最近，日本自然能源財團發(fā)布了一份報告《Re-examining Japan?s Hydrogen Strategy》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“報告”)，對日本的氫能發(fā)展戰略進(jìn)行了反思。

2017年，日本是全球首家制定氫能戰略的國家。然而五年后，日本的表現遠低于其當初設定的主要增長(cháng)目標。報告認為，日本氫能戰略?xún)?yōu)先考慮化石燃料衍生的灰色和藍色氫氣，忽略了綠色氫，并且忽視了可再生能源的發(fā)展。

中國工程院院士干勇告訴記者，這份報告的反思比較中肯。日本氫能戰略發(fā)展受阻是多方面因素綜合的結果，綠氫發(fā)展滯后是重要因素，還有其他的阻力也不能忽視。

干勇指出，總體上，我國的氫能發(fā)展與日本沒(méi)有太大區別，但在具體方向及應用上有所不同，尤其是對于綠氫的發(fā)展與應用，我國比日本更加重視。

北京格睿能源科技有限公司董事長(cháng)、總經(jīng)理，北京科技大學(xué)教授、博士生導師徐曉明認為，日本是氫能規劃的先行者，從日本的經(jīng)驗與教訓中總結經(jīng)驗，對我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有很好的借鑒意義。

01 日本的反思

2014年，日本政府發(fā)布了氫和燃料電池戰略路線(xiàn)圖，2016年該路線(xiàn)圖被修訂。很顯然，日本的氫能計劃比其他國家都早。然而，報告認為，日本的氫能計劃與2050年邁向碳中和的全球目標是否匹配，還需要進(jìn)一步評估。

2020年10月，日本官方宣布將在2050年實(shí)現碳中和。2021年4月，日本公布了2030年的溫室氣體排放量、排放目標。2021年10月，日本制定的第六個(gè)戰略能源計劃指出：日本將致力于“通過(guò)實(shí)現氫社會(huì )實(shí)現碳中和”，將“根據氫在時(shí)代中的作用，修訂基本氫戰略”。

報告認為，盡管日本是較早制定氫能戰略的國家，在這種戰略基礎上建立了一個(gè)較大規模的供應鏈，但氫能戰略沒(méi)有基于零碳社會(huì )制定，這導致日本的綠氫生產(chǎn)落后于歐洲、中國及其他國家。這種滯后，源于日本優(yōu)先注重灰氫、藍氫的發(fā)展，然而，大量進(jìn)口的灰氫、藍氫對于降低碳排放并沒(méi)有幫助。

另一方面，日本的氫能戰略對可再生能源重視不夠。歐洲在綠氫方面取得領(lǐng)先優(yōu)勢，重視可再生能源是一個(gè)重要原因，預計未來(lái)歐洲電力的70%來(lái)自于可再生能源，到2030年，歐洲的能源成本將不及日本的一半。

報告認為，日本氫能戰略的主要問(wèn)題表現在三個(gè)方面：一是應用場(chǎng)景;二是重視灰氫、藍氫;三是國內綠氫生產(chǎn)滯后。

應用場(chǎng)景上，報告指出，缺乏零碳手段的領(lǐng)域應該優(yōu)先采用氫能，可以采用其他高效和經(jīng)濟方法減少碳排放的領(lǐng)域則不應該采用氫能，例如，可直接使用再生能源的領(lǐng)域或者熱泵，這些領(lǐng)域都不應該采用氫能。

還有一個(gè)重要場(chǎng)景不適合氫能，那就是乘用車(chē)，在這個(gè)領(lǐng)域，電動(dòng)汽車(chē)與混動(dòng)汽車(chē)有較強的競爭力。日本的氫能戰略把燃料電池乘用車(chē)作為焦點(diǎn)之一，盡管后來(lái)的路線(xiàn)圖有所修改，但燃料電池乘用車(chē)仍然扮演核心角色。

報告認為，2017年的氫能戰略更像是一個(gè)燃料電池戰略，核心內容是促進(jìn)住宅燃料電池系統，燃料電池汽車(chē)(FCV)，并強調加氫站建設。盡管氫能戰略中提及在氫能在發(fā)電和工業(yè)部門(mén)的應用，但是，80%應用場(chǎng)景是FCs和FCVs。

報告指出，氫能的應用范圍很廣，除了燃料電池之外，煉鋼、合成甲烷、可再生能源等領(lǐng)域都可以高效應用。

數據顯示，2012-2021年，日本每年用于氫能的預算為400億-700億日元，10年間花費超過(guò)4600億日元，2012年-2016年，FC、FCV和氫氣站的預算特別高，此后，日本氫能預算中約有50%也是用于FC、FCV和氫氣站，總體上，10年間，70%的預算費用花在了FC、FCV和氫氣站上。

日本政府曾設定了2030年500萬(wàn)個(gè)燃料電池用戶(hù)的目標，盡管有大量預算支持，但實(shí)際銷(xiāo)售依然低迷，2017年以來(lái)，每年僅售出4000-5000個(gè)單位，截止2021年總共售出43.3萬(wàn)個(gè)單位，照此趨勢，2030年大約有90萬(wàn)個(gè)用戶(hù)，不足目標的1/5。

FCV的情況也很糟糕，原計劃到2030年用戶(hù)達到8萬(wàn)個(gè)，自從2014年推出后，每年的銷(xiāo)量約為500-1500輛，截止2020年總數為5170輛，照此趨勢，2030年也超不過(guò)2萬(wàn)輛，大約是目標的1/4。

日本預計到2030年的氫氣需求將達到300萬(wàn)噸，目前，石油加工氫氣用量為200萬(wàn)噸，這意味著(zhù)需求增加了100萬(wàn)噸。屆時(shí)，大約20萬(wàn)噸氫氣可滿(mǎn)足80萬(wàn)輛FCV的使用。

日本最大的電力公司JERA正在推進(jìn)氫與天然氣共燃的發(fā)電項目，2023年開(kāi)始測試，但氫與氨用于發(fā)電是值得懷疑的，最大的問(wèn)題是氫、氨與煤的燃燒速度的兼容性。盡管氫與氨在燃燒過(guò)程中不產(chǎn)生CO2，但從化石燃料制造成氫與氨會(huì )產(chǎn)生CO2，這抵消了它的清潔優(yōu)勢。

報告在問(wèn)題總結中提到，與美國、中國、英國等國家的氫能戰略和政策相比，日本氫能戰略的最大問(wèn)題是政府為灰色和藍色的氫氣提供資助。

02 日本氫能戰略與中國的區別

記者多次參加行業(yè)會(huì )議，有專(zhuān)家在演講中提到，人類(lèi)的發(fā)展與能源變革息息相關(guān)，從木材到煤炭，再進(jìn)一步升級到石油，伴隨著(zhù)能源方式變化，工業(yè)發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的時(shí)代。石油是不可再生能源，并且有大量的碳排放。氫能以清潔、高效等優(yōu)良特性被許多專(zhuān)家看好，被看成未來(lái)能源的主要載體?；谶@樣的認識，日本在全球率先制定了國家級的氫能戰略。

徐曉明告訴記者，日本的氫能戰略目標是構建全球“氫能社會(huì )”，力求在全球范圍內打造日本主導的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。眾所周知，日本能源極度依賴(lài)海外進(jìn)口，加上日本政府對外宣布力爭在2050年實(shí)現碳中和。這迫使日本加快尋求安全替代能源的辦法，氫能試點(diǎn)不斷鋪開(kāi)，氫能社會(huì )戰略也應運而生。

我國是全球最大的能源消費國，但資源稟賦相對較差，石油、天然氣等能源短缺，對外依存度較高。從能源結構來(lái)看，我國過(guò)度依賴(lài)煤炭，能源困境顯而易見(jiàn)，需要一種高效清潔的替代能源進(jìn)行突破。

徐曉明告訴記者，雖然都重視氫能，但中日兩國的條件有很大差別。日本人口密度大、地域面積小，對氫能的運輸以及加氫站的建設都比較有利。中國煤炭產(chǎn)量高，資源優(yōu)勢十分豐厚，日?；さ裙I(yè)生產(chǎn)中會(huì )產(chǎn)生大量“灰氫”，數量十分龐大。

“日本氫能發(fā)展最大的問(wèn)題是角色定位問(wèn)題，日本把自己定位于氫能源的配套應用商，而不是生產(chǎn)者?！?徐曉明說(shuō)。

氫能戰略的順利實(shí)現需要解決兩個(gè)問(wèn)題，一是氫氣的生產(chǎn)，二是氫能源的配套建設。雖然日本起步早，但是遲遲未實(shí)現“綠氫”生產(chǎn)的技術(shù)突破，在氫能戰略的實(shí)施過(guò)程中將大部分投入用于氫能的配套設施建設和燃料電池的研發(fā)上。

在這種角色定位的思考下，日本優(yōu)先考慮“灰氫”的應用，“綠氫”的生產(chǎn)大幅落后歐洲和中國。徐曉明說(shuō)：“如果未來(lái)氫能源能夠取代石油，那么綠氫技術(shù)必須取得突破，不能長(cháng)期靠化石原料制氫，化石能源燃燒制氫的過(guò)程必然會(huì )造成能量的損耗，一味地依靠‘灰氫’絕不是氫能源發(fā)展的長(cháng)久之計?！?/p>

徐曉明強調，日本前期4600億日元的預算中，70%被用于燃料電池乘用車(chē)、加氫基礎設施和住宅燃料電池等方面，其氫能戰略也導致豐田、本田等日本汽車(chē)企業(yè)不愿將發(fā)展方向轉為新能源動(dòng)力電池，如果轉向則意味著(zhù)前期投入的氫能源配套設施的建設將毫無(wú)用武之地。

我國從實(shí)際情況出發(fā)，在汽車(chē)領(lǐng)域注重從商用入手發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，與日本注重乘用車(chē)有著(zhù)天壤之別。干勇院士告訴記者，在汽車(chē)領(lǐng)域能用電池的別用氫能，而在重卡等領(lǐng)域可以考慮氫能，一輛公交車(chē)的電池將近3噸，重卡運輸通常是跑長(cháng)途，如果用電池就太重了。

干勇院士還告訴記者，我國不僅注重氫能的應用，對綠氫生產(chǎn)也極為重視，海上、陸地風(fēng)電制氫，太陽(yáng)能光伏制氫等都擁有自己的核心技術(shù)，并且有一定的規模。日本氫能發(fā)展與中國還有一個(gè)很大的不同，日本在氫能戰略實(shí)施過(guò)程中，某些阻力難以克服，而我國氫能發(fā)展是全國一盤(pán)棋，局部利益服從全國大局，比如，風(fēng)光電對電網(wǎng)有一定的危害，我國電力部門(mén)積極想辦法解決問(wèn)題，全國電網(wǎng)每年都會(huì )吸納一定數量的風(fēng)光電。

03 我國氫能產(chǎn)業(yè)取得一定成效

我國對氫能產(chǎn)業(yè)極為重視，經(jīng)過(guò)大家的共同努力取得了一定了成效。

據《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》的數據顯示，我國氫氣產(chǎn)能約為每年4.1×107噸，產(chǎn)量每年約為3.342×107噸，2021年氫能產(chǎn)量超過(guò)了3300萬(wàn)噸。近五年來(lái)，我國氫能相關(guān)企業(yè)的注冊數量快速增長(cháng)，累計已超2000家，在交通領(lǐng)域，超10000輛以氫燃料電池為動(dòng)力的車(chē)輛處在示范運營(yíng)階段，我國已成為全球最大的產(chǎn)氫國和燃料電池商用車(chē)市場(chǎng)。預計到2025年，氫能產(chǎn)業(yè)累計產(chǎn)值將接近萬(wàn)億元。

徐曉明告訴記者，我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與國家大力支持分不開(kāi)。2019年3月，我國第一次將氫能發(fā)展納入政府工作報告中;2021年氫能被正式寫(xiě)入“十四五”規劃中，各級政府密集出臺鼓勵政策，補貼力度進(jìn)一步加大;2022年3月，國家發(fā)展和改革委員會(huì )、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》，對氫能在未來(lái)國家能源體系的重要地位給予肯定。 “十四五”期間，我國將實(shí)施氫能產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批氫能產(chǎn)業(yè)。在國家政策的指導下，多省份出臺氫能發(fā)展指導文件，大型能源企業(yè)開(kāi)始入局，氫能基礎設施領(lǐng)域投資爆發(fā)式增長(cháng)，區域產(chǎn)業(yè)集聚效應也初步顯現。

示范推廣是我國長(cháng)期實(shí)行的有效方式之一，氫能發(fā)展也不例外，燃料電池車(chē)的示范推廣工程行之有效。全國五大示范城市群的工作值得贊賞。京津冀示范城市群2022年累計推廣燃料電池汽車(chē)數量為1197輛，完成了4年示范期推廣總任務(wù)5300輛的22.58%，完成率居五大示范城市群之首，上海城市群完成了20.74%，河南城市群完成了17.6%。

目前超過(guò)三分之一的央企已經(jīng)在加快布局氫能產(chǎn)業(yè)，涉足氫能產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節，包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)鏈條或環(huán)節，尤其是重點(diǎn)布局制約中國氫能全產(chǎn)業(yè)鏈健全和發(fā)展的關(guān)鍵材料、核心技術(shù)和核心設備等技術(shù)“瓶頸”。

04 日本的反思 我們的啟示

成本是衡量商業(yè)化前景的重要指標之一，目前，綠氫的成本仍然是一個(gè)攔路虎。

從制氫環(huán)節看，電解氫氣的成本仍然缺乏商業(yè)競爭力，目前的油價(jià)遠低于使用綠氫價(jià)格;從儲氫環(huán)節看，氫氣密度非常小，這使得氫的運輸和儲存成本凸顯，能量密度和運輸成本之間的平衡關(guān)系尚未能夠有效解決;從用氫環(huán)節看，氫氣比傳統的化石燃料更難控制，加氫站、輸氫管道的建設成本居高不下，導致綠氫在產(chǎn)業(yè)落地過(guò)程中面臨技術(shù)、成本和基礎設施等方面的阻礙。

徐曉明認為，目前我國缺少足夠的燃料電池產(chǎn)業(yè)人才，也很少有高校提供相關(guān)課程。將氫廣泛引入社會(huì )將需要新的措施和技能，包括安全性、材料處理、消防預警和災害管理等，加氫站的維護、運營(yíng)需要熟練的技術(shù)人員進(jìn)行操控，制氫、儲氫、加氫和燃料電池等關(guān)鍵裝置和設備的研發(fā)、生產(chǎn)與測試需要大量的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，氫能專(zhuān)業(yè)人才的欠缺，會(huì )阻礙我國氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

徐曉明強調，氫能社會(huì )涵蓋了制氫、儲氫、運氫和氫能利用及基礎設施建設等氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，僅靠一國市場(chǎng)不足以支撐大規模產(chǎn)業(yè)化的氫能發(fā)展。我國在把握好國內市場(chǎng)有序健康發(fā)展的基礎上，還需促進(jìn)各國在氫能領(lǐng)域開(kāi)展深層次的合作，共生共享，互利互惠。