林伯強(qiáng)：氫能是未來(lái)新能源系統(tǒng)的重要組成部分

日前，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》（簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），這是中國(guó)首個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期規(guī)劃?！兑?guī)劃》明確了氫能在我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和發(fā)展目標(biāo)，為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖。

 

清潔能源中，水電因潛能限制，核電受安全問(wèn)題困擾，風(fēng)電光伏是真正具有大規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)潛力的清潔能源，將成為能源低碳轉(zhuǎn)型的主要方向。然而，中國(guó)2020年風(fēng)電和光伏發(fā)電總量合計(jì)僅占當(dāng)年發(fā)電總量的9%左右，無(wú)法滿足能源電力需求增量。如果難以控制能源需求增長(zhǎng)速度，則需加速發(fā)展風(fēng)電光伏，同時(shí)需要盡快布局作為消納和運(yùn)輸通道的氫能產(chǎn)業(yè)。通過(guò)加快推動(dòng)“三北”（西北、東北和華北）的大新能源（風(fēng)電、光伏）、大運(yùn)輸通道（特高壓和氫能）和大電動(dòng)汽車的戰(zhàn)略，中國(guó)既可以滿足今后能源發(fā)展立足于國(guó)內(nèi)產(chǎn)能，又同時(shí)滿足低碳發(fā)展戰(zhàn)略和保障能源安全雙重目標(biāo)。

 

碳中和目標(biāo)背景下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)向綠色低碳轉(zhuǎn)型已成為必然趨勢(shì)。新能源系統(tǒng)的主要成分將是風(fēng)電光伏、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能和氫能。作為一種配合大規(guī)模風(fēng)電光伏發(fā)展且具備諸多優(yōu)點(diǎn)的清潔能源，氫能將迎來(lái)重要的發(fā)展機(jī)遇期。從國(guó)際看，全球眾多國(guó)家高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如，德國(guó)大力發(fā)展氫能作為深度脫碳的工具；日本積極構(gòu)建氫能社會(huì)，推動(dòng)氫能成為被廣泛使用的二次能源；沙特與阿聯(lián)酋等油氣出口大國(guó)為了擺脫經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)化石能源的過(guò)度依賴，將氫能作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

 

目前中國(guó)是全球最大的氫能生產(chǎn)國(guó)家。然而，氫能產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，面臨諸多問(wèn)題，如產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、應(yīng)用領(lǐng)域單一、產(chǎn)業(yè)鏈條不連續(xù)、關(guān)鍵技術(shù)水平不高、產(chǎn)業(yè)鏈缺乏經(jīng)濟(jì)性等。因此，盡管氫能領(lǐng)域投資熱情高漲，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍有很長(zhǎng)的路要走。

 

“制、儲(chǔ)、運(yùn)、用”是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的四個(gè)重要環(huán)節(jié)。氫能產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)并且環(huán)節(jié)眾多，同時(shí)科技含量較高。無(wú)論著眼于早期的技術(shù)研發(fā)費(fèi)用還是后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用，氫能現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性還不足以滿足實(shí)用需求。總結(jié)起來(lái)，主要有以下幾方面問(wèn)題。第一，國(guó)內(nèi)綠氫規(guī)模小，產(chǎn)量不足總產(chǎn)量的1%，受制于兩個(gè)重要因素：相關(guān)技術(shù)還不成熟，制取成本很高。第二，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，難以實(shí)現(xiàn)氫能規(guī)?；瘍?chǔ)運(yùn)。風(fēng)電光伏資源豐富且制取綠氫潛力大的地區(qū)主要分布在“三北”區(qū)，而氫能的主要消費(fèi)地區(qū)是東部沿海地區(qū)，地理分布將催生巨大的氫能儲(chǔ)運(yùn)需求。目前氫能儲(chǔ)運(yùn)方式滿足不了低成本大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)，需要巨大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和投資來(lái)推動(dòng)長(zhǎng)距離輸氫管道布局。第三，目前氫能主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景較為單一。氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展只有全面覆蓋“制、儲(chǔ)、運(yùn)、用”各個(gè)環(huán)節(jié)，才能真正具備成本競(jìng)爭(zhēng)力?？傊?，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需政府出臺(tái)相關(guān)支持政策，大力發(fā)展風(fēng)電光伏制綠氫，有力推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，積極探索氫能應(yīng)用場(chǎng)景，加大關(guān)鍵科技研發(fā)投入，力爭(zhēng)盡早實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)突破。

 

碳中和目標(biāo)背景下，亟需探索一套能夠減少碳排放和保障能源供應(yīng)的清潔化轉(zhuǎn)型的綜合解決方案，未來(lái)，氫能有望成為該解決方案的重要組成部分。因具有較大的發(fā)展前景與應(yīng)用價(jià)值，近年來(lái)氫能受到眾多國(guó)家的重點(diǎn)關(guān)注，氫能領(lǐng)域投資熱情高漲，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)重要的機(jī)遇期。未來(lái)的新型電力系統(tǒng)中，供電側(cè)由風(fēng)電光伏等可再生能源逐漸替代化石能源是必然趨勢(shì)。風(fēng)電光伏的波動(dòng)性與間歇性容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定，氫能可儲(chǔ)可運(yùn)，在未來(lái)新型能源系統(tǒng)中大有作為。

 

具體來(lái)說(shuō)，氫能可細(xì)分為綠氫、藍(lán)氫和灰氫。藍(lán)氫和灰氫主要利用煤炭和天然氣等化石燃料制取，而綠氫主要通過(guò)風(fēng)電光伏發(fā)電，再通過(guò)電解水制取。從碳中和的角度看，綠氫是氫能存在的基礎(chǔ)和發(fā)展的方向。綠氫消費(fèi)可被廣泛應(yīng)用于眾多脫碳領(lǐng)域，重點(diǎn)應(yīng)用于高碳排放部門的深度脫碳。交通、工業(yè)、建筑等高碳排放的部門均可應(yīng)用氫能。例如，交通運(yùn)輸領(lǐng)域使用氫燃料電池車；氫氣為化工領(lǐng)域提供清潔低碳的原料；天然氣中摻入氫氣為建筑供暖等等。鑒于氫能的眾多優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)新型能源系統(tǒng)中，氫能具有較高的應(yīng)用與投資價(jià)值。因此，在碳中和目標(biāo)背景下，高度重視氫能的發(fā)展?jié)摿哂兄匾默F(xiàn)實(shí)意義。

 

作為清潔的二次能源，氫能具有儲(chǔ)能性質(zhì)：可長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，搭配風(fēng)電光伏協(xié)同發(fā)展。隨著碳中和目標(biāo)提出，可再生能源將逐步替代化石能源。由于風(fēng)電光伏存在著波動(dòng)性、間歇性與不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，風(fēng)電光伏裝機(jī)的跨越式增長(zhǎng)會(huì)帶來(lái)消納難題，而儲(chǔ)能將成為破解這一難題重要途徑。因此，氫能除了具有儲(chǔ)能性質(zhì)，還能夠?qū)崿F(xiàn)跨越空間與時(shí)間的靈活使用，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α＝陙?lái)中央和地方陸續(xù)出臺(tái)產(chǎn)業(yè)扶持政策，規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)整體布局。在國(guó)家與地方政策的大力推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)企業(yè)尤其是可以承受相對(duì)長(zhǎng)期投入收益的大型能源國(guó)企，對(duì)于氫能領(lǐng)域投資表現(xiàn)出了極大的熱情。