氫能產(chǎn)業(yè)是對工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。綠氫是未來能源系統(tǒng)不可或缺的構(gòu)成要素,也是工業(yè)和交通等領(lǐng)域脫碳的利器。
2022年以來,我國氫能產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展階段,主要表現(xiàn)為四個特點:
一是氫氣產(chǎn)量加速增長、煤炭是制氫的主要來源;
二是國家和地方政府有關(guān)氫能發(fā)展的政策密集出臺;
三是我國綠氫項目規(guī)劃與建設(shè)初步呈現(xiàn)多元化格局;
四是“三北”地區(qū)(東北、華北北部和西北)有望成為我國綠氫生產(chǎn)基地。
然而,我國氫能產(chǎn)業(yè)還存在一些與高質(zhì)量發(fā)展要求不符的問題,主要表現(xiàn)為來自化石燃料制取的氫氣產(chǎn)量大幅增加加大我國碳排放壓力,電解制氫技術(shù)與國際先進水平尚有差距,氫能制儲運加用環(huán)節(jié)部分設(shè)備仍有短板,地方氫能政策與融資過于偏向氫燃料電池汽車等三大問題。為推動我國氫能產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展,充分發(fā)揮綠氫產(chǎn)業(yè)對我國工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的貢獻,各級政府需要基于能源轉(zhuǎn)型邏輯,合理確定綠氫在能源轉(zhuǎn)型中的作用邊界,合理把握綠氫各種應用場景的優(yōu)先次序和推廣節(jié)奏,并進一步完善以綠氫為導向的氫能融資與監(jiān)管政策。
國家發(fā)改委與國家能源局2022年3月發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》以來,在國家和地方政策推動下,“氫能產(chǎn)業(yè)”成為各地明星產(chǎn)業(yè),我國氫能產(chǎn)業(yè)步入快速發(fā)展階段,但同時也暴露出一些影響氫能產(chǎn)業(yè)長期健康發(fā)展的問題。
工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與氫能產(chǎn)業(yè)
黨的“十九大”提出我國經(jīng)濟“由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段”,“二十大”進一步提出“建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系”是推動高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。從氣候變化與“雙碳”目標看,低碳轉(zhuǎn)型是我國經(jīng)濟和工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。同時,氫能產(chǎn)業(yè)也是現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的有機組成部分。
(一)基于能源維度的工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展內(nèi)涵
高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)涵最初從轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式角度討論,強調(diào)我國經(jīng)濟增長方式應從過去主要依靠資源投入驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛趧?chuàng)新驅(qū)動。2020年9月,習主席代表中國政府在聯(lián)合國大會向國際社會承諾我國“雙碳”目標后,高質(zhì)量發(fā)展在“創(chuàng)新”內(nèi)涵的基礎(chǔ)上又增加了更多維度。從能源維度看,“能源效率”和“脫碳”是工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的不可或缺的構(gòu)成要素。
1.以更高的“能效”推動工業(yè)增長是工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在特征
能源效率分為能源技術(shù)效率與能源經(jīng)濟效率。能源技術(shù)效率是指能源轉(zhuǎn)換、傳輸和利用過程中能源技術(shù)所能實現(xiàn)的利用效率。能源技術(shù)效率通常以能源輸入和有用能源輸出之間的比率來衡量。比如,發(fā)電廠的能源技術(shù)效率可以通過計算發(fā)電廠所消耗的燃料與實際發(fā)電產(chǎn)出之間的比率來評估。能源經(jīng)濟效率是指能源利用的經(jīng)濟效果,單位GDP能耗是衡量能源經(jīng)濟效率的常用指標。就工業(yè)而言,能源經(jīng)濟效率則表現(xiàn)為單位工業(yè)產(chǎn)值的能耗。其中,能源技術(shù)效率是影響能源經(jīng)濟效率的重要因素。能源技術(shù)效率越高,工業(yè)單位產(chǎn)值能耗越低,意味著工業(yè)發(fā)展所耗費的能源越少,單位能源消耗創(chuàng)造的工業(yè)產(chǎn)值越高,排放的污染物越少,工業(yè)發(fā)展質(zhì)量越高。
2.低碳轉(zhuǎn)型是“雙碳”目標下工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求
在“雙碳”目標約束下,“碳中和”是經(jīng)濟發(fā)展要達到的最終狀態(tài)。要實現(xiàn)“碳中和”,不僅需要能源系統(tǒng)實現(xiàn)“零碳”甚至“負碳”,還需要高碳工業(yè)向低碳工業(yè)轉(zhuǎn)型。因此,“低碳”是“雙碳”目標下工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。
根據(jù)中科院院士丁仲禮和清華大學關(guān)大博教授團隊的研究,我國當前二氧化碳年排放量約為100億噸,其中發(fā)電和供熱約占45億噸,工業(yè)排放約占39億噸,交通排放約占10億噸,建筑物建成后的運行(主要是用煤和用氣)約占5億噸。工業(yè)部門是我國終端用能部門中第二大二氧化碳排放部門,排放量占全國的39%。工業(yè)部門的二氧化碳排放主要來自于能源消耗,尤其是煤炭、石油和天然氣的燃燒過程,以及工業(yè)生產(chǎn)工藝過程中的能源使用和化學反應。比如鋼鐵、水泥等高耗能產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程要排放的大量二氧化碳。
(二)綠氫產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的有機組成部分
在碳中和目標約束下,綠氫產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的必要組成部分。綠氫對工業(yè)部門碳中和的作用主要體現(xiàn)為工業(yè)過程脫碳、新型電力系統(tǒng)平衡與交通脫碳等三個方面。
1.綠氫是部分工業(yè)過程實現(xiàn)碳中和的利器
“氫氣”是重要的工業(yè)原料、材料和燃料,廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)過程,目前的工業(yè)用氫是“灰氫”,其排放的二氧化碳也是這些工業(yè)生產(chǎn)碳排放的重要來源。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計,2022年我國氫氣的產(chǎn)量為4000萬噸,其中80%,即3200萬噸用于工業(yè)生產(chǎn)過程。所生產(chǎn)的氫氣78%來自煤炭或天然氣。因此,通過可再生能源電解水制取綠氫逐漸取代這些灰氫,就成為這些工業(yè)生產(chǎn)過程脫碳的有效途徑。此外,在鋼鐵工業(yè)中,目前的工藝技術(shù)創(chuàng)新改進難以實現(xiàn)深度脫碳,氫冶金是替代碳還原最為可行的途徑,因此,綠氫對鋼鐵行業(yè)深度脫碳起決定性作用。
2.氫儲能在平衡新型電力系統(tǒng)季節(jié)性波動中發(fā)揮關(guān)鍵作用
與目前的電力系統(tǒng)不同,以波動性可再生能源電源為主體的新型電力系統(tǒng)將面臨獨特的季節(jié)性平衡問題。比如,歐洲在4-10月期間日照時間長,太陽能發(fā)電量大幅增加導致電力過剩,10月到次年4月期間日照時間下降,太陽能發(fā)電量大幅下降導致電力供應不足。這一時期的最低發(fā)電量甚至只有4-10月期間的最高發(fā)電量的一半。從而產(chǎn)生了電力供需的季節(jié)性平衡需要。綠氫儲能系統(tǒng)由于具備大容量、長周期、清潔高效的特性,可以在月度或季度的長周期儲存能量,被認為是能夠良好匹配可再生能源電力的儲能方式。而且,相比于抽水蓄能,氫儲能受地理因素限制較小,還可通過增加氫氣儲罐尺寸,以較低的邊際成本擴大其儲能能力。
3.綠氫是實現(xiàn)交通運輸脫碳的重要路徑
交通是氫能的一個重要應用領(lǐng)域。目前,地面交通電氣化和電動化是主要的交通運輸脫碳方式,但仍有一些電動化不占優(yōu)勢的領(lǐng)域,如重載卡車、遠洋航運和航空的脫碳可能最終需要借助綠氫來實現(xiàn)。
重型運輸、長距離航運和航空運輸?shù)拿撎迹壳爸饕捎脧膹纳镔|(zhì)、廢棄物或其他可再生資源中生產(chǎn)的燃料來部分替代目前使用的來自化石能源的燃料。比如,2023年4月,歐盟規(guī)定2025年全部航空煤油中生物航煤的添加比例要達到2%,此后每5年上調(diào)一次,直到2050年達到70%。然而,生物基燃料供應量終究有限。從中長期看,這些領(lǐng)域脫碳可能也離不開與氫能有關(guān)的技術(shù)路線。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點
近年來,在國家和地方政府政策的推動下,氫能不僅成為地方政府產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃不可缺少的內(nèi)容,還是企業(yè)和社會資金投資的熱點方向。
(一)氫氣產(chǎn)量加速增長,煤炭是制氫的主要來源
我國一直是世界主要的氫氣生產(chǎn)大國。2020年以來,我國氫氣產(chǎn)量明顯加速。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2021年我國氫氣產(chǎn)量為3300萬噸,2022年3781萬噸,2023年將預計達到4291萬噸。
目前,我國制氫原料中,煤炭使用最為廣泛,占比達到64%,其次是工業(yè)副產(chǎn)品占比達21%,天然氣占比達14%,電解水使用最少,占比僅為1%。不過,電解水制氫項目增加較快。據(jù)不完全統(tǒng)計,2022年1-11月,我國共投資制氫項目73個,為2021年全年的3倍;氫氣產(chǎn)能達161萬噸/年,較2021年翻倍。其中電解水制氫項目的數(shù)量占比接近60%。
(二)有關(guān)氫能發(fā)展的政策密集出臺
2022年以來,國家層面和地方政策出臺了大量的氫能政策。國家層面的主要氫能政策如表1所示。
(三)我國綠氫項目規(guī)劃與建設(shè)呈現(xiàn)多元化格局
國內(nèi)綠氫發(fā)展近兩年開始提速。從項目布局上看,目前已建成綠氫項目分別應用在石油煉化、化工、交通、儲能、冶金等領(lǐng)域,呈現(xiàn)多元化格局。據(jù)勢銀(TrendBank)公司統(tǒng)計,截至2022年底,國內(nèi)處于規(guī)劃、在建、建成等不同階段的的綠氫項目累計達151項,2023年1-10月新增綠氫項目更是達到了126項。其中,石油煉化是國內(nèi)目前已建成綠氫項目中應用規(guī)模最大的領(lǐng)域,占所有綠氫項目產(chǎn)能的44%。化工領(lǐng)域?qū)G氫的需求也很高,目前主要集中合成氨和合成甲醇領(lǐng)域。2023年以來,新增綠醇項目的產(chǎn)能已經(jīng)遠遠超過綠氨。這主要是由于國際海事組織2023年1月1日強制實施現(xiàn)有船舶能效指數(shù)和營運碳強度指標后,綠色甲醇已經(jīng)成為很多國際船運公司脫碳的首選方案。
氫能交通中最受關(guān)注的終端應用是燃料電池汽車。氫燃料電池重卡作為燃料電池汽車應用的重要方向,已經(jīng)成為氫燃料電池未來主要的應用場景和商業(yè)化應用的突破口。相比之下,我國目前綠氫在儲能和發(fā)電方面的應用進展相對緩慢。
(四)“三北”地區(qū)有望成為我國綠氫生產(chǎn)基地
我國“三北”地區(qū)是指東北的東北平原、華北的內(nèi)蒙古高原、西北的天山山脈到阿爾泰山脈之間的廣闊地區(qū)。“三北”地區(qū)因其獨特優(yōu)勢最有可能成為我國綠氫生產(chǎn)基地:一是這些地方地形平臺開闊,風能資源開發(fā)條件好,日照時間長。二是這些地區(qū)有大量的合成氨/合成甲醇制造和煉化企業(yè)可以作為綠氫的終端應用場景,實現(xiàn)綠氫短距離運輸應用或就地消納。根據(jù)公開信息不完全統(tǒng)計,2023年在“三北”地區(qū)開工、環(huán)評公示或簽約的可再生能源制取綠氫及綠氫合成燃料(氨、甲醇、甲烷、合成氣等)項目27項,投資金額合計高達2200多億元。這些項目預計從2025年開始逐漸開始投產(chǎn),規(guī)劃綠氫產(chǎn)能約80萬噸,綠氨和綠色甲醇產(chǎn)能約656萬噸。
從高質(zhì)量發(fā)展看我國氫能產(chǎn)業(yè)存在的問題
當前,我國氫能產(chǎn)業(yè)還存在一些不符合高質(zhì)量發(fā)展要求的問題,一些地方在鼓勵氫能發(fā)展過程中甚至存在“為氫而氫”的傾向。這些不符合高質(zhì)量發(fā)展要求的問題主要表現(xiàn)在如下三個方面。
(一)氫能大發(fā)展加大我國碳排放壓力問題不容忽視
“氫”在當前之所以受到重視,是因為在應對氣候變化的背景下,綠氫是能源轉(zhuǎn)型與工業(yè)脫碳必不可少的能源載體。然而,近年來灰氫產(chǎn)量也在這一政策氛圍中快速增長。2020-2023年,我國氫產(chǎn)量從2500萬噸快速增加到4291萬噸,三年間氫產(chǎn)量增加了1791萬噸,其中絕大部分是以化石燃料為原料制取的灰氫。
化石燃料制氫會排放大量CO2。如表2所示,不同制氫技術(shù)路線的全生命周期碳排放差別很大。目前氫產(chǎn)量中,煤炭制氫占64%,天然氣制氫占14%。因此,三年增加的1791萬噸氫氣中,有1146萬噸是煤炭制取的,250萬噸是天然氣制取的。這些增加的氫氣全生命周期CO2排放總計達2.96億噸。
從這個意義上看,氫能政策產(chǎn)生了某種“回旋鏢”效應:氫能政策的目標是通過發(fā)展“綠氫”推動能源、工業(yè)和交通領(lǐng)域脫碳,但化石燃料制取的氫氣產(chǎn)量在這一政策環(huán)境下快速增長進一步增加了碳排放,加大這些部門的減排壓力。
(二)電解水制氫技術(shù)與國際先進水平尚有差距,氫能制儲運加用環(huán)節(jié)部分設(shè)備仍有短板
我國電解水技術(shù)以堿性電解水制氫為主、質(zhì)子交換膜電解制氫技術(shù)為輔。其中我國堿性電解水制氫設(shè)備量全球占有率第一。隨著可再生能源電解水制氫有望成為未來主流制氫方式,堿性電解水制氫技術(shù)逐步向大容量(單體設(shè)備產(chǎn)氫量大于或等于1000m3/h)方向發(fā)展。
近年來,我國堿性電解水制氫技術(shù)進步很快。我國堿性電解槽壽命已經(jīng)達到8萬小時以上,生產(chǎn)成本更低,但總體與國外先進技術(shù)仍有一定差距,質(zhì)子交換膜電解制氫技術(shù)方面,我國仍處于研發(fā)攻關(guān)階段,技術(shù)性能尤其是壽命尚缺乏市場驗證,技術(shù)整體性能與國外差距較大;國產(chǎn)催化劑的壽命、均一性、分散穩(wěn)定性等與國外高性能催化劑存在差距等等。
此外,我國氫能設(shè)備在儲、運、加、用等環(huán)節(jié)依然存在部分短板。在加氫站方面,大容積IV型儲氫瓶組、高壓大流量氫氣壓縮機、緊湊型氫氣預冷器、高壓臨氫閥門尚不能自主設(shè)計制造;氫液化方面,我國大規(guī)模低能耗氫液化工藝、氫膨脹機仍存在技術(shù)瓶頸,緊湊型冷箱換熱器、深冷液氫球罐還處在開發(fā)階段;液氫站方面,液氫潛液泵、往復泵、閥門、汽化器等關(guān)鍵裝備尚不能自主設(shè)計制造;車載用氫方面,70MPa車載IV型瓶及瓶口組合閥、車載液氫瓶在國內(nèi)尚處于產(chǎn)品樣機階段。
(三)氫能政策與融資過于向車用領(lǐng)域或道路交通傾斜,不利于氫能產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展
氫目前主要應用是在工業(yè)部門。根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)顯示,目前全球用氫結(jié)構(gòu),煉化用氫占42%,合成氨和甲醇等化工用氫占51%,鋼鐵用氫占6%。我國則是煉化用氫10%,合成氨和甲醇用氫共計56%,其他工業(yè)用氫19%,直接燃燒15%。由于這些領(lǐng)域目前使用的“氫”制取原料都是化石能源,其生產(chǎn)要排放大量的二氧化碳。在碳中和目標的約束下,綠氫的最大和最迫切的需求顯然來自上述工業(yè)部門。
從綠氫未來的應用場景看,除了上述工業(yè)部門外,交通、電力、建筑等都是其重要的應用場景。然而,我國目前氫能政策對“氫交通”格外重視和關(guān)注。比如,無論是國家還是地方的氫能政策都無一例外的專門列出了“氫燃料電池汽車”的近期規(guī)劃目標,一些地方還特別列出了加氫站的規(guī)劃目標。國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》中,明確規(guī)定我國到2025年燃料電池車保有量達到約5萬輛。各省、直轄市和自治區(qū)的氫能規(guī)劃則將氫燃料電池汽車發(fā)展置于更為重要的地位。根據(jù)不完全統(tǒng)計,目前僅12個省市的氫能規(guī)劃中確定的2025年氫交通發(fā)展目標,氫燃料電池汽車就達到了6.45萬輛,1000座以上。
氫能政策過于偏重“氫交通”對氫能融資投向也產(chǎn)生重要影響。據(jù)不完全統(tǒng)計,2021-2023年期間我國氫能領(lǐng)域投融資總額,燃料電池系統(tǒng)領(lǐng)域融資占比超過60%,其次是燃料電池電堆占10%左右,而質(zhì)子交換膜、膜電極、雙極板等領(lǐng)域融資各自占比僅在5%-8%之間。
政策和實踐均向“氫交通”過度傾斜,對我國氫能產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展實際上是不利的。一是因為對綠氫需要最迫切的煉油、合成氨與甲醇等化工領(lǐng)域規(guī)模化制氫設(shè)備,如電解槽、質(zhì)子交換膜、雙極板等獲得的融資比燃料電池少得多;二是氫交通并不是交通領(lǐng)域脫碳的唯一路徑。目前電動汽車脫碳技術(shù)路線的成熟度遠超氫燃料電池汽車。相比之下,目前只有很少的資金投向綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展最急需規(guī)模化制綠氫的相關(guān)設(shè)備,從而導致投資與市場需求的錯配。
氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的思路建議
筆者認為,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應以綠氫發(fā)展為核心內(nèi)容,合理確定其在我國能源轉(zhuǎn)型與工業(yè)、交通等領(lǐng)域脫碳中的地位和作用。
(一)基于能源轉(zhuǎn)型邏輯合理確定綠氫在能源轉(zhuǎn)型中的作用邊界
氫氣作為能源有諸多優(yōu)點,比如燃燒性能好、熱值高、無污染。早在1970年,美國化學家約翰·博克瑞斯(John Bockris)就提出用氫能源系統(tǒng)替代油氣能源系統(tǒng),發(fā)展氫經(jīng)濟。美國未來學家里夫金在其2002年出版的《氫經(jīng)濟》一書中也提出,當?shù)V物燃料耗盡之后,氫有望成為人類“永久燃料”或終極能源。
無論是博克瑞斯提出氫能系統(tǒng),還是里夫金認為的氫作為“永久燃料”,其背景都是基于對化石能源枯竭和化石能利用導致的環(huán)境問題的擔憂,而氫能從技術(shù)上的確有取代化石能源提供各種能源服務的可能性。然而,在推動能源系統(tǒng)向零碳系統(tǒng)轉(zhuǎn)型以減緩全球變暖成為當前主流價值觀的背景下,獨立的氫能源系統(tǒng)和氫作為“終極能源”基本前提已不復存在。這是因為,近10年來光伏發(fā)電和風力發(fā)電技術(shù)進步提供了成本快速下降的零碳電力,并且未來成本還有相當大的下降空間。碳中和下的新型電力系統(tǒng)以風光電為主體已經(jīng)逐漸成為共識。因此,氫能在未來電力系統(tǒng)中的作用不是取決于它在技術(shù)上能做什么,而是實現(xiàn)碳中和與新型電力系統(tǒng)“需要”它做什么。因為用可再生能源電力制取“綠氫”,然后再發(fā)電和制熱的成本永遠也不可能比可再生能源發(fā)電成本更低。
認識綠氫在交通運輸領(lǐng)域的作用邊界也遵循同樣的邏輯。隨著電動汽車技術(shù)進步與成本下降,充電基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善,以及針對汽車碳排放標準日益嚴格,電動汽車在中短途交通和中小型汽車上的競爭優(yōu)勢將日益突出,氫燃料電池車在這一領(lǐng)域很難與電動汽車競爭。因為無論是電動汽車,還是氫燃料電池汽車都是交通運輸脫碳的工具。兩者競爭的關(guān)鍵不在車本身,而在電動車和氫燃料電池汽車所依賴的交通基礎(chǔ)設(shè)施。建設(shè)兩套同樣以脫碳為目的、且相互競爭的交通基礎(chǔ)設(shè)施顯然是一種浪費。因此,綠氫在交通領(lǐng)域更合適的應用場景是那些難以電動化和電氣化的長途陸地與運輸、遠洋航運和航空。
(二)把握綠氫應用的優(yōu)先次序和推廣節(jié)奏至關(guān)重要
綠氫主要應用場景有作為化工原料、交通燃料、電力系統(tǒng)長周期平衡、建筑分布式供熱和發(fā)電等。由于綠氫制取、儲存和運輸成本很高,我國必須在綜合考慮各種影響綠氫終端使用成本因素的基礎(chǔ)上,把握綠氫不同應用場景的優(yōu)先次序和推廣節(jié)奏。否則,很容易陷于“為氫而氫”的發(fā)展模式,導致投資的巨大浪費。
筆者認為,把握綠氫不同應用場景的優(yōu)先次序需要綜合考慮如下四個因素:
一是可再生能源的發(fā)電成本。綠電是制取綠氫的關(guān)鍵要素。電解1kg氫氣耗電40-50度。因而風光資源和土地資源豐富的地區(qū)在綠氫制取環(huán)節(jié)更有優(yōu)勢。比如,我國西北、東北和華北地區(qū),具有成為規(guī)模化綠氫制取未來生產(chǎn)基地的潛質(zhì)。
二是儲運成本。氫作為最輕的氣體,其體積能量密度最低。這導致氫的儲存和運輸面臨更多的問題和困難,并最終反映到高昂的成本上,并決定了儲運環(huán)節(jié)具有規(guī)模經(jīng)濟性,且分銷成本低的應用場景推廣難度更小。煉油、化工等綠氫應用場景顯然屬于儲運具有規(guī)模經(jīng)濟、分銷成本低的場景,而氫燃料電池汽車中的乘用車顯然屬于“分銷成本”極大的應用場景。相比之下,在氫交通領(lǐng)域,一些封閉場所交通,比如礦產(chǎn)、碼頭的專用車輛,重卡、遠洋航運等,氫能的“分銷成本”都要比乘用車低得多。
三是碳價是影響綠氫替代灰氫進程的重要因素。隨著石化、鋼鐵等高耗能行業(yè)納入碳排放權(quán)交易市場的速度加快,與這些行業(yè)相關(guān)的應用場景將迎來新的發(fā)展機遇。
四是競爭路線的發(fā)展情況。沒有競爭路線的應用場景可以優(yōu)先推廣,而有競爭路線的應用場景需要在比較相對于競爭路線的優(yōu)劣勢之后決定。從典型應用場景看,綠氫替代化肥和煉油等生產(chǎn)用灰氫目前看不存在競爭路線;交通領(lǐng)域,地面交通面臨電氣化和電池的競爭,航空與航運面臨生物基燃料的競爭,工業(yè)、建筑和家庭供熱也面臨電氣化和電池的競爭。
綜上所述,筆者認為,短期內(nèi)綠氫優(yōu)先推廣方向宜以風光基地就地消納為主,主要應用場景是合成氨制備化肥、合成甲醇;隨著氫儲運設(shè)施建設(shè)推進和成本下降,可以在儲運成本具有經(jīng)濟性范圍內(nèi)推動綠氫對化工用灰氫/藍氫的替代,交通領(lǐng)域的重卡、航運等場景對化石燃料的逐步替代,最后是化工端冶金用氫,以及氫儲能在平衡電力系統(tǒng)跨季節(jié)供需方面的應用。
(三)進一步完善以綠氫為導向的氫能融資與監(jiān)管政策
目前我國的促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方向過于狹窄,基本圍繞氫燃料電池汽車而展開。從我國氫能產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的目標出發(fā),需要進一步完善以綠氫為導向的氫能融資與監(jiān)管政策,主要包括如下幾個方面:
一是借鑒歐盟和美國的做法,創(chuàng)新氫能補貼模式。比如,在2022年7月美國參議院通過《2022通脹消減法案》根據(jù)制氫碳排放水平確定稅收抵免金額,規(guī)定制取1公斤氫氣二氧化碳排放為0.45公斤、0.45-1.5公斤、1.5-2.5公斤、2.5-4公斤時,可獲得的稅收抵免金額分別為3美元、1美元、0.75美元、0.6美元。歐盟委員會2023年11月以競拍方式給予可再生能源氫試點項目補貼。
二是拓寬融資渠道,改變氫能項目融資過度集中于氫燃料電池項目的局面。2023年3月,國家發(fā)改委對《綠色產(chǎn)業(yè)指導目錄》進行修訂,新增了氫能全鏈條裝備制造、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運營等環(huán)節(jié)。隨著新版《指導目錄》落地,對綠氫產(chǎn)業(yè)投資將起到良好的指導作用。積極推動私募、風投、證券基金等機構(gòu)參與氫能企業(yè)投資,鼓勵符合條件的企業(yè)和項目通過發(fā)行綠色債券、股票、REITs等方式融資。
三是加快制定高質(zhì)量的氫能產(chǎn)業(yè)鏈行業(yè)標準。2023年8月,國家標準委與國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應急管理部、國家能源局六部門聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南(2023版)》,解決了我國氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準從無到有的問題。然而,這些標準與美國、日本等氫能產(chǎn)業(yè)標準相比仍有差距,特別是儲存、運輸和加氫等環(huán)節(jié)的技術(shù)標準差距明顯。加快制定我國高質(zhì)量氫能產(chǎn)業(yè)鏈行業(yè)標準,對規(guī)范和引領(lǐng)我國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。
四是制定統(tǒng)一氫能產(chǎn)業(yè)監(jiān)管標準與程序。我國目前監(jiān)管框架下,氫能被歸類為一種能源來源和一種危險化學品,因而現(xiàn)行法律規(guī)定氫能基礎(chǔ)設(shè)施必須建在化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi),并要獲得多項行政許可。同時,由于氫能價值鏈的復雜性,負責制定標準和監(jiān)管的行政架構(gòu)涵蓋多個部委,不能滿足綠氫等新興產(chǎn)業(yè)進行快速認證的需要。因此,有必要盡快明確一個專門的行政機構(gòu)負責相關(guān)監(jiān)管職責,并盡快制定統(tǒng)一的氫能產(chǎn)業(yè)監(jiān)管標準與程序。
來源:《中國能源》2024年第六期
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