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撬動做強氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略與政策支點

國際金融報發(fā)布時間:2020-08-19 10:51:11

  “到2050年,全球氫能占能源比重約為18%,氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元,且隨著技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)資本的持續(xù)投入,未來10-20年全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機遇期。”

  從國家發(fā)展改革委與北京市聯(lián)手在大興區(qū)打造北京首個氫能產(chǎn)業(yè)園,到廣州市人民政府發(fā)布《廣州市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019-2030)》提出建造大灣區(qū)氫能運營中心,再到中石油聯(lián)合三家企業(yè)在上海成立一家合資氫能公司,及至擁有“氫能第一股”之稱的億華通正式登錄A股,有關(guān)氫能的新聞在日前聚集性釋放出來,一股“氫能熱”在國內(nèi)蔓延。

  門捷列夫的化學(xué)元素周期表上,氫(H)位于63種化學(xué)元素之首,這不僅僅是理論上說氫只有一個質(zhì)子,同時也代表氫是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)。天空的大氣中有氫,地下的水中也有氫,甚至地殼巖石層斷裂時也會冒出氫。另外,石油天然氣以及煤炭等化石燃料中也蘊含著氫,焦爐、鋼鐵、化工等工業(yè)副產(chǎn)品品種同樣藏著氫。正是因為藏匿和分布于不同的載體,氫作為二次能源就有山門派系之別。從煤炭、石油等化石燃料以及工業(yè)副產(chǎn)品中制取的氫稱為灰氫,但如果通過碳捕獲技術(shù)隔離掉了取氫過程的二氧化碳,灰氫就變成了藍氫,同時,從電解水、光能、風(fēng)能等生物質(zhì)中制取的氫則叫綠氫。目前全球氫氣年產(chǎn)量中高達99%取自化石燃料。

  作為二次能源,氫是除核燃料外所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中能量密度最高的一種能源,導(dǎo)熱系數(shù)是絕大多數(shù)氣體的10倍以上,說得通俗點就是,氫氣不僅容易點著,而且火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?,作為能源用在汽車等交通工具上可使發(fā)動機快速點火啟動,作為能量用于火箭等航天器的發(fā)射可使飛行工具更敏捷起飛,作為動能作用于機械等生產(chǎn)工具可以讓作業(yè)效率更高。

  在經(jīng)濟性方面,由于受到制取成本的制約,雖然很難說氫氣在所有方面都具有性價比優(yōu)勢,但在許多領(lǐng)域仍有著足夠的吸引力。以氫燃料電池為例,汽車充滿五公斤的氫氣可以續(xù)航650公里,總價格大約是175元,而改用汽油同樣行駛650公里,車輛燒油費用約為350元,前者成本只是后者的一半。按照國際能源署與國際氫能委員會的研究成果,規(guī)?;墙档蜌淠艹杀镜年P(guān)鍵,一旦使用量上來,氫能源系統(tǒng)的制取成本會以每年20%-30%左右的速度下降,其中當(dāng)然也包括氫能產(chǎn)品的消費端成本。

  再看安全性,許多人知道氫彈作為核武器的殺傷力,因此往往會“談氫色變”,其實不然。且不說氫彈并不等于氫,作為一種能夠爆炸的氣體,氫氣的比重只有整個空氣的十四分之一,這樣輕飄飄的一個東西,一旦泄漏出來就會往天空中跑,而且跑得非??欤斓?jīng)]來得及燃燒和沒來得及爆炸就已經(jīng)揮發(fā)掉了。因此,氫氣實際上一種非常安全的氣體。而更有意義的是,氫燃燒的產(chǎn)物是水,絲毫不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物以及粉塵顆粒等危害環(huán)境的負外部性產(chǎn)品,因此,氫可以說是世界上最干凈的能源,也是幫助未來人類脫碳最有前途的打開方式。

  鑒于氫的高效性、經(jīng)濟性以及安全性等多功能特征,氫的使用場景自然就特別廣泛。另外,氫不僅可以作為一種備用電源為企業(yè)與家庭使用,而且未來氫氣就好像今天的液化氣那樣,可以通過管道進入百姓家庭中。

  儲能也是氫彰顯自身功用的核心場景之一。我們知道風(fēng)能、太陽能等新能源因受到風(fēng)力以及光源影響帶有極不穩(wěn)定性,全國每年因此有約1000億度可借用新能源發(fā)的電眼睜睜地跑掉,但如果能夠?qū)㈦娏Φ葌鹘y(tǒng)技術(shù)無法吸納到的風(fēng)能與光伏等全部變成氫能儲藏起來,需要時再投放出去,對經(jīng)濟與社會所產(chǎn)生的影響顯然不可低估。此外,氫不僅作為一種新型動能滲入傳統(tǒng)經(jīng)濟領(lǐng)域,還可帶動石油化工、鋼鐵煤炭以及電力熱力等產(chǎn)業(yè)發(fā)展氫能,從而帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

  完整地看,從氫的制取,到氫的儲運,再到氫的交易以及分發(fā)和使用,中間還有氫能的檢測與認證,氫氣牽起了一條長長的產(chǎn)業(yè)鏈,其中既有相關(guān)設(shè)備的構(gòu)造與投入,也有龐大的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與改良,既有資源產(chǎn)業(yè)鏈,也有材料產(chǎn)業(yè)鏈,還有各種使用場景外溢出的商業(yè)價值。據(jù)國際氫能委員會預(yù)測,到2050年全球氫能占能源比重約為18%,氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元,且隨著技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)資本的持續(xù)投入,未來10-20年全球氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機遇期。

  基于氫能的巨大使用場景以及龐大的產(chǎn)業(yè)鏈價值,氫能的開發(fā)與利用不僅成為了許多國家實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要路徑,而且上升為國際競爭的重要部份。截至目前,占世界GDP 70%的18個國家均制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略,美國近10年對氫能和燃料電池的資助每年保持在1億-2.8億美元之間,歐盟在境內(nèi)鋪設(shè)的輸氫管道已長達1598公里,日本國內(nèi)的加氫站已增至300多個,全球正在推進中的可再生能源制氫項目規(guī)模從一年前的每月320萬千瓦提高到目前的每月820萬千瓦。

  作為世界最大的化石能源消費國與進口國,中國開發(fā)與利用氫能的意義不言而喻。資料顯示,到今年年底,我國年產(chǎn)氫氣將達到一億噸,為全球第一大氫氣生產(chǎn)國。到2050年,國內(nèi)氫氣產(chǎn)量將增長到5億噸左右,氫能在我國終端能源消費占比上升至10%。需求方面,到2050年,國內(nèi)市場對氫氣需求量至少達到6000萬噸,中國作為全球氫能最大消費國的地位將得到進一步鞏固。作為終端能源體系的消費主體,氫能將帶動形成一個12萬億元產(chǎn)值的新興產(chǎn)業(yè)??梢哉f,依托強大的石化、水電以及煤炭等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)資源以及豐厚的光、熱、風(fēng)等再生能源,面向巨大的市場需求,憑借戰(zhàn)略升維與政策創(chuàng)新的撬動與支撐,中國完全能夠在氫能國際競爭中搶占制勝高地。

  首先,加速頂層設(shè)計進程。雖然前不久氫能寫入了能源法,最近兩年的國務(wù)院政府工作報告中也連續(xù)提及,但目前國家既沒有氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,也缺乏專門的氫能開發(fā)與利用整體支持政策。對此,需盡快制定出臺國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,明確氫能在我國能源體系中的定位與開發(fā)利用的重點方向,整體規(guī)劃氫能制取、運輸、儲存、利用等全環(huán)節(jié)發(fā)展路徑以及國家標準,同時明確對氫氣安全監(jiān)管路線與舉措。

  其次,加大自主創(chuàng)新力度。從加氫槍、壓縮機、儲容器等關(guān)鍵設(shè)備,到氫密封材料、低溫金屬材料、高效冷絕緣材料等關(guān)鍵材料,我國氫制取、運輸、儲藏甚至使用所需許多核心技術(shù)與材料裝備以及零部件目前都有賴于進口。但值得慶幸的是,氫能的研發(fā)生產(chǎn)全球目前尚處初期階段,中國完全可以通過強化自主創(chuàng)新實現(xiàn)“彎道超車”。除了加大資金投入外,首先需要組建央企、國企創(chuàng)新聯(lián)合體,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈進行科技攻關(guān),在此基礎(chǔ)上依托大型能源企業(yè)成立國家級聯(lián)合研發(fā)和推廣應(yīng)用平臺,有效整合社會資源,推動全社會相關(guān)領(lǐng)域科研力量的廣泛參與和協(xié)同攻關(guān),聚焦核心技術(shù),加快突破薄弱環(huán)節(jié),合力推動我國氫能產(chǎn)業(yè)邁上全球價值鏈的中高端位置。

  再次,加快基礎(chǔ)設(shè)施布局。國內(nèi)目前輸氫管道只有約100公里,終端加氫站僅64座,基礎(chǔ)設(shè)施的乏力不僅很大程度上限制了氫能經(jīng)濟的規(guī)?;c商業(yè)成本的下降幅度,也導(dǎo)致氫能的使用場景單一,同時制約了相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)體系的發(fā)展。建議將氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)納入“新基建”盤子中給予重點扶持,除了國家扮演建設(shè)主體外,更應(yīng)通過BOT、PPP等方式引進社會資本參與氫氣站的投資,并在運營過程中給予充分的財稅惠補,同時支持中石油、中石化等國有能源巨頭加大對油氣管道的配套改造與完善,增補管道的氫能輸送功能。

  最后,加強區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)同。目前我國已形成京津冀、長三角和珠三角三大氫能產(chǎn)業(yè)區(qū)域,全國有20多個省份出臺了60多個氫發(fā)展規(guī)劃和支持政策。各個產(chǎn)業(yè)區(qū)與地方政府雖然在搶灘布局中都希望打造出完整的氫能產(chǎn)業(yè)閉環(huán),但存在著較為明顯的方向趨同與同質(zhì)化現(xiàn)象,這種結(jié)果顯然與頂層設(shè)計缺位緊密相關(guān)。而立足于本地資源稟賦、突出產(chǎn)業(yè)長項、打破技術(shù)瓶頸才是全國氫能布局的主線,如長三角作為我國最大的化工產(chǎn)業(yè)集群,氫能的開發(fā)應(yīng)集中到化工副產(chǎn)品身上,京津冀的氫能發(fā)展可側(cè)重藍氫與綠氫的研發(fā)和應(yīng)用,而珠三角則可借助工業(yè)基礎(chǔ)與科技實力展開膜電極、高性能電堆以及儲運氫設(shè)備等產(chǎn)業(yè)攻關(guān)與布局,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)成果共享與利益協(xié)同,走出一條成本投入低、區(qū)域共振強和整體效能優(yōu)的氫產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟路徑。

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