量居世界前列。與電動汽車相比，全球氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于萌芽狀態(tài)。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，2020年，全球共銷售氫燃料電池汽車9006臺。其中韓國是全球最大的氫燃料電池汽車銷售市場，銷量為5823臺；中國則是全球第二大氫燃料電池汽車銷售市場，銷量為1177臺。截止2020年底，中國的氫燃料電池汽車保有量僅次于韓國和美國，居全球第三。其中韓國是全球唯一氫燃料電池汽車保有量超過一萬量的國家。從氫燃料電池汽車的加氫站數(shù)量看，2020年，日、德、中三個國家加氫站共有311座，占全球總數(shù)的56%。其中中國加氫站為69座，居全球第三。

第二，氫能源作為技術(shù)密集型行業(yè)，有著極高的技術(shù)要求。盡管我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈的一些關(guān)鍵技術(shù)與國際先進(jìn)水平還有差距，但近年來我國氫能利用技術(shù)研發(fā)能力有了相當(dāng)提高。

早期，我國氫能源相關(guān)技術(shù)專利的研發(fā)較為緩慢，專利年申請量不足百件。自2015年開始，國內(nèi)氫能源專利申請數(shù)量迅速攀升。根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)媒體IPR daily與incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心聯(lián)合發(fā)布“2020上半年全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專利排行榜（TOP100）”，入榜的全球前100名企業(yè)中，中國石化的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)明專利申請數(shù)量以434件專利位列第一，遠(yuǎn)高于其他企業(yè)。入榜的前100名企業(yè)主要來自13個國家和地區(qū)，中國占比45%，日本占比15%，美國占比13%，德國占比7%；英國和韓國各占比4%，法國占比3%，沙特阿拉伯、瑞士和芬蘭各占比2%，挪威、丹麥和荷蘭各占比1%。

圖1   入榜企業(yè)的國家/組織/地區(qū)分布

資料來源：IPR daily 中文網(wǎng)

為推進(jìn)氫能技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，2018-2020年，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項。其中，科技部通過“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項部署了27個氫能研發(fā)項目，研發(fā)經(jīng)費投入約5億元。從重點轉(zhuǎn)向分布的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，下游應(yīng)用是氫能源2018-2020年研發(fā)任務(wù)的重點，其次是制氫和儲氫技術(shù)。在2018-2020年的國家重點研發(fā)項目中，燃料電池技術(shù)類有14個，占總項目的51.9%;制氫技術(shù)類5個，占比18.5%;儲氫技術(shù)類6個，占比22.2%;加氫站技術(shù)類2個，占比7.4%。2021年，科技部更加重視重點專項研發(fā)項目分布的均衡性。在2021年2月1日發(fā)布的《關(guān)于對十四五國家重點研發(fā)計劃氫能技術(shù)等18個重點專項2021年度項目申報指南征求意見的通知》中，重點專項研發(fā)項目在燃料電池技術(shù)類、制氫技術(shù)類和儲氫技術(shù)類的分布比例分別為32%、32%和32%。

2.我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策框架進(jìn)一步完善

2006年，國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》所確定的發(fā)展重點中，“氫能及燃料電池技術(shù)”被列為國家重點發(fā)展的一種先進(jìn)能源技術(shù)。不過這主要停留在科學(xué)研究層面，直到2012年國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012～2020年）》和2014年國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動（2014-2020年）》，國家正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向。

2020年以來，我國出臺了一系列氫能相關(guān)政策，使我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策框架得到進(jìn)一步完善，主要表現(xiàn)在三個方面：

一是發(fā)布政策文件的政府部門和機構(gòu)多，包括財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、發(fā)展改革委、司法部、國家能源局、國家關(guān)稅稅則委員會、國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會等。很多政策文件都是兩個以上的部委局聯(lián)合制定發(fā)布，這表明氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，引起相關(guān)部委局的高度重視。

二是政策文件涵蓋了影響氫能產(chǎn)業(yè)的各個方面，既包括氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與布局，也包括制氫、儲氫、燃料電池、加氫站等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，還包括氫能技術(shù)研發(fā)支持重點、氫能支持項目申報流程和評價方法等，使我國氫能支持政策的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性得到極大改善。

三是政策手段以政府規(guī)劃指導(dǎo)和財政補貼為主，同時也通過推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)良性競爭，以及降低部分氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵進(jìn)口零部件關(guān)稅降低進(jìn)口成本等方式支持國內(nèi)氫能設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。到目前為止，我國已經(jīng)發(fā)布實施氫能和燃料電池技術(shù)、應(yīng)用、檢測、安全相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)80項，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約40項。這些技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對氫能和氫燃料電池汽車規(guī)范發(fā)展起到了積極的推動作用。

3.各地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以燃料電池汽車為主導(dǎo)方向

除了國家層面的戰(zhàn)略重視之外，全國31個省市自治區(qū)均發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。有的地方是在該省的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展十四五規(guī)劃與2035遠(yuǎn)景目標(biāo)》這樣的綜合性政策規(guī)劃文件中對氫能發(fā)展做出了部署和規(guī)劃，如安徽、湖南、云南、黑龍江、陜西等??；有的地方則在綜合性做出規(guī)劃文件之外，發(fā)布了專門的氫能源相關(guān)專項政策或規(guī)劃，如北京、山東、河北、天津、四川、浙江、寧夏等省市；一些省市則通過氫燃料汽車等相關(guān)政策規(guī)劃發(fā)布?xì)淠茉串a(chǎn)業(yè)建設(shè)目標(biāo)。

值得注意的是，幾乎所有發(fā)布專門氫能產(chǎn)業(yè)政策的省市都把氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向和重點放在了燃料電池汽車及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方面，盡管氫能發(fā)展目前在全球范圍受到高度重視的關(guān)鍵不在于陸地交通，而是因為氫能在一些“脫碳”難度大的工業(yè)部門所體現(xiàn)出的獨特優(yōu)勢。

從主要省市的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃所制定的目標(biāo)，可以清晰地看出，燃料電池汽車及其產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)歉鞯匕l(fā)展氫能的主要，甚至是唯一選擇。表2中列舉的13個省市自治區(qū)中，除了寧夏以外，其余省市自治區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃都具體化為氫燃料電池車汽車的生產(chǎn)或推廣目標(biāo)，其中還有兩個?。ㄉ綎|和浙江）規(guī)劃了氫燃料電池發(fā)動機產(chǎn)能目標(biāo)。對于氫能在其他領(lǐng)域的應(yīng)用則沒有涉及。

表1  主要省市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)

資料來源：產(chǎn)業(yè)前瞻研究院

二、我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展當(dāng)前存在的問題

在我國當(dāng)前的氫能利用的技術(shù)、材料和設(shè)備制造水平下，各地紛紛大規(guī)模鼓勵氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策已經(jīng)初步帶來了一些不利的影響，突出的問題有三個。

1. 我國制氫原料以化石能源為主導(dǎo)，CO2排放量壓力大

中國是世界第一產(chǎn)氫大國，2020年全國氫氣產(chǎn)量約2500萬噸。這些氫氣基本是作為工業(yè)原料，作為能源使用的“氫”微乎其微。從制氫的原料及方式看，我國和全球一樣，基本是化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)品提純制氫。如表2所示，我國化石能源制氫包括煤制氫、天然氣重整制氫和石油制氫，三種制氫原料及技術(shù)路線產(chǎn)量占比分別為43%、16%和13%；工業(yè)副產(chǎn)提出制氫主要是焦?fàn)t煤氣和氯堿尾氣制氫，其產(chǎn)量占28%。電解水制氫和其他制氫方式占比微乎其微。

在氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的大背景下，化石能源制氫必須要考慮其產(chǎn)生的大量二氧化碳排放問題。根據(jù)我國不同技術(shù)路線制氫的產(chǎn)量占比及其碳排放數(shù)據(jù)，按照2020年我國氫氣產(chǎn)量2500萬噸計算，2020年我國煤制氫的產(chǎn)量為1075萬噸，按照每公斤氫氣排放20公斤二氧化碳計算，其二氧化碳年排放量為2.15億噸；天然氣重整制氫產(chǎn)量為400萬噸，排放二氧化碳為4000萬噸；石油制氫產(chǎn)量325萬噸，排放二氧化碳3250萬噸；工業(yè)副產(chǎn)提純制氫700萬噸，排放二氧化碳3500萬噸。2020年化石能源制氫合計排放二氧化碳3.225億噸，大致占我國工業(yè)過程排放二氧化碳量的24.8%。因此，在“綠氫”不具備真正的成本競爭力之前，大規(guī)模推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將導(dǎo)致“灰氫”規(guī)模快速擴展和二氧化碳排放量的快速增加，不利于我國“雙碳”工作推進(jìn)。

表2 我國制氫原料來源與二氧化碳排放

資料來源：清華大學(xué)、作者計算

2.地方過快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致低水平重復(fù)投資

從全球看，歐盟主要國家、美國、日本、韓國等國都發(fā)布了“氫能發(fā)展戰(zhàn)略”或“路線圖”，但在氫能開發(fā)方面，基本處于技術(shù)研發(fā)和項目示范階段，氫能開發(fā)利用技術(shù)總體上還不具備達(dá)到大規(guī)模商業(yè)推廣的條件。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國在燃料電池技術(shù)發(fā)展、氫能產(chǎn)業(yè)裝備制造等方面相對落后。關(guān)鍵零部件主要依靠進(jìn)口，燃料電池的關(guān)鍵材料包括催化劑、質(zhì)子交換膜以及炭紙等材料大都采用進(jìn)口材料；關(guān)鍵組件制備工藝亟需提升，膜電極、空壓機、雙極板、氫循環(huán)泵等和國外存在較大差距；氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于氫品質(zhì)、儲運、加氫站和安全標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容較少，難以滿足國際技術(shù)通則以系統(tǒng)為實驗對象的要求。另外，高精度氫氣品質(zhì)檢測和高靈敏度氫氣泄露等重要測試裝備欠缺，權(quán)威檢測認(rèn)證機構(gòu)仍未形成。從全球范圍氫能專利布局來看，大量核心專利掌握在美國、日本等國，我國尚未成為主導(dǎo)國際氫能發(fā)展的技術(shù)來源方。

因此，從技術(shù)研發(fā)實力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看，我國氫能產(chǎn)業(yè)2025年之前還不具備大規(guī)模商業(yè)化的條件，但目前各地氫能規(guī)劃和氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)已呈現(xiàn)過熱苗頭。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)規(guī)劃的省市，地級市以上有50多個，除大的省區(qū)以外，70%的省都提出要發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，規(guī)劃氫燃料電池電堆總產(chǎn)能已經(jīng)高達(dá)3000兆瓦，燃料電池汽車總產(chǎn)能超過10萬輛，規(guī)劃總投資超過2000億。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在自主創(chuàng)新能力不強、國產(chǎn)化率低、成本高等短板明顯的情況下，各地這種一哄而上大規(guī)模布局的做法，將導(dǎo)致氫能產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)和資源浪費、影響我國氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

3.我國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的應(yīng)用場景選擇過于單一

氫能具有廣泛的應(yīng)用場景，因而“綠氫”在一些難以脫碳的領(lǐng)域被寄予厚望。根據(jù)國際氫能委員會（Hydrogen Council）發(fā)布的《氫能洞察》指出，從總體擁有成本（TCO）看，在全球制氫、儲運、配送成本快速下降的趨勢下，氫能在各領(lǐng)域的應(yīng)用潛力將逐步凸顯，到2030年，氫能可在22種終端應(yīng)用中成為最具競爭力的減碳解決方案，包括煉油、化肥、商用車、長途卡車運輸、航運和氫冶煉等應(yīng)用領(lǐng)域。

然而，當(dāng)前我國各地氫能發(fā)展方向基本局限在燃料電池汽車領(lǐng)域，示范應(yīng)用主要集中在以公交車為主要應(yīng)用場景的交通領(lǐng)域，應(yīng)用場景單一，產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化突出。從能源低碳轉(zhuǎn)型的過程看，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展選擇場景集中在交通領(lǐng)域?qū)⒖赡軐?dǎo)致兩個問題：一是各地規(guī)劃的氫燃料電池汽車發(fā)展集中在乘用車，對于燃料電池技術(shù)路線更具優(yōu)勢的中重型卡車的示范運營很少真正開展。根據(jù)行業(yè)的看法，氫燃料電池汽車要到2025-2030年才具備產(chǎn)業(yè)化條件。而且，即使到時候真正具備了產(chǎn)業(yè)或條件，在不斷進(jìn)步的三元鋰電池和磷酸鐵鋰技術(shù)成本不斷降低的情況下，氫燃料電池車在中短途并無競爭優(yōu)勢。當(dāng)前大規(guī)模集中于這一領(lǐng)域的氫能投資可能會“打水漂”。二是一些脫碳真正困難、需要“氫能”領(lǐng)域，如化工、冶煉、軌道交通、航空航天、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等反而進(jìn)展緩慢，無法真正發(fā)揮氫能價值和潛力。

三、我國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略思路

氫能是一種高效、清潔、靈活、且應(yīng)用場景廣泛的能源載體，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對推動我國能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟“脫碳”意義重大。

1.在能源轉(zhuǎn)型趨勢下合理確定氫能在我國未來能源系統(tǒng)中地位

美國、歐盟和日本很早就都制定了氫能的國家戰(zhàn)略。這些氫能發(fā)展國家戰(zhàn)略不僅確立了近期、中期和遠(yuǎn)期的發(fā)展路線圖，而且還根據(jù)氫能的三個重要特點明確指出氫能未來發(fā)展的三個重要方向：一是氫能作為一種能源形式，在氫基交通和作為未來合成動力燃料基礎(chǔ)的應(yīng)用；二是氫能作為一種能量儲存器，它可以根據(jù)供給需求靈活地儲存可再生能源，并起到平衡供求關(guān)系的作用，從而使氫能作為能源轉(zhuǎn)型的一個重要基石；三是氫能作為不同能源行業(yè)耦合的一個重要媒介，在無法直接使用可再生能源電能的領(lǐng)域中，“綠氫”及其衍生產(chǎn)品是很多工業(yè)部門脫碳的重要途徑。

相比之下，我國從2019年開始在全國很多地方掀起了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮，各地氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃千篇一律把發(fā)展方向落在了氫能交通方面，而對氫能作為能量儲存器和不同能源行業(yè)耦合的介質(zhì)兩個特點的重要性缺乏足夠認(rèn)識。我們認(rèn)為，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在能源轉(zhuǎn)型趨勢下，合理確定氫能在我國未來能源系統(tǒng)中的地位和發(fā)展重點。

當(dāng)前的能源轉(zhuǎn)型是為應(yīng)對全球變暖而推動的，其完整的內(nèi)涵包括“一個目標(biāo)，兩個支柱”。“一個目標(biāo)”是大幅度降低人類活動排放的二氧化碳量，以減緩全球變暖；兩個支柱分別是：第一，提高能源效率和節(jié)能，降低化石能源消費總量，從而降低二氧化碳排放量。這在當(dāng)我國能源消費都是化石能源占主導(dǎo)地位的階段，對減少二氧化碳非常重要；第二，大力發(fā)展可再生能源替代化石能源，從而避免二氧化碳的排放；隨著一次能源消費中可再生能源比重快速提升，這一支柱將對碳減排起到越來越重要的作用。

可見，“脫碳”是當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的基本動因。為實現(xiàn)我國2060碳中和目標(biāo)，我國能源系統(tǒng)必須提前實現(xiàn)“零碳”。由于目前還不存在成熟的氫能利用場景，確定氫能在我國未來零碳能源的地位與作用，必須動態(tài)考慮其他零碳能源既有作用情況下來確定。氫能與其他可再生能源和技術(shù)路徑相比，盡管有很多“理論上”的優(yōu)勢，但由于其要在5-10年才具有應(yīng)用上的“經(jīng)濟性”，所以，在這5-10期間，如果其他“零碳或低碳”能源利用技術(shù)先于氫能獲得了技術(shù)和規(guī)模上的競爭優(yōu)勢，等到氫能在一些應(yīng)用場景具備產(chǎn)業(yè)化條件時，也沒有必要再出臺相應(yīng)的政策去推動氫能去替代既有的“零碳或低碳”能源及其利用技術(shù)。因為它們都符合能源轉(zhuǎn)型和碳中和的要求。

從這個角度看，“氫能”未來價值最大的的應(yīng)用場景不是公路交通，因為目前的純電動汽車技術(shù)不斷迭代，基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，相對氫燃料電池車來說具有越來越大的競爭優(yōu)勢。因此，氫能在我國未來能源系統(tǒng)中的地位和作用，不是在已經(jīng)具有成熟技術(shù)的交通領(lǐng)域大規(guī)模推廣，而是應(yīng)該是彌補現(xiàn)有低碳和零碳能源技術(shù)無法解決的問題和應(yīng)用場景。其中特別重要的是在提高能源系統(tǒng)的靈活性方面，氫能具有非常重要的優(yōu)勢（如電力系統(tǒng)中的電力供需的季節(jié)性調(diào)節(jié)），以及解決建筑和工業(yè)部門脫碳問題發(fā)揮獨特的作用。

2. 從我國能源產(chǎn)業(yè)實際出發(fā)選擇氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點

從“綠氫”角度看，氫能產(chǎn)業(yè)從制氫、儲氫和運輸各個環(huán)節(jié)的技術(shù)都還不具備產(chǎn)業(yè)化的條件。因此，各國從自己實際出發(fā)，尋找能夠帶動氫能產(chǎn)業(yè)某個環(huán)節(jié)的應(yīng)用場景，輔以政府扶持政策的推動，以市場規(guī)模擴張驅(qū)動氫能技術(shù)創(chuàng)新和迭代，因而帶動氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的良性互動。

歐洲從2000年開始就持續(xù)地在天然氣中“摻氫”應(yīng)用的可行性，將其作為推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“切入點”。這是因為，歐洲天然氣管網(wǎng)非常發(fā)達(dá)。天然氣通過管道進(jìn)入家庭民用，或者進(jìn)入燃?xì)廨啓C發(fā)電。在天然氣中摻入一定比例的“氫氣”能夠在不影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的情況下降低氮氧化物的排放。歐洲經(jīng)過多年示范，發(fā)現(xiàn)天然氣系統(tǒng)多數(shù)部件都能比較好的適應(yīng)添加10%的氫氣。不過，天然氣汽輪機適應(yīng)氫氣摻混需小于5%，經(jīng)過整改和調(diào)整的燃?xì)廨啓C能適應(yīng)的摻氫百分比為5%~10%。如果這些添加的“氫氣”都是來自綠電制取的，則天然氣“摻氫”這一應(yīng)用有利于推動綠氫制取技術(shù)的進(jìn)步和制取成本的下降，從而帶動整體氫氣產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降，有利于氫能在其他場景的應(yīng)用。

我國氫能發(fā)展應(yīng)借鑒歐洲的經(jīng)驗，選擇符合中國實際的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展切入點，主要包括兩個方面：

一是“天然氣摻氫”直接民用。我國西北地區(qū)太陽能和風(fēng)能資源非常豐富，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電度電成本較低?？梢钥紤]在西北部分有水資源的地區(qū)利用風(fēng)光電直接電解水制氫，以“摻氫”的方式通過西氣東輸天然氣管道輸送到沿途的家庭用于做飯取暖，可以為我國綠氫發(fā)展提供一個“啟動市場”，這樣可以避開當(dāng)前氫氣儲存與運輸成本高昂對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不利影響。

二是在鋼鐵領(lǐng)域推動氫還原鐵技術(shù)減碳。中國石油大學(xué)利用煤復(fù)產(chǎn)焦?fàn)t氣制氫還原鐵技術(shù)，能夠?qū)⑽覈鴩嶄摱趸寂欧帕繌哪壳坝邢喈?dāng)程度下降，同時具備商業(yè)盈利性。這一技術(shù)的示范項目已經(jīng)在山西落地，一旦成熟推廣，將極大奠定我國鋼鐵工業(yè)在低碳轉(zhuǎn)型中的競爭力。

3.構(gòu)建創(chuàng)新驅(qū)動的氫能產(chǎn)業(yè)政策框架

目前我國的促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方向過于狹窄，基本圍繞氫燃料電池汽車而展開，對氫能技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動作用有限。從氫能在我國未來能源系統(tǒng)中的地位和作用看，一個以創(chuàng)新驅(qū)動為導(dǎo)向的完整氫能產(chǎn)業(yè)政策框架至少應(yīng)該包括如下三個方面的體制改革和機制構(gòu)建：

一是基于傳統(tǒng)化石能源的生產(chǎn)、運輸和消費有關(guān)的能源市場化改革和監(jiān)管機制重構(gòu)。傳統(tǒng)化石能源市場體制與機制構(gòu)建及其完善是確保包括氫能在內(nèi)的“綠色能源”和碳市場效率的基礎(chǔ)制度條件，這一點在國內(nèi)相關(guān)討論中往往被忽略。傳統(tǒng)化石能源市場化改革和監(jiān)管機制重構(gòu)包括電力電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場及其監(jiān)管機制重構(gòu)，油氣體制市場化改革與監(jiān)管機制重構(gòu)，實現(xiàn)以行政干預(yù)為主導(dǎo)的能源體制和機制向以市場起決定作用的能源體制和機制轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)能源市場配置效率優(yōu)化。

二是建立和完善與氫能應(yīng)用場景相關(guān)的市場機制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與氫能應(yīng)用場景相關(guān)的市場機制比如與氫能作為能量儲存介質(zhì)在電力供需季節(jié)性調(diào)節(jié)有關(guān)的市場機制的構(gòu)建，這是發(fā)現(xiàn)氫能在這一“服務(wù)”市場的價值及其實現(xiàn)所必要的機制。與氫能相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則包括氫能制取、運輸和存儲方面的設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)等。

三是把碳的外部性內(nèi)部化的制度建設(shè)，包括碳減排交易市場及其相關(guān)制度和碳稅等。給化石能源利用排放的“碳”合理定價，使碳排放成本成為企業(yè)決策的重要因素，促進(jìn)包括“綠氫”在內(nèi)的可再生能源發(fā)展、低碳技術(shù)創(chuàng)新的最重要的制度安排。為了使重要的二氧化碳排放主體的碳排放成本內(nèi)部化，需要在逐步完善碳減排市場的同時，逐步將碳排放權(quán)交易的行業(yè)從電力行業(yè)擴大到鋼鐵、水泥、化工等，真正驅(qū)動這些企業(yè)從高碳向低碳轉(zhuǎn)型。比如，合理碳價會加快氫還原煉鐵技術(shù)落地，加快商業(yè)化進(jìn)程真正推動高碳鋼鐵工業(yè)向低碳鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)：

普華永道：《氫能源行業(yè)前景分析與洞察：借鑒歐洲經(jīng)驗，打造低碳?xì)浣?jīng)濟》，2021年研究報告

德國經(jīng)濟與能源部：《國家氫能戰(zhàn)略》（中文版），2020年6月

中國國際經(jīng)濟交流中心課題組：《中國氫能產(chǎn)業(yè)政策研究》，社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2020年1月。

羅佐縣，曹勇：《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景及其在中國的發(fā)展路徑研究》，《中外能源》2020年第25卷第2期。

凌文，劉瑋等：《中國氫能基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究》，《中國工程科學(xué)》2019年第21卷第3期。

曹勇：《中美氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與思考》，《石油石化綠色低碳》2019年第4卷第6期。

中國電動汽車百人會：《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2020》，2020年10月內(nèi)部報告。

張長令：國外氫能產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向、進(jìn)展及我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考，《中國發(fā)展觀察》，2020年Z1期。