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歐美日韓正以空前力度推進氫能發展，中國政府的氫能發展整體規劃也呼之欲出，但中歐的氫能發展路徑將迥異。
《財經》記者從多個信源獲悉，中國政府已把氫定位為新的能源品種，將大力推進氫能發展，由多個部委參與的中國氫能發展整體規劃正在制定之中。
「中國氫能產業頂層設計呼之欲出。」國際氫能協會副主席、清華大學教授毛宗強對《財經》記者說，由於既有利益格局較為龐雜，船大難掉頭，所以氫能的整體規劃制定一定要謹慎，步伐不宜太快。
氫能被視為21世紀的終極能源，歐美日韓正以空前力度推進氫能發展，中國作為全球最大的制氫國，如何舉措全球矚目。
全球以及中國的氫能發展規劃均著眼於提高氫能消費量，並逐步將制氫渠道由化石能源為主轉變為以可再生能源為主。中國2018年氫氣產量約2100萬噸，占全球總產量的比例超過30％。目前全球氫氣產量裡，90％以上來源於煤炭、天然氣等化石能源制氫。
歐盟的氫能發展規劃提出要大力發展可再生能源制氫（綠氫），在2030年－2050年實現可再生能源制氫的大規模商業化。多位氫能權威人士認為，中國將走與歐盟不同的路徑，可再生能源制氫是長遠發展方向，中期內中國仍將以化石能源制氫為主，並配以碳捕集相幹設施。
在中國氫能產業發展規劃發布之前，已有30多個省市級的氫能發展規劃出臺。多位接受《財經》記者採訪的業內人士認為，地方氫能發展規劃勢頭過熱，要警惕重復浪費，避免低效發展。
哈佛大學肯尼迪學院今年7月發布的研報《中國的氫經濟來了嗎？改變遊戲規則的機會》認為，如果中國能夠將其制造業和政策力量投入到氫能事業中，這將真正改變遊戲規則，在全世界產生連鎖效應。
中國側重化石能源制氫
氫氣曾長期被視為一種工業氣體，近兩年氫氣才開始被更多地看成能源產品，中國政府也從2019年開始提高了對氫能的重視。2019年，氫燃料電池首次被納入《政府工作報告》；2020年，氫能被納入《能源法》征求意見稿。但氫能產業發展的頂層規劃至今未出臺。
多個發達國家以及歐盟均已發布了氫能發展頂層設計。新冠疫情暴發以來，德國等國將氫能視為振興經濟的重要手段，刺激中國加快出臺氫能產業頂層設計。
據《財經》記者了解，中國政府早在新冠疫情暴發之前，就著手制定氫能發展頂層設計，由多部委參與。
不願具名的業內人士對《財經》記者說，中國氫能發展的整體戰略規劃預計將覆蓋氫能全產業鏈，對制、儲、運、用各個環節作出規劃。「但即使發布頂層設計，中國氫能發展也不可能一揮而就。針對下遊市場的補貼政策對支持氫能發展更實際。」
氫能頂層設計的意義更多在於將全產業鏈、全國的資源形成合力。氫能產業鏈包括上遊制氫、中遊儲運氫，以及下遊的氫燃料電池車和加氫站等。中國氫能產業鏈多個環節與國際先進水平存在技術差距，例如，國產車載儲氫罐目前還不能完全工程化，相幹設備需要進口；技術難度相對較低的加氫機，目前也主要依賴進口。
中國工程院院士、中國工程院原副院長幹勇7月24日在中石化集團舉辦的氫能發展戰略研討會上表示，全球氫能競爭中中國還沒有占據優勢，核心材料、零部件、裝備重大工程等方面存在不少問題。如果粵港澳、長三角、京津冀等形成全國一盤棋，就可以達到效率高、成本低的效果，否則氫能產業很難成氣候。
制氫路徑是各國氫能頂層設計裡首要考慮的因素。歐盟激進反對化石能源制氫，目標是大幅降低可再生能源制氫成本，到2030年以後實現綠氫大規模商業化應用。中國則謹慎對待可再生能源制氫，化石能源制氫在中短期內仍將是主流路徑。
萬聯證券研究所2020年1月發布的報告顯示，中國的氫能源結構裡，煤制氫占比62％，天然氣制氫占19％，可再生能源電解水制氫僅占1％。
中國工程院院士、中國礦業大學教授彭蘇萍認為，2025年之前，化石能源制氫將是中國最主要的制氫路徑。2050年以後，隨著可再生能源的發展，化石能源制氫就將退居次席。也就是說，化石能源制氫+CCUS（碳捕獲、利用與封存技術）是中國氫能產業近20年裡首要考慮的路徑，有的地方可以因地制宜，比如海南。
國際咨詢公司埃信華邁（IHS Markit）天然氣研究與分析高級總監楊珍妮對《財經》記者表示，歐洲具有大力發展綠氫的條件，德國是全球電解制氫領域的領導者，其電解水制氫裝機容量占全球的45％，歐洲其他地區則擁有另外的28％。而且歐盟擁有密集的電力和天然氣基礎設施等有利條件，這使其他國家無法直接復制歐盟的制氫路線。
在中國的國家中長期科技規劃裡，氫能戰略於2003年首次出現。當時爭議較大，業界認為氫能不具有現實意義，「十二五」和「十三五」期間，氫燃料電池獲得重點支持。
中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高在上述氫能發展戰略研討會上表示，氫能產業在過去20年都很受重視，現在正在醞釀「十四五」氫能支持政策，燃料電池仍是氫能發展重點，有可能還會單獨出一項氫燃料電池的支持政策。
各地掀起氫能熱潮
在中國氫能產業頂層設計發布之前，地方政府已經對氫能產業熱情高漲，氫能扶持政策紛紛出臺。
據《財經》記者不完全統計，自2018年1月武漢市出臺首例《氫能產業發展規劃方案》以來，蘇州、佛山、長治、六安、白城、濰坊、張家口等近40個城市先後出臺氫能產業發展規劃與支持政策，規劃的氫燃料電池電堆總產能超過3000兆瓦，燃料電池汽車產能總計超過10萬輛。
「地方政府的積極性非常高。有的是沒有趕上動力電池的發展紅利，想在新領域獲得突破。有的是取得了動力電池發展成果，也想在氫能領域有所收獲。」一位氫燃料電池企業負責人向《財經》記者表示。
氫能產業的資本投資也呈現升溫趨勢。氫雲鏈數據顯示，2020年1月－7月，中國氫能產業名義總投資超過1300億元，同比增長超30％，其中有5個項目投資達到百億級別，2019年同期僅有兩起。
目前，中國已形成以北上廣為中心的京津冀、長三角、珠三角三大氫能產業集群，並逐步向周圍地區輻射。
「受制於核心技術，很多地方大規模搞氫能產業園並不合適。」清華大學汽車工程系副研究員邱斌告訴《財經》記者，在現有的技術條件下，做一些小規模或適中規模的示范項目更為可行。
氫能產業受地理區位的限制很大，既要臨近氫源地降低物流儲運成本，又要有相當規模的市場使其具有匹敵其他能源的性價比。
在眾多地方氫能試點項目中，京津冀地區依托地理區位，走在全國前列。借助被確定為全國第一個再生能源示范區和「2022年冬奧會」舉辦的東風，張家口全面布局氫能產業，打造包括可再生能源制氫、氫燃料電池生產、氫燃料電池汽車應用於一體的全國首個全產業鏈氫能源生產應用基地。張家口計劃到2021年，實現氫能及相幹產業累計產值60億元，到2035年達到1700億元。
北京市經信局也在9月8日發布《北京市氫燃料電池汽車產業發展規劃（2020－2025年）》，提出2025年前，培育5家－10家具有國際影響力的氫燃料電池汽車產業鏈龍頭企業，力爭實現氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛，氫燃料電池汽車全產業鏈累計產值突破240億元。同日，大興國際氫能示范區揭牌。
「氫能是一個非常考驗地方財政實力的產業，一旦開始補貼，就要做好長期打算，充分考量風險。」中國國際經濟交流中心資訊部副部長景春梅提醒說，「發展氫能不能像之前一樣運動式地一哄而上，然後造成產能過剩和產業趨同，最後留下一堆爛尾工程。」
氫能補貼爭議
市場需求是推進氫能產業快速發展最有效的手段。各國對氫能下遊市場均給予補貼，中國也不例外，但如何進行補貼，業界存在爭議。
毛宗強表示，從現有的產業格局和未來的技術發展來看，氫能的終端利用應該在三個領域平分產量，即交通、化學工業和儲能發電。各領域的發展不可能同時前進，交通領域的氫燃料電池應該是現階段的補貼重點。
燃料電池是指通過化學反應將富氫燃料轉化為電能，可作為汽車內燃機的替代品。氫燃料電池目前主要有兩種類型：質子交換膜電池和固體氧化物燃料電池。
質子交換膜電池啟動較快，工作溫度一般在100攝氏度以下，是中國目前使用最廣的車載氫燃料電池。固體氧化物電池工作溫度一般在700攝氏度左右，轉化效率相對較高，一般由重型卡車使用。
在財政部以及各地方政府出臺的氫能發展補貼政策裡，主要針對氫燃料電池車、加氫站等對象給予補貼，例如，佛山對加氫站建設補貼力度最高達到800萬元，並對每消費一公斤氫氣補貼20元。這推進了中國氫燃料電池車輛和加氫站數量的快速增長。
目前，中國已有6000多輛氫燃料電池商用車在運行，主要是大型巴士和各種特種車。加氫站數量在2016年以後快速增加。截至今年7月，中國累計建成加氫站76座，投入運營的有52座。其中廣東省擁有量最大，有15座運營，17座在建。
毛宗強認為，氫燃料電池車輛數量增多，並不代表氫燃料電池技術在提高。2008年北京奧運會、2010年上海世博會等活動期間使用的氫燃料電池車輛，會後即閒置。地方政府現在都在積極推廣氫燃料電池車輛，毛宗強擔心很多車輛最後又會爛尾，他建議各地加強對氫燃料電池技術本身的支持，而不是追求氫燃料電池車的數量。
中電豐業技術開發公司總經理王德軍對《財經》記者說，歐美對氫燃料電池的扶持政策往往是直接給予項目補貼，而中國目前只是對用在車輛上的氫燃料電池給予補貼。雖然這跟國情有關，目的是為了鼓勵技術的進步和突破，但弊端也顯而易見，容易像電動車一樣出現造車騙補的現象。
中國氫能聯盟發布的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》指出，預計2020年至2025年間，中國氫能產業產值將達到1萬億元，氫能源車數量達到5萬輛，加氫站數量200座；2026年至2035年產值達到5萬億元，加氫站數量1500座，實現燃料電池車1500萬輛。
在增長前景看好的預期下，中國氫燃料電池產能激增。專註氫能源的第一元素網總編輯王高峰認為，氫燃料電池行業已經嚴重過剩。目前全國的需求僅為3000多塊/年，而國鴻氫能一家企業的產能就有2萬塊，各大廠家的總產能已高達15萬塊。盡管生產企業目前基本都沒有賺錢，但產能擴張仍在繼續。
景春梅表示，像電動車一樣大水漫灌式的補貼不會再在氫燃料汽車產業出現。目前的政策方向是讓市場自然發展，優勝劣汰。
歐盟為了實現2050年碳中和的目標，計劃將氫能更多地使用在化學工業、發電，以及建築供暖等諸多領域，對燃料電池車的直接補貼不多。王德軍表示，氫氣在非交通能源領域的應用是未來的最大市場，比如可再生能源儲能熱電聯供、天然氣摻氫、冶煉低碳鋼等。如果生產和儲運氫的成本不能大幅下降，交通領域的氫使用量很難快速提高。歐洲人認為，降低可再生能源制氫成本是首要任務，因此歐盟的補貼相當一部分給了綠氫項目。
毛宗強則認為，歐盟不把氫燃料電池車作為最重要的發展領域，主要還是因為目前歐盟的氫燃料電池車成本太高。氫燃料電池車的快速推廣，除了需要降低車輛本身的成本，還需要更大的投資建設加氫站、儲運管道等基礎設施。德國從1993年就開始研制氫燃料車，但汽柴油車輛的替代成本一直高企，歐盟不得不逐漸降低對這一領域的關註。
綠氫在中國的前景
人類能源利用史是一個逐漸減碳的過程，從木材、煤炭、石油、天然氣到氫能。只有零碳排放的可再生能源電解水制氫，被認為是21世紀的終極能源，化石能源制氫將逐漸退出歷史舞臺。
電解水制氫是指在電解質水溶液中通入電流後產生氫氣，其技術路線主要分三種：堿性水電解槽制氫、質子交換膜水電解槽制氫和固體氧化物水電解槽制氫。其中，成本最低、技術最成熟的是堿性水電解槽制氫；質子交換膜水電解槽制氫性能更好，但成本偏高；其他的則仍處於實驗室研發狀態。
中國實現綠氫的大規模商業化開發需要具備兩個因素：可再生能源發電成本的下降，以及電解水制氫設備的技術進步。
以目前的技術和電價水平計算，50度電生產1公斤氫氣，電價占整個電解水制氫成本的比重超過85％。不過，可再生能源發電的成本正在快速下降，中國光伏發電和風力發電即將進入平價時代，預計到2030年前，光伏和風電的成本還將下降一半。有的地區比如四川、廣東還出臺了對可再生能源制氫的電價支持政策，最高電價限制在其他工業用電價格的50％以下。
在部分地區可再生能源發電不能並網的情況下，業內認為，利用棄風棄光棄水制氫是個突破口。據歐陽明高測算，10％的棄電可以滿足2025年燃料電池車用氫需求，50％的棄電可以滿足2035年燃料電池汽車的全部用氫需求。
另據國家能源集團科技委常務副主任顧大釗介紹，該集團旗下大渡河水電近幾年每年棄水量達到100億度以上，因此目前在研究是在水電站就地制氫，然後把氫輸出去，還是把電輸到成都，再在成都建氫能城市。
在電解水制氫設備方面，核心是電解槽。目前技術比較成熟、成本較低的是堿性水電解槽，國內外都有生產商。但性能更好的質子交換膜水電解槽和固體氧化物水電解槽目前成本仍較高，應用較少。
歐盟計劃提高電解槽的市場規模，從而降低其成本。歐盟氫能戰略的計劃是：2020年－2024年安裝600萬千瓦的可再生能源生產氫的電解槽，生產100萬噸的氫。2025年－2030年，電解槽容量提升到4000萬千瓦，生產氫1000萬噸。
中國企業雖具有電解槽的生產能力，但是以堿性水電解槽為主，性能更好的質子交換膜水電解槽鮮有涉足，其核心的膜等關鍵材料則被國際企業壟斷。如果不能改變主要依靠進口材料的局面，電解槽市場規模提高之後也難以降低其成本。故加強關鍵材料的研發是當務之急。
除了設備成本和電價成本，發展綠氫的另一個限制條件是淡水資源。上述哈佛大學肯尼迪學院發布的報告認為，淡水資源是中國生產綠氫一個關鍵變量。中國西南地區有豐富的水電和淡水資源，是中國最合適發展綠氫的地區。但該地區遠離中國的經濟中心地帶，還需要大量的基礎設施投資去連接供應和需求地區。如果能解決缺水的問題，中國就可能成為綠氫的「出口冠軍」，否則進口綠氫具有更大的吸引力。
綠氫如果能在中國以及全球大規模商業化應用，那麼其將接替石油天然氣成為全球能源貿易的焦點。
歐洲最大的石油公司殼牌布局氫能領域已有十年，近期其開始大力發展綠氫。今年3月初，殼牌與荷蘭兩家公司合作實施歐洲最大的綠色氫能項目——NortH2項目，到2030年之前建成海上風電場用於氫氣生產。在中國，殼牌與華能集團於去年達成合作，將進行一項小規模的風電制氫的技術試點項目。
殼牌中國相幹負責人對《財經》記者表示，燃料電池汽車所需要的氫氣不同於一般工業用氫，對純度和雜質含量要求很高。可再生能源電解水生產出的氫氣，具有純度高、雜質含量低的特點，更符合燃料電池汽車的用氫需求。
轉自丨財經十一人
作者丨徐沛宇 李斯洋
編輯丨翟麗影馬克
研究所簡介 國際技術經濟研究所（IITE）成立於1985年11月，是隸屬於國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究我國經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展態勢，為中央和有關部委提供決策咨詢服務。「全球技術地圖」為國際技術經濟研究所官方微信帳號，致力於向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。 地址：北京市海淀區小南莊20號樓A座 電話：010-82635522 微信：iite_er
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