將氫能產業作為能源轉型重要基石

 

　　多個國家(地區)將氫能產業定位為能源轉型的重要基石。氫能具有獨特的行業耦合屬性。一是作為一種應用廣泛的能源形式，其可為交通、工業直接提供能源動力。二是作為能量儲存器，可實現與多類型能源(可再生能源、化石能源、核能)融合，根據供需關系實現靈活的能量儲存，解決能源供需的時空平衡問題。三是作為工業生產和工業脫碳的重要基礎原料，既可用于產品制備，亦可同工業生產捕集的CO2結合，轉化為化工產品。

 

　　國際氫能委員會預測，2050年氫能將占全球能源消費總量的18%—24%，創造3000萬個工作崗位和2.5萬億美元產值，減少CO2排放60億噸。目前，歐盟、德國和韓國正積極推動氫能在重載運輸業中的應用，美國和日本正加大氫能在工業和能源系統方面的應用。

 

　　在發展方向方面，各國氫能戰略目標存在差異，但其主線均為通過提高制氫產能，擴大市場需求。歐盟、德國和日本瞄準綠氫制備，美國關注多資源制氫，包括化石燃料、生物質/廢物資源、可再生資源和核能。

 

　　在發展路徑方面，世界各國氫能戰略的實施路徑可概括為市場創造、技術示范和規模應用三個階段。市場創造階段以擴大制氫能力和氫能市場占比為目標，大力發展大型電解槽裝置研發和應用，同步推進風能和太陽能產業發展，為綠氫制備奠定技術和資源基礎。技術示范階段以實現可再生能源大規模制氫為目標，發揮綠氫在保障電力系統穩定性中的重要作用。規模應用階段以實現綠氫大規模應用為目標，覆蓋航空、航運、工業、建筑等難脫碳、碳密集部門。

 

　　在科技創新方面，各國布局氫能全產業鏈，涵蓋氫制備、氫儲運和氫利用。

 

　　一是氫制備領域，可再生能源制氫已成為主流發展方向。歐盟明確其首要任務是擴大綠氫產能，將大型電解槽作為研發重點。此外，歐盟和德國高度關注海上風電同氫能產業融合，認為海上風電的跨越式發展將解決綠氫制備的能源需求和價格成本問題。

 

　　二是氫儲運領域，日本聚焦于氫運輸船舶領域，計劃在全球范圍率先實現商用，并出口相關設備和關鍵技術。德國和韓國推進供電、供熱和天然氣基礎設施交叉融合，開展氫氣專輸管網建設和天然氣—氫氣混輸管網改造。此外，美國關注化學氫載體儲運方式技術研發，該技術可實現低壓、常溫下的大規模氫氣運輸。

 

　　三是氫利用未來將集中在運輸業、工業和能源系統三個領域。在運輸業領域，美國、歐盟和德國側重于重載運輸業，積極推動氫燃料電池和氫能衍生合成燃料在航空、航海領域中的應用，日本和韓國注重氫燃料汽車市場推廣。在工業領域，使用綠氫來減少和取代煉油、制氨以及生產甲醇、鋼鐵和水泥所需的灰氫或煤炭使用量。在能源供給領域，以氫能為基礎的混合能源系統將成為未來重要的能源供給方式之一。美國提出了以氫能為基礎的三類混合能源系統，即電網—可再生能源混合系統、化石—能源混合系統和核混合系統，以期在中長期/季節性儲能、電網平穩服務、建筑/工業用能及化工品制備等方面發揮獨特優勢。

 

　　在政策措施方面，各國強調政策、科技和管理多方面系統合作，注重制定統一的標準、規范，確保產品質量及技術的一致性和互通性，以支撐氫技術在多部門、多領域、多場景中的推廣應用。

 

　　在國際合作方面，各國高度重視氫能產業鏈國際化布局，積極推進伙伴級能源共同體建設。歐盟加強與鄰國和非洲聯盟開展綠氫制備合作，以實現穩定、持續的綠氫和可再生電力進口。隨著全球氫能產業快速發展，氫及其衍生品的國際貿易將成為具有重大戰略意義的地緣政治因素。

 

　　多措并舉加速氫能產業發展

 

　　我國對氫能發展持積極態度，“十四五”國家重點研發計劃啟動了“氫能技術”重點專項。但與世界氫能先發國家相比，我國仍需在以下四個方面完善政策。

 

　　第一，加快國家層面氫能發展戰略制定。成立國家層面指導機構，明確氫能在我國能源體系中的定位，確定氫能產業發展目標、思路、重點及政策舉措。

 

　　第二，系統部署氫能全產業鏈科技攻關和示范應用。我國氫能產業科技創新既要全局部署，關注全產業鏈關鍵技術，同時也要聚焦我國優勢領域深度研發，確保核心技術的國際引領地位。

 

　　第三，注重研判氫能產業的金融貿易和地緣政治屬性。加強“氫能潛力分布圖”評價分析，識別國際氫氣供需潛力，明確國內外技術發展優勢，為國內層面細化氫能產業鏈區域布局、國際層面開展關鍵技術聯合攻關和國際貿易合作提供支撐。通過擴大氫能國際市場份額、掌握核心關鍵技術、制定國際標準規則、構建亞洲氫能市場等舉措，推動我國氫能產業國際化發展。

 

　　第四，系統推進以氫能為基礎的能源系統整合戰略。注重氫能產業同其他能源產業的耦合關系和聯動屬性。以氫能作為能源轉型催化劑，加速同可再生能源及核能等清潔能源協同發展，系統規劃氫能產業布局及能源系統整合戰略。(作者單位： 中國科學技術發展戰略研究院)