加快推進氫能源產業發展探索內蒙古現代能源經濟的多元化路徑

趙云平 司詠梅

摘? 要：氫能被譽為21世紀替代化石燃料、控制地球溫升、解決能源危機最理想的“終極能源”。隨著政策強力支持和相關技術突破，氫能源產業很可能在未來幾年內實現暴發式增長。目前，無論是發達國家還是國內各省區，都在爭相布局氫能源相關產業。內蒙古發展氫能源產業既有良好的資源和產業基礎，又能夠與風能、太陽能等新能源產業實現互補發展，而且具有良好的推廣應用前景。建議內蒙古加強規劃引導、制定扶持政策、引進啟動項目、完善配套條件，力爭在氫能源產業規模擴張、布局選點的初創階段搶占先機，為發展現代能源經濟和建設世界級的多種能源綜合利用基地探索多元化路徑。

關鍵詞：氫能源? 新興產業? 現代能源經濟

習近平總書記指示內蒙古要做好現代能源經濟這篇大文章，粟戰書委員長指示內蒙古要建設世界級的多種能源綜合利用基地。為把總書記和委員長的指示精神落實、落地，內蒙古必須緊跟能源革命和技術進步趨勢，研究探索發展現代能源經濟的多元化路徑。近期調研發現，氫能源產業正在成為當今世界的藍海產業，呈現即將暴發態勢，且氫能產業與內蒙古現有資源優勢和產業基礎存在許多契合點，內蒙古應把加快發展氫能產業作為現代能源經濟的重要突破口。

一、氫能源行業現狀及趨勢

氫（H）元素廣泛存在于自然界中，氫氣作為燃料具有燃燒熱值高、能量密度大、可儲存、可再生、可電可燃、零污染、零排放等優點，是替代化石燃料理想的清潔能源。從農業社會使用秸稈柴草到工業社會使用煤炭、石油、天然氣等化石能源，人類燃料升級過程本質上表現為一種減碳增氫過程。如煤炭和柴薪的碳氫比為1：1，石油碳氫比為1：2，天然氣碳氫比為1：4，碳氫比越來越高。從這一視角分析，作為碳氫比正無窮大的氫能源有可能成為未來能源的主角，被譽為21世紀控制地球溫室效應、解決能源危機的“終極能源”。鑒于此，氫能成為當今世界能源科技戰略爭先搶占的制高點，各國都在努力發展氫能源產業，期待在未來的爆發中占得先機。

（一）世界氫能源發展現狀及趨勢

雖然從目前技術水平看，氫氣作為燃料在制取、儲存等方面依然存在一定困難，距離大規模低成本應用尚有一定距離，但由于巨大的成長前景，世界各發達國家都十分重視氫能源發展。一是各國紛紛出臺氫能源支持戰略。日本作為能源短缺國家，對氫能的推廣力度是世界最大的。如在2000年日本政府就通過NEDO項目開展燃料電池實用化研究，并對氫能源小型商業化系統開發企業、加氫站建設和購買氫燃料電池的買家予以補貼，并在政府層面致立于相關規范標準和法律法規的建立。德國實施了國家氫和氫燃料電池技術創新計劃（NIP），政府出資并社會募集共14億歐元的專項資金用于氫能源項目開發。此外，美國、韓國等政府也都在氫能源開發利用方面出臺相應的支持戰略。二是氫能源正在成為企業投資的藍海。目前，日本的東芝、松下，韓國的現代汽車等知名企業，美國的Air Products、Praxair等世界先進的氣體公司，都在積極參與政府氫能源項目并布局氫能源產業。尤其是德國由6家龍頭企業結成了H2 Mobility企業聯盟，以社會資本身份支持氫能產業發展。三是氫能源產業及推廣應用呈現快速增長勢頭。2017年全球燃料電池裝機量達到670MW，增長30%;燃料電池乘用車累計銷售6000輛，占全球燃料電池乘用車總銷量的九成以上;加氫站數量達到328座，主要分布在歐洲、亞洲和北美地區。可以預期，未來5年內氫能源產業必將迎來暴發式增長階段。

（二）我國氫能源產業發展現狀及趨勢

一直以來，中國政府也一直緊隨發達國家的腳步，對氫能源產業投入了大量支持。一是國家層面發展氫能源的戰略路徑逐步明晰。2016年國家氫能標委會發布的《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》首次提出我國氫能產業的發展路線圖，預計2030年國內將建成加氫站1000座，氫燃料電池車達到100萬輛。《中國制造2025》明確燃料電池汽車列入發展重點。2019年《政府工作報告》提出加快推動充電、加氫等設施建設，財政部發布《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，支持各地對充電、加氫基礎設施“補短板”。國家發改委發布的《產業結構調整指導目錄（2018本）》也將加氫站列入鼓勵類產業。二是許多企業氫能源投資熱度快速升溫。2018年國家能源集團聯合旗下能源骨干企業、運輸及相關制造企業、高校及科研院所，成立了國內首個氫能和燃料電池產業聯盟。長城、吉利、宇通、上汽等重點汽車制造企業也在制定規劃和加大投入，推進燃料電池汽車研發和產業化。中石油、中石化等石油巨頭紛紛加大加氫站建設力度，氫燃料電池及零部件、制氫、儲運、加氫站等氫能產業鏈的各個環節都在加速突破。僅2017年氫燃料電池項目投資規模就達1000多億元，氫能源產業已行至“風口”。隨著氫能終端應用帶動產業鏈整體發展，預計未來5年我國氫能產業將成為超萬億規模的朝陽產業。三是各省區都對氫能產業發展表現出極高的熱情。全國已有十余個省市發布了氫能產業發展規劃，如寧波市《關于加快氫能產業發展的若干意見》提出，2025年建成加氫站20座至25座，氫燃料電池汽車突破1500輛，成為具有全球影響力的氫能產業基地。《常熟市氫燃料電池汽車產業發展規劃》提出，將氫燃料電池汽車產業作為推進產業結構調整、科技創新突破的重要抓手，建設氫燃料電池汽車產業園，2030年形成千億元級產業集群。此外，南京、成都、佛山、蘇州、武漢等城市均已正式發布氫能源產業發展規劃，一些城市的氫燃料電池、加氫站等項目加快建設，各地區都期望在未來氫能源產業暴發的饕餮盛宴中搶得先機。

二、內蒙古發展氫能源產業的優勢條件

（一）內蒙古能源化工產業是氫能源產業的重要基礎

氫能產業鏈包括制氫、儲運及利用等環節，其中制氫是最基礎環節。目前，制取氫氣的技術路徑非常多，如煤氣化制氫、化工副產品制氫、電解水制氫及光解水制氫等，具體采用哪種方式主要取決于技術成熟度、成本經濟性和環境友好性。相比較而言，煤炭、天然氣等化石燃料制氫目前技術成熟、成本最低，但由于制氫過程中二氧化碳排放過高，違背了氫能作為清潔能源的核心本質。電解水制氫雖然整個過程不產生碳排放和其它污染物，但成本太高而經濟性欠佳。光解水直接制氫雖然技術工藝簡單（太陽照在加了二氧化鈦的水里就可以產生氫氣），但現行只有6%的制氫效率因達不到10%的工業化要求而無法大規模應用。因此，目前我國大規模工業化制取氫氣主要采用化工過程副產品制氫技術，如煤化工、電解鹽制堿、合成氨、石油煉化等過程均大量副產氫氣，技術成熟、成本低且環境友好，目前我國每年約生產2000多萬噸氫氣，其中96%來自化工副產品制氫。

內蒙古是全國重要的能源和現代化工基地，具有發展制氫產業良好的資源、能源和產業基礎。以蒙西“小三角”地區為例，烏海及周邊地區已建成煤焦化產能2900萬噸，每百萬噸焦化副產約4億立方米焦爐煤氣，成分中氫氣含量約占55%。按焦爐利用率70%計算，可年產焦爐煤氣81.2億立方米。即使一半企業自用，還剩余40.6億立方米焦爐煤氣，折算氫氣含量約為22.3億立方米。電石是生產PVC等氯堿化工過程中必要的生產環節，烏海及周邊現有電石產能900萬噸，每1萬噸電石產能可產電石爐尾氣約400立方米，每年電石爐尾氣總量約為36萬立方米，按氫氣含量約5%測算，折算氫氣含量約為1.8萬立方米。目前當地焦爐煤氣和電石爐尾氣大部分作為燃料直接燒掉，或少部分用于制天然氣、制甲醇等，尚沒有更經濟的利用途徑。而利用焦爐煤氣和電石爐尾氣富含氫氣的特點發展制氫產業，是推動煤焦化工和氯堿化工產業綠色轉型升級的重要路徑。

（二）氫能產業可以與內蒙古風光新能源產業互補發展

內蒙古太陽能、風能資源豐富，開發潛力巨大。2018年內蒙古風電裝機2868萬千瓦，發電量632億千瓦時，分別占全國的15.6%和17.3%;太陽能發電裝機945萬千瓦，發電量84.9億千瓦時，分別占全國的5.4%和4.8%。但是，由于外送通道不足和就地消納能力有限，市場約束造成嚴重的棄風、棄光現象，既制約著已建成項目的效益發揮，又制約著可再生能源產業的未來潛力。提高風能、太陽能發電就地消納能力是內蒙古建設綠色清潔能源基地必須突破的重大短板。

氫能產業與太陽能、風能發電產業存在著天然互補性。首先，氫具有GW級的儲能容量和較長的放電時間，一直被視作太陽能、風能等不穩定可再生能源的橋梁。由于氫氣與電力之間可以相互轉化，太陽能、風能等可再生能源可先轉化為電力再通過電解水來制氫，而產生的氫氣反過來也可以通過發生化學反應釋放化學能再來發電，在這一過程中氫氣成為一種儲能介質和電一樣的能源載體。其次，風能、太陽能的間歇性導致棄風、棄光等現象，如果把棄掉的風、光等可再生能源利用起來電解水制氫，不僅可解決棄電問題，還能反過來利用氫氣再發電增強電網的協調性和可靠性，而且整個過程清潔環保，幾乎不產生二氧化碳。可以說，只要制氫的能量來源是可再生能源，那么整個氫能的生產和應用過程就都是清潔環保可持續的。因此，內蒙古發展氫能源產業，將成為能源化工產業與新能源產業互補共生的結合點，既可以提升可再生能源就地消納水平，又可以整體上推動內蒙古高碳產業低碳化發展。

（三）內蒙古氫能源應用具有巨大的市場潛力

交通領域目前是全球氫能技術應用的“領頭羊”，因為氫燃料電池車與傳統汽車相比，具有無污染、無噪聲、無傳動部件的優勢。與電動汽車相比，又具有續航里程長、充電時間短、起動速度快的優勢。目前我國氫燃料汽車主要分布在商用車和特種車輛領域，氫燃料電池乘用車還處于示范運行階段，因而近期內礦山運輸車、公交車、環衛車、綠化車、物流車、叉車等將成為氫能源推廣應用的重點領域。

內蒙古作為礦產資源大區和采礦業集聚地區，礦產開發及運輸將對氫燃料汽車形成巨大需求。據初步估算，僅烏海及周邊地區使用的大型重卡、礦車就超過5萬輛，加上公交、物流、環衛等車輛，如果未來補貼政策到位且加氫站等基礎設施配套，使用群體將會非常龐大，從而為氫能源產業發展創造良好的市場環境。此外，除了交通領域的應用外，氫能源還可廣泛應用于大中規模的儲能和發電行業，還可作為工業能源、化工原料等，對內蒙古發展儲能產業和加氫類（如煤制油、焦油加氫）化工產業形成良好的共生互促機制，從而完善內蒙古的資源型產業體系和鏈條。

三、內蒙古發展氫能源產業的建議

當然，目前我國氫能開發、氫燃料電池和氫能源應用等方面還存在著核心技術欠缺、法規標準滯后、配套設施不完善等問題，氫能產業發展仍處于路徑探索、規模擴張、市場培育、先期布點的初創期間，發展過程也難免會遇到各種困難。但換個角度看，這種不確定性較大的產業初創期也正是各地爭取先發優勢的戰略機遇期，如果等到產業發展技術成熟、路徑定型、布局定點再發展，機會也就稍縱即逝了。內蒙古必須搶抓戰略機遇，對發展氫能源產業提早謀劃、提早布局。為此建議：

（一）加強規劃引導，做好頂層設計

鑒于目前氫能源產業發展處于初創階段和地區間、企業間競爭激烈的實際，內蒙古發展氫能源產業既需要遵循市場規律，更需要政府層面的頂層設計和政策引導。為此，建議結合自治區已經啟動的“十四五”規劃編制工作和正在研究編制的現代能源經濟發展規劃，編制氫能源產業專項發展規劃。工作重點：一是緊密跟蹤國內外氫能源技術進步趨勢和區域及市場競爭態勢，結合內蒙古的優勢條件，研究制定內蒙古發展氫能源產業發展的具體路徑、體系目標及重點領域，為政府推動和企業投資提供方向引導。二是借鑒其它省區經驗，研究內蒙古氫能源產業發展的扶持政策，提升內蒙古在全國氫能源產業分工中的核心競爭力。

（二）引進氫能源項目，培育產業暴發點

在做好氫能源產業發展頂層設計的基礎上，內蒙古氫能源產業發展需要堅持試點先行、串點成鏈、由鏈成體、逐次拓展的推進策略，為此建議優勢地區和成熟環節先行突破。一是地區試點方面可以考慮讓條件相對成熟、相關產業配套較好的“小三角”地區先行布局。二是產業鏈選擇方面可以考慮率先在技術已經相對成熟的焦爐煤氣制氫及下游的氫燃料電池項目入手，為下一步產業鏈條延伸奠定基礎。

（三）強化配套設施，完善產業生態

為了提升內蒙古對氫能源產業招商引資的吸引力和未來產業發展的根植力，必須以優化產業生態為目標，強化配套軟環境和硬條件建設。一是鼓勵和扶持加氫站等配套設施建設，提高區域覆蓋度并盡快形成網絡效應。二是加大氫能源汽車推廣力度，在大型礦山及城市環衛、公交等領域加快推進氫能源汽車應用替代，力爭早日形成市場規模效應。三是加大氫能公共創新平臺建設，建議自治區相關部門設立氫能技術研發科技專項資金，強化與國內外氫能研發機構合作共建研發平臺，同時支持區內如北奔重卡等龍頭企業提早布局氫能源汽車等研發及產業化項目，力爭在全國氫能源汽車產業鏈構建階段搶占先機。

（作者單位：內蒙古自治區發展研究中心）

責任編輯：康偉