氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,能幫助可再生能源大規模消納,實現電網大規模調峰和跨季節、跨地域儲能,加速推進工業、建筑、交通等領域的低碳化。我國具有良好的制氫基礎與大規模的應用市場,發展氫能優勢顯著。加快氫能產業發展是助力我國實現碳達峰碳中和目標的重要路徑。國家發展改革委、國家能源局聯合印發了《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》。氫能的開發與利用正在引發一場深刻的能源革命,氫能成為破解能源危機,構建清潔低碳、安全高效現代能源體系的新密碼。 能源危機開啟了氫能開發和利用的探索之路 氫能作為一種替代能源進入人們的視野還要追溯到20世紀70年代。其時,中東戰爭引發了全球的石油危機,美國為了擺脫對進口石油的依賴,首次提出“氫經濟”概念,認為未來氫氣能夠取代石油成為支撐全球交通的主要能源。1960年至2000年,作為氫能利用重要工具的燃料電池獲得飛速發展,在航天航空、發電以及交通領域的應用實踐充分證明了氫能作為二次能源的可行性。氫能產業在2010年前后進入低潮期。 但2014年豐田公司“未來”燃料電池汽車的發布引發了又一次氫能熱潮。隨后,多國先后發布了氫能發展戰略路線,主要圍繞發電及交通領域推動氫能及燃料電池產業發展;歐盟于2020年發布了《歐盟氫能戰略》,旨在推動氫能在工業、交通、發電等全領域應用;2020年美國發布《氫能計劃發展規劃》,制定多項關鍵技術經濟指標,期望成為氫能產業鏈中的市場領導者。至此,占全球經濟總量75%的國家均已推出氫能發展政策,積極推動氫能發展。 我國氫能產業和發達國家相比仍處于發展初級階段。近年來,我國對氫能行業的重視不斷提高。2019年3月,氫能首次被寫入《政府工作報告》,在公共領域加快充電、加氫等設施建設;2020年4月,《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》擬將氫能列入能源范疇; 2020年9月,財政部、工業和信息化部等五部門聯合開展燃料電池汽車示范應用,對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業化攻關和示范應用給予獎勵;2021年10月,中共中央、國務院印發《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,統籌推進氫能“制—儲—輸—用”全鏈條發展;2022年3月,國家發展和改革委員會發布《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》,氫能被確定為未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體,氫能產業被確定為戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。 近年來,我國氫能產業發展迅速,基本涵蓋了氫氣制—儲—輸—用全鏈條。 氫能產業鏈的上游為制氫,我國是世界第一產氫大國,氫氣產能約3300萬噸。根據制取過程的碳排放強度,氫被分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”。灰氫是指通過化石燃料燃燒產生的氫氣,在生產過程中會有大量二氧化碳排放;藍氫是在灰氫的基礎上,應用碳捕集和封存技術,實現低碳制氫;綠氫是通過太陽能、風力等可再生能源發電進行電解水制氫,在制氫過程中沒有碳排放。目前,我國氫氣制取以煤制氫方式為主,占比約80%。未來,隨著可再生能源發電成本持續降低,綠氫占比將逐年上升,預計2050年將達到70%。 氫能產業鏈的中游是氫儲運,高壓氣態儲運技術已商業化,是最為廣泛的氫能儲運方式。長管拖車運輸靈活性高,適用于短距離、小體量輸氫;液氫存儲和固態儲氫無需壓力容器,運輸便捷,是未來實現大規模氫能儲運的方向。 氫能產業鏈下游為氫的綜合應用,氫氣作為一種工業原料可廣泛應用于石油、化工、冶金、電子、醫療等領域,此外,氫氣還可通過氫燃料電池或氫內燃機轉化為電能和熱能,可覆蓋社會生產生活的方方面面。到2060年,我國氫能需求預計達1.3億噸,其中工業需求占主導地位,占比約60%,交通運輸領域將逐年擴大規模達到31%。