經(jīng)濟(jì)觀察報(bào) 記者 高歌 未來10-15年中，氫能產(chǎn)業(yè)在中國將迎來全方位的發(fā)展，綠氫是重點(diǎn)。

3月23日，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》（2021-2035年）（以下簡稱《規(guī)劃》）發(fā)布，在國家發(fā)改委同日召開的新聞發(fā)布會(huì)上，這份規(guī)劃被定義為是碳達(dá)峰、碳中和“1+N”體系中的“N”之一。

首先被確認(rèn)的是氫能在能源體系中的戰(zhàn)略定位：未來國家能源體系的重要組成部分，同時(shí)也是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。因此《規(guī)劃》更多強(qiáng)調(diào)的是，要“重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫”。

中國已經(jīng)是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，其中，達(dá)到工業(yè)氫氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的約1200萬噸。但其中占大頭的仍是“灰氫”。由于自然界中幾乎沒有單質(zhì)氫氣,依據(jù)制氫過程中是否存在碳排放，目前將氫氣分為灰氫、藍(lán)氫以及綠氫三類，大體對(duì)應(yīng)煤制氫、天然氣制氫以及可再生能源制氫。

根據(jù)中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書（2020）中的數(shù)據(jù)，目前中國氫氣產(chǎn)能已超過4100萬噸/年,其中化石原料（煤制氫、天然氣重整等）制氫占70％，工業(yè)副產(chǎn)氫占比近30％，而電解水制氫占比不到1％。

現(xiàn)階段中國氫氣來源以煤制氫為主、工業(yè)副產(chǎn)氫及燃料重整為輔等狀況決定了目前中國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期。根據(jù)《規(guī)劃》中提出的發(fā)展目標(biāo)，到2025年初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站。可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬噸/年。

使用可再生電力電解水制氫直接獲取高純綠氫，是未來利用氫能實(shí)現(xiàn)碳中和的主要路徑之一，中國可再生能源裝機(jī)量全球第一，但這似乎也不能代表可以將綠電和綠氫直接聯(lián)系起來，在經(jīng)濟(jì)性和體制機(jī)制的可行性上仍有一些“關(guān)隘”。

一位行業(yè)人士對(duì)此直言不諱，他認(rèn)為最需要補(bǔ)貼的環(huán)節(jié)是可再生能源制氫，企業(yè)經(jīng)過仔細(xì)地分析，目前基本上是無法盈利的，所以企業(yè)多處于觀望狀態(tài)，而不是真正地往下做。

在《規(guī)劃》中以及國家發(fā)改委相關(guān)人士的解讀中，也明確提出，要會(huì)同有關(guān)部門研究探索可再生能源發(fā)電制氫支持性電價(jià)政策，完善可再生能源制氫市場化機(jī)制，健全覆蓋氫儲(chǔ)能的儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制，探索氫儲(chǔ)能直接參與電力市場交易。

氫能定位

根據(jù)國家發(fā)展改革委高技術(shù)司副司長王翔在上述新聞發(fā)布會(huì)的解讀，在能源供給端，氫能與電能類似，長遠(yuǎn)看，將成為未來清潔能源體系中重要的二次能源；在能源消費(fèi)端，氫能是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體。

因此需要從生產(chǎn)源頭上加強(qiáng)管控，嚴(yán)格限制化石能源制氫、鼓勵(lì)發(fā)展可再生能源制氫，賦予了氫能清潔低碳這一關(guān)鍵屬性。擴(kuò)大清潔低碳?xì)淠茉谟媚芙K端的應(yīng)用范圍，有序開展化石能源替代，以降低用能終端二氧化碳排放。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，氫氣是重要的清潔低碳工業(yè)原料，應(yīng)用場景豐富，是工業(yè)領(lǐng)域脫碳的重要途徑。例如，作為還原劑，在冶金行業(yè)替代焦炭；作為富氫原料，在合成氨、合成甲醇、煉化、煤制油氣等工藝流程替代化石能源等。

根據(jù)殼牌在今年1月中旬發(fā)布的《中國能源體系2060碳中和報(bào)告》（以下簡稱“報(bào)告”），氫的消費(fèi)量將從目前的極低水平增長至2060年的17艾焦耳/年以上。這相當(dāng)于5.8億噸煤當(dāng)量，或者最終能源消費(fèi)總量的16%。氫將主要用于重工業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型公路運(yùn)輸、短途航空和航運(yùn)，其中85%以上是通過可再生能源和核能電力電解生成的綠氫。

這些目標(biāo)的達(dá)成依賴于包括氫能在內(nèi)的低碳燃料的商業(yè)化。要于2060年前實(shí)現(xiàn)前述部署規(guī)模，殼牌報(bào)告認(rèn)為中國需要在未來20年內(nèi)，致力于綠氫商業(yè)化。過去10年中，太陽能和風(fēng)能的利用成本一直在下降，而且在未來將繼續(xù)下降，這將提高氫能的商業(yè)可行性。與此同時(shí)，隨著氫能使用需求日益增長，中國將需要投資建設(shè)氫能生產(chǎn)、配送和儲(chǔ)氫基礎(chǔ)設(shè)施。商業(yè)化項(xiàng)目、對(duì)制氫廠的初始投資，以及道路貨運(yùn)、航運(yùn)和鋼鐵等終端用能行業(yè)的氫能試點(diǎn)項(xiàng)目都需協(xié)同發(fā)展。

中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)副會(huì)長、氫能分會(huì)會(huì)長魏鎖針對(duì)《報(bào)告》的結(jié)論曾表示，有關(guān)氫能在最終能源消費(fèi)總量的占比，可以看到很多預(yù)測，不管是16%、20%或25%，都代表很大的體量。在實(shí)施過程中，氫能主要是作為燃料來進(jìn)行化石能源的替代。在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過程中，氫能在大規(guī)模儲(chǔ)能，包括能源儲(chǔ)能發(fā)電服務(wù)、峰值電源、備用電源，特別是在應(yīng)對(duì)極端天氣情況下，電力的穩(wěn)定性等關(guān)鍵環(huán)節(jié)都具有不可代替的作用。

成本預(yù)期

從目前的整體情況看，中國在氫能產(chǎn)業(yè)的起步相對(duì)較晚，但發(fā)展速度較快，目前已經(jīng)基本形成較為完整的工業(yè)體系，不足主要是核心的部件材料和技術(shù)還沒有突破；批量化能力還未形成；應(yīng)用時(shí)間比較短，技術(shù)迭代升級(jí)不夠。

不過行業(yè)對(duì)于氫能的應(yīng)用和認(rèn)識(shí)也在不斷更迭之中。根據(jù)魏鎖的觀察，特別是2021年開始，大家認(rèn)識(shí)到在氫能運(yùn)用過程中，在化工工業(yè)領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用會(huì)早于在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，所以很多企業(yè)現(xiàn)在積極地進(jìn)入到電解槽的技術(shù)研發(fā)之中。氫能最后在能源體系中到底可以占多少比重，首先是取決于技術(shù)進(jìn)步，其次是成本。“以前電解槽生產(chǎn)制造只有4家企業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)15家左右了。去年一些地方政府包括內(nèi)蒙古、新疆、寧夏、吉林也有新能源制氫的項(xiàng)目，這是一個(gè)新的開端。”

從制氫環(huán)節(jié)看，目前已經(jīng)基本具備了批量化生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用的條件。氫能的成本，包括相關(guān)的設(shè)備產(chǎn)品等仍然較高。但行業(yè)存有成本下降的預(yù)期。

從成本的角度，隆基方面對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者分析，在生產(chǎn)側(cè)實(shí)現(xiàn)一塊五一方綠氫的可能性。2021年3月，西安隆基氫能科技有限公司成立，是隆基綠能科技股份有限公司的控股子公司，主業(yè)方向?yàn)闅淠苎b備技術(shù)，制氫裝備工廠設(shè)立在江蘇無錫。

隆基方面認(rèn)為，最近兩年，光伏產(chǎn)業(yè)鏈由于供需不均衡導(dǎo)致原材料價(jià)格上漲，這只是階段性的狀態(tài)。隨著產(chǎn)業(yè)資本大規(guī)模介入光伏的產(chǎn)業(yè)鏈，光伏的成本一定會(huì)快速下降。每度電實(shí)現(xiàn)兩毛錢的成本，在一些資源豐富的地區(qū)是可以實(shí)現(xiàn)的。電解水制氫每標(biāo)方的氫氣需要4.5度電。如果電力的成本控制在每方氫9毛錢的水平，再加上設(shè)備的折舊、運(yùn)維以及相對(duì)必要的資產(chǎn)回報(bào)率，把氫氣控制到一方氫一塊五毛錢的水平是完全有可能的。

低成本的電力是實(shí)現(xiàn)這一預(yù)期的關(guān)鍵。根據(jù)殼牌預(yù)測，2060年，用于制氫的電力需求將進(jìn)一步增長25%。整個(gè)電力系統(tǒng)（面向終端用能行業(yè)和制氫行業(yè)）的規(guī)模達(dá)到目前水平的將近四倍。因此亟需將“綠電”于“綠氫”聯(lián)系起來。

隆基方面建議關(guān)注以下問題：第一，行業(yè)要定義“綠氫”的標(biāo)準(zhǔn)，明確“十四五”、“十五五”期間“綠氫”占比，提出“綠氫”產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，提高“綠氫”在工業(yè)脫碳中的作用和價(jià)值，鼓勵(lì)用可再生能源水電解制氫；第二，將綠氫管理納入到能源管理體系，制定綠氫價(jià)格政策，給予綠氫適當(dāng)補(bǔ)貼激勵(lì)，繼續(xù)深化完善碳交易市場，探索碳稅政策；最后，在具備可再生能源發(fā)電資源優(yōu)勢并有綠氫消納的地區(qū)，例如四大煤化工基地，建立國家級(jí)大型綠氫“領(lǐng)跑者”示范基地，鼓勵(lì)推廣先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)，打通產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)“制儲(chǔ)輸用”一體化。

卡在哪里？

在協(xié)鑫新能源控股有限公司副總裁兼首席專家馮慶東看來，《規(guī)劃》突出可再生能源制氫的發(fā)展方向，這也是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。希望從國家層面出臺(tái)扶持政策，包括可再生能源制氫的專項(xiàng)政策，其中的關(guān)鍵在于解決電價(jià)支持問題，才能真正實(shí)現(xiàn)“先立后破”。

基于在可再生能源制氫領(lǐng)域的一些探索，也結(jié)合了內(nèi)蒙古、新疆、四川等地的實(shí)際情況，馮慶東認(rèn)為，電價(jià)問題一直是可再生能源制氫的焦點(diǎn)：電價(jià)太高就會(huì)導(dǎo)致可再生能源制氫的成本較高，同化石能源制氫相比不能形成競爭力（其中，化石燃料制氫成本未將二氧化碳捕集利用成本考慮在內(nèi)）。這就導(dǎo)致了可再生能源制氫“說得多，也很受關(guān)注，但做不起來”。

3月23日，馮慶東對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者表示，光伏制氫存在制氫時(shí)間短的問題，受制于光照小時(shí)數(shù)的限制，并不能滿足24小時(shí)連續(xù)制氫的應(yīng)用場景需求，設(shè)備利用小時(shí)數(shù)低，投資回收周期長，貸款壓力很大。因此，對(duì)于鋼鐵、冶金、石化、硅工業(yè)等領(lǐng)域就必須要采購一部分網(wǎng)電用以制氫。

若在高峰時(shí)段用網(wǎng)電制氫，因?yàn)檫@樣一來就無法保證“清潔性”，從電源結(jié)構(gòu)看，目前火電占比在68%—70%之間。網(wǎng)電制氫的價(jià)格一般為0.6元/度，低谷電以前是各省（地區(qū)）情況不一，近期電價(jià)上漲導(dǎo)致低谷電價(jià)也隨之上浮約為0.3元/度。這就導(dǎo)致了可再生能源制氫的成本進(jìn)一步提升，企業(yè)如將貸款利率考慮在內(nèi)，整體的投資回報(bào)率延長，“算來算去，可再生能源制氫的賬都算不過來”。

馮慶東認(rèn)為發(fā)展可再生能源制氫，要因地制宜，從不同的地區(qū)不同的資源特點(diǎn)出發(fā)，不同的應(yīng)用場景出發(fā)，考慮風(fēng)電、光伏發(fā)電以及部分電網(wǎng)的低谷電來實(shí)現(xiàn)，這或許是一個(gè)發(fā)展的方向。“但0.3元/度以上的低谷電價(jià)顯然削弱了低谷電在降低可再生能源制氫成本方面的優(yōu)勢，因?yàn)槠湓揪陀械膬?yōu)勢也不是非常明顯，因此建議出臺(tái)一些專項(xiàng)的電價(jià)扶持政策”，另外，馮慶東認(rèn)為，一些地區(qū)在低谷電里面給出的電價(jià)報(bào)價(jià)過程當(dāng)中也包含一部分附加費(fèi)和各種交叉補(bǔ)貼，也需要因地制宜，出臺(tái)電價(jià)方面的扶持政策，支持可再生能源制氫發(fā)展起來。

馮慶東認(rèn)為，在氫能參與電力市場交易方面，主要考慮燃?xì)廨啓C(jī)摻氫發(fā)電參與現(xiàn)貨市場交易和輔助服務(wù)。后期如果氫燃料電池發(fā)展起來了，也可以參與電力市場交易。在氫儲(chǔ)能方面，馮慶東表示，氫的載體氨適合長期大容量跨季節(jié)存儲(chǔ)，儲(chǔ)氨的技術(shù)及安全標(biāo)準(zhǔn)成熟，成本低。要保障能源安全，發(fā)展以氫能及氫能載體為主的分布式能源系統(tǒng)是不可缺少的的形態(tài)。未來隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，核能制氫、光解水制氫等制氫方式也會(huì)逐漸發(fā)展起來。

從“灰”到“綠”

根據(jù)《規(guī)劃》，到2025年，形成較為完善的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制度政策環(huán)境，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提高，基本掌握核心技術(shù)和制造工藝，初步建立較為完整的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)體系。氫能示范應(yīng)用取得明顯成效，清潔能源制氫及氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)取得較大進(jìn)展，市場競爭力大幅提升，初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系；到2030年，形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，產(chǎn)業(yè)布局合理有序，可再生能源制氫廣泛應(yīng)用，有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

從供應(yīng)角度看，這就涉及制氫體系由灰氫向綠氫過渡的問題。可再生能源制氫目前包括光伏發(fā)電、風(fēng)電、核能制氫（通過核能散發(fā)的熱能對(duì)高溫固體氧化物電解槽）以及此次《規(guī)劃》提及的光解水制氫。

馮慶東表示，從技術(shù)成熟度角度出發(fā)，目前可再生能源制氫的路徑演變主要是現(xiàn)階段通過光伏風(fēng)電再加上一部分低谷電堿性槽電解制氫，而后在逐步擴(kuò)展到質(zhì)子交換膜電解水制氫，再進(jìn)一步可以發(fā)展到核能制氫，其在場景需求和靈活性布置上還有很多優(yōu)勢。

中國已成為全球第一的可再生能源發(fā)電國，由于缺乏足夠彈性電源和規(guī)模儲(chǔ)能的電力網(wǎng)，消納存在明顯的地域性和時(shí)段集中的特征。行業(yè)觀點(diǎn)認(rèn)為，發(fā)展適應(yīng)風(fēng)電、光伏和調(diào)峰等波動(dòng)的電解水制氫，既有利于可再生能源的高質(zhì)量開發(fā)，也有利于工業(yè)過程以綠氫替代。

從綠氫制取的核心電解技術(shù)的角度分析，中國主要采用傳統(tǒng)的堿性槽電解制氫技術(shù)，單臺(tái)產(chǎn)氣量可大于1000m3/h，但能耗仍然居高不下，調(diào)控靈活性難以適應(yīng)可再生電力的強(qiáng)波動(dòng)特性，亟需著力發(fā)展新型電解技術(shù)，提升其效率及調(diào)控靈活性。

未來降本基本的路徑方面，馮慶東提出，通過風(fēng)電和光伏發(fā)電加上一部分低谷電互補(bǔ)，可以實(shí)現(xiàn)至少是16小時(shí)以上的制氫。而在專項(xiàng)的支持和扶持政策上，前段時(shí)間出臺(tái)的政策主要是圍繞加氫站環(huán)節(jié)，但目前還傳導(dǎo)不到上游的制氫環(huán)節(jié)上來，所以我們下一步出臺(tái)的政策建議直接在可再生能源制氫這一環(huán)節(jié)給予扶持。如果制氫做起來了，應(yīng)用場景多了，電解槽的成本也會(huì)進(jìn)一步下降，另外也要提高設(shè)備利用小時(shí)數(shù)，盡可能提高設(shè)備的利用效率，縮短投資回報(bào)周期。