國際氫能與燃料電池展獲悉，隨著(zhù)應對全球氣候變化形成普遍共識，主要國家陸續提出碳中和規劃，進(jìn)一步提高氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標，未來(lái)綠氫的市場(chǎng)需求將顯著(zhù)增長(cháng)。目前，氫能大規模產(chǎn)業(yè)化應用仍需克服四大挑戰，即完善氫能的行業(yè)標準規范、形成“制儲輸用”完整產(chǎn)業(yè)鏈、構建長(cháng)距離低成本的氫能運輸體系和降低綠氫的生產(chǎn)成本。

未來(lái)需要在氫能“能源屬性”上形成共識，其中，建立健全適宜的行業(yè)監管體系，是進(jìn)行氫能轉型的前提條件;研發(fā)高效低成本的綠氫制備技術(shù)，推動(dòng)“電—氫”耦合，是提高氫能市場(chǎng)需求的關(guān)鍵途徑;培育多元化氫能儲運網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現長(cháng)距離長(cháng)時(shí)間氫能儲運，是連接氫能產(chǎn)業(yè)鏈的必由之路;打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈綜合示范區，配套氫能產(chǎn)業(yè)政策，是拓展氫能應用場(chǎng)景，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新突破，加速氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化的有效手段。

氫能成為全球競爭新賽道

氫能是來(lái)源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源。在全球碳中和潮流下，氫能受到各國高度重視，有望很快成為實(shí)現能源低碳轉型的重要載體。

目前，全球每年氫能需求量約9400萬(wàn)噸，主要用于煉化和工業(yè)領(lǐng)域。隨著(zhù)氫能應用場(chǎng)景的持續拓展，將極大帶動(dòng)氫能的市場(chǎng)規模，預計氫能市場(chǎng)規模將得到顯著(zhù)擴大。根據國際能源署(IEA)預測，到2030年，全球氫能需求量將達到1.5億噸，并在2060年突破4億噸，其中，2030年之后的新增供給將主要來(lái)自綠氫。

為了實(shí)現碳中和目標和能源低碳轉型，世界主要經(jīng)濟體陸續出臺或更新氫能發(fā)展戰略，提升了氫能和綠氫的發(fā)展目標。例如，德國政府更新氫能戰略目標，計劃于2030年之前在氫能技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈上取得全球領(lǐng)先，且電解水制氫規模達到10吉瓦(相當于1000萬(wàn)千瓦);美國則將2040年、2050年的綠氫生產(chǎn)目標分別提高到2000萬(wàn)噸和5000萬(wàn)噸;日本規劃氫和氨的供應量在2040年、2050年分別達到1200萬(wàn)噸和2000萬(wàn)噸;韓國政府宣布投入2.4億韓元(約合1.93億美元)的資金支持6個(gè)氫能城市建設。

在我國碳達峰碳中和戰略部署中，氫能已作為深入推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命，構建清潔低碳、安全高效能源體系的重要領(lǐng)域。2022年3月，國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》。全球氫能賽道已初步形成，未來(lái)發(fā)展可能超過(guò)現有戰略預期。對此，我國應著(zhù)眼全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大趨勢，找準切入點(diǎn)，力爭復制電動(dòng)汽車(chē)、動(dòng)力電池的成功案例。氫能發(fā)展是我國實(shí)現“雙碳”目標的重要途徑之一，氫能在發(fā)電側、電網(wǎng)側和負荷側均有廣泛的應用場(chǎng)景，是中國新型電力系統建設的優(yōu)質(zhì)介質(zhì)。隨著(zhù)能源消費模式的轉變，氫能在未來(lái)的能源結構中將占據重要位置。

我國氫能發(fā)展面臨的主要挑戰

1.氫能的“能源屬性”與“行業(yè)標準規范”有待進(jìn)一步完善。

氫能兼具“清潔能源”與“?；贰钡碾p重屬性，在做好氫能安全管理的基礎上，需要明確氫氣的能源屬性并加快制定氫能的行業(yè)標準和技術(shù)規范。近年來(lái)，我國加快了氫能發(fā)展戰略部署。2022年3月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》明確了氫能在中國的能源屬性，但針對氫能產(chǎn)業(yè)鏈安全監管體系缺乏統一認知，特別是對氫能的能源屬性理解不足，導致在落實(shí)氫能項目時(shí)安全監管機構職責不夠明確，跨部門(mén)、跨領(lǐng)域缺乏協(xié)作協(xié)調。

2.氫能產(chǎn)業(yè)鏈體系尚不完備。

制氫、儲氫、運氫及應用尚未形成完備高效的產(chǎn)業(yè)鏈。在產(chǎn)業(yè)上游，我國灰氫技術(shù)成熟、成本低，但化石能源緊缺，加之排放量高、雜質(zhì)多需要提純，或將逐步被可再生能源制氫(綠氫)技術(shù)所取代。不過(guò)，目前，我國利用清潔能源制氫的效率偏低，還沒(méi)有到大規模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)階段。在產(chǎn)業(yè)中游，國內車(chē)載高壓儲氫以及運氫方面均比較薄弱，基礎設施缺口較大，加氫站數量少且儲氫量小。在產(chǎn)業(yè)下游，氫能當前的應用范圍比較窄，主要以燃料電池形式應用于交通領(lǐng)域，且技術(shù)瓶頸導致成本較高，燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化應用推廣仍存在一定難度。

3.長(cháng)距離、大規模、低成本的氫能儲運系統仍有待突破。

氫能的資源與需求在空間分布上不匹配，且目前氫能長(cháng)距離長(cháng)時(shí)間儲運技術(shù)不夠成熟、成本較高，制約了氫能的大規模生產(chǎn)與消納。我國綠氫上游生產(chǎn)多集中在華北、西北、東北等可再生能源較為豐富的地區，而下游需求多分布在華東、華南等經(jīng)濟發(fā)達地區，需要依靠長(cháng)距離儲運技術(shù)以實(shí)現氫能跨區域統籌利用。綠氫在我國空間維度上的錯配問(wèn)題及新能源制氫的波動(dòng)性問(wèn)題，對氫能跨區域、跨時(shí)間儲運提出了更高要求，氫儲運供應鏈產(chǎn)業(yè)化水平有待提高。

4.較高的綠氫生產(chǎn)成本制約上下游產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競爭力。

綠氫制氫和用氫場(chǎng)景的技術(shù)經(jīng)濟性較差。目前，氫燃料汽車(chē)加注綠氫成本在50-60元/公斤?？稍偕茉粗茪涞某杀靖?，導致綠氫產(chǎn)業(yè)鏈整體成本居高不下，綠氫及其下游產(chǎn)品的價(jià)格遠高于同類(lèi)型傳統產(chǎn)品，市場(chǎng)競爭力不足，嚴重制約了綠氫的應用和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

綠氫要實(shí)現大規模低成本生產(chǎn)需要從系統設計、多電解槽運行管理、材料可靠性等方面進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步降低綠氫制備系統總成本，提高制氫效率。同時(shí)，還需要進(jìn)一步發(fā)展“風(fēng)光儲氫”耦合技術(shù)來(lái)提高可再生能源電力的消納，推動(dòng)“電—氫能”系統在滿(mǎn)足生產(chǎn)目標條件下，實(shí)現最優(yōu)化運行。另外，還要重視培育氫能應用場(chǎng)景，如氫能特種車(chē)輛、港口物流車(chē)、重型卡車(chē)、公交車(chē)等，以解決部分試點(diǎn)城市規劃難以落實(shí)的困境。

對我國未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)政策的建議

1.加快標準體系建設，強化有效監管。

參考國際氫能技術(shù)發(fā)展方向，結合我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，明確各種類(lèi)型氫能的定義范圍，制定符合國家戰略和行業(yè)特色的安全標準。同時(shí)，適度前瞻地制定管理制度，管控氫能產(chǎn)業(yè)鏈的安全風(fēng)險，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展。

盡快明確氫能的行業(yè)主管部門(mén)，由其牽頭各相關(guān)部門(mén)，建立統籌協(xié)調機制，建立完善的氫能基礎設施審批、建設、驗收流程。以統籌氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展與全鏈條安全為抓手，盡快建立健全氫能監管制度和監管職能，加強監管能力建設，強化對制、儲、運、加、用等全產(chǎn)業(yè)鏈重大安全風(fēng)險的預防和管控，建立安全事故防范機制、安全應急響應機制，提升全過(guò)程安全管理水平。

2.研發(fā)高效低成本的電解水制氫技術(shù)和裝備，推動(dòng)“電—氫”耦合。

發(fā)展氫能已成為能源綠色轉型和實(shí)現低碳發(fā)展的必然選擇，綠氫關(guān)鍵技術(shù)的突破與成本降低是促進(jìn)氫能需求增長(cháng)的關(guān)鍵因素。一方面，要加快研發(fā)基于“電—氫”耦合的“水風(fēng)光儲氫”一體化系統，突破可再生能源發(fā)展的瓶頸，提高其消納比例，滿(mǎn)足規?；?、長(cháng)周期儲能需求;另一方面，“水風(fēng)光”互補平穩地出力能保證制氫系統處于最佳工況下運轉。同時(shí)，推動(dòng)大規模氫儲能在能量轉化效率、安全問(wèn)題和核心技術(shù)上盡快得到突破。比如，PEM電解槽未來(lái)要降低貴金屬用量、提高使用壽命和波動(dòng)適應性。

3.培育多元化氫能儲運網(wǎng)絡(luò )，連接氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈。

大規模氫能儲運網(wǎng)絡(luò )體系，是實(shí)現長(cháng)距離輸氫和長(cháng)時(shí)間儲氫、連接氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈、推動(dòng)氫能生產(chǎn)和消費、促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎。儲氫有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)等方式，三種技術(shù)在儲氫密度、成本和效率上各有利弊。要加強技術(shù)創(chuàng )新，繼續提高氣態(tài)儲氫密度，降低低溫液態(tài)儲氫能耗和成本，提高固態(tài)儲氫密度、降低成本和吸放氫溫度，降低有機液體儲氫成本、簡(jiǎn)化操作和反應條件。

目前，氫能儲運方式主要以高壓氣態(tài)儲氫為主，中長(cháng)期要發(fā)展液態(tài)儲氫，固態(tài)儲氫目前應用較少，未來(lái)在成本和能源效率上獲得突破后，也將成為一種有效的儲氫方式。目前，國內在等離子體方法制備納米結構鎂基儲氫合金、金屬氫化物水解制氫、N-乙基咔(NEC)有機液體儲氫方面已取得原創(chuàng )性成果，應用前景可觀(guān)。

4.打造氫能全產(chǎn)業(yè)鏈綜合示范區，拓展應用場(chǎng)景。

發(fā)展“海上風(fēng)電+氫能”全產(chǎn)業(yè)鏈綜合示范項目，是以用促產(chǎn)，豐富氫能應用場(chǎng)景，激勵氫能技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng )新突破，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同進(jìn)步的重要舉措，也是加速氫能商業(yè)化的有效手段。

建議將海南省打造為“清潔能源島”，建設氫能全產(chǎn)業(yè)鏈綜合示范區，可加快氫能項目招商引資，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)加速集聚，幫助氫能企業(yè)做大做強，增強創(chuàng )新動(dòng)力，突破綠色氫能“卡脖子”技術(shù)和關(guān)鍵設備，拓展應用場(chǎng)景，加速氫能在海南省乃至全國大規模產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化進(jìn)程。

(作者系國務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所氣候政策研究室主任、研究員)

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