全球主要經(jīng)濟(jì)體氫能戰(zhàn)略及項(xiàng)目布局特點(diǎn)分析

程諾，劉瀟瀟，曹勇

（中國石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京100029）

碳中和目標(biāo)約束下，全球能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程持續(xù)加速，碳減排力度不斷加大。氫能有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)、交通等難減排領(lǐng)域的深度脫碳，被視為未來可有效接替終端傳統(tǒng)化石能源的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型方向。近年來世界主要經(jīng)濟(jì)體積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在各國氫能戰(zhàn)略統(tǒng)籌下國際能源公司順應(yīng)能源轉(zhuǎn)型潮流，將氫能定位為能夠與油氣業(yè)務(wù)緊密結(jié)合、協(xié)同發(fā)展的主要能源品種，積極謀劃發(fā)展氫能業(yè)務(wù)，低碳?xì)淠茼?xiàng)目動(dòng)向不斷。該文重點(diǎn)分析全球主要經(jīng)濟(jì)體氫能戰(zhàn)略及氫能項(xiàng)目布局特點(diǎn)，并據(jù)此提出我國能源化工企業(yè)氫能業(yè)務(wù)發(fā)展的相關(guān)建議。

1 全球主要經(jīng)濟(jì)體氫能發(fā)展戰(zhàn)略概述

總體而言，世界已發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略的國家可分為能源轉(zhuǎn)型先行者、能源技術(shù)引領(lǐng)者、傳統(tǒng)能源出口者和能源資源匱乏者四大類。不同經(jīng)濟(jì)體的能源資源稟賦、能源轉(zhuǎn)型壓力和國內(nèi)市場(chǎng)空間存在差異，所發(fā)布的氫能戰(zhàn)略重心及在全球市場(chǎng)的定位也有所不同。具體比較詳見表1。

1.1 能源轉(zhuǎn)型先行者：推動(dòng)氫能發(fā)展，助力難減排行業(yè)脫碳

以德國等歐盟國家為代表的能源轉(zhuǎn)型先行者將氫能產(chǎn)業(yè)視為重點(diǎn)行業(yè)深度脫碳的重要推動(dòng)力，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)以維護(hù)其綠色低碳環(huán)保形象，引領(lǐng)世界綠色化轉(zhuǎn)型。歐盟一直積極應(yīng)對(duì)氣候變化、減少溫室氣體排放，減排目標(biāo)相對(duì)激進(jìn)——已就《歐洲氣候法》達(dá)成臨時(shí)協(xié)議，計(jì)劃2030年溫室氣體凈排放量較1990年至少減少55%，2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。在其能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，電力部門以可再生能源及天然氣發(fā)電替代煤電率先脫碳，轉(zhuǎn)型成效顯著。隨著進(jìn)程推進(jìn)，歐盟能源轉(zhuǎn)型逐步步入深水區(qū)，即工業(yè)部門的深度脫碳。尤其在歐盟重塑工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的政策導(dǎo)向下，其深度脫碳對(duì)歐洲整體的能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要[1]。氫能特別是低碳排氫能，可為鋼鐵、石化化工等難減排行業(yè)提供有效的碳中和解決方案，將成為工業(yè)部門深度脫碳的重要路徑。

1.2 能源技術(shù)引領(lǐng)者：關(guān)注氫能技術(shù)研發(fā)，以駕馭產(chǎn)業(yè)未來主導(dǎo)權(quán)

以美國為代表的能源技術(shù)引領(lǐng)國秉承“實(shí)用主義”，更為關(guān)注氫能技術(shù)研發(fā)，以駕馭產(chǎn)業(yè)未來主導(dǎo)權(quán)，在“綠氫”規(guī)模化應(yīng)用方面則較為審慎。對(duì)于氫能這一能源轉(zhuǎn)型中的重要領(lǐng)域，美國始終重視相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，以確保可駕馭產(chǎn)業(yè)未來主導(dǎo)權(quán)。美國能源部H2@Scale 計(jì)劃近年來持續(xù)提供資金以支持氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、安全監(jiān)管以及在 工業(yè)、交通領(lǐng)域的示范項(xiàng)目等[2-3]。但在制氫來源選擇及規(guī)模化應(yīng)用方面則堅(jiān)持市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，關(guān)注技術(shù)成熟度及經(jīng)濟(jì)性，在氫能不具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的條件下審慎推廣，僅將其作為遠(yuǎn)期能源轉(zhuǎn)型的儲(chǔ)備力量[4]。

表1 世界主要經(jīng)濟(jì)體氫能戰(zhàn)略影響因素

1.3 傳統(tǒng)能源出口者：大力提升氫氣生產(chǎn)能力，以維護(hù)其能源出口地位

以澳大利亞、俄羅斯、沙特為代表的傳統(tǒng)油氣出口國正積極致力于在碳中和時(shí)代成為低碳?xì)淠艿纳a(chǎn)、出口大國，從而保障其在能源轉(zhuǎn)型大背景下的出口核心國地位。為應(yīng)對(duì)碳中和目標(biāo)帶來的能源轉(zhuǎn)型加快及市場(chǎng)需求變化，各出口國也陸續(xù)制定了涵蓋氫能生產(chǎn)和出口的產(chǎn)業(yè)扶持政策，以搶占新興能源市場(chǎng)。

澳大利亞政府2019年發(fā)布《國家氫能戰(zhàn)略》表示“力爭(zhēng)到2030年成為全球氫能產(chǎn)業(yè)主要參與者”，近年來積極推動(dòng)與日、韓等國的氫能貿(mào)易，以形成穩(wěn)定的國際合作關(guān)系[4]。隨著歐盟能源轉(zhuǎn)型步伐加快及對(duì)氫能重視度提高，俄羅斯政府也相應(yīng)加大對(duì) 氫能關(guān)注力度以適應(yīng)歐盟能源需求變化，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉俄對(duì)歐出口的能源產(chǎn)品將逐步從油氣轉(zhuǎn)向低碳能源如氫能；其2020 年發(fā)布的《2035 年能源戰(zhàn)略》明確提出了氫能出口目標(biāo)：2024 年氫能出口量達(dá)20 萬噸、2035 年至少達(dá)200 萬噸。沙特阿拉伯雖暫未發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略，但在公開場(chǎng)合均表示 “致力于成為世界最大氫氣出口國”，該國大型“綠氫”生產(chǎn)基地等項(xiàng)目也體現(xiàn)出計(jì)劃搶占國際出口市場(chǎng)的意圖。

1.4 能源資源匱乏者：積極開發(fā)海外氫能，以保障能源安全

以日本、韓國為代表的能源對(duì)外依存度較高的國家，發(fā)展氫能主要為保障本國能源安全。日本較早發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展路線圖，但受制于其國內(nèi)資源稟賦，可再生制氫條件有限，該國主要開拓海外資源。其戰(zhàn)略特別強(qiáng)調(diào)要構(gòu)建全球氫能供應(yīng)鏈，著眼世界范圍的低成本可再生能源以及褐煤等能源并結(jié)合CCS技術(shù)實(shí)現(xiàn)低碳制氫，并利用氫氣液化技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程海洋運(yùn)輸[5-6]。韓國積極發(fā)展氫能以保障能源安全，同時(shí)希望氫能產(chǎn)業(yè)能夠成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長極，致力于打造氫經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先國家。

2 全球主要經(jīng)濟(jì)體氫能項(xiàng)目布局分析

在氫能戰(zhàn)略指引下，各國能源企業(yè)積極謀劃發(fā)展氫能業(yè)務(wù)，主要經(jīng)濟(jì)體項(xiàng)目布局特點(diǎn)鮮明，既反映了現(xiàn)階段全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展共同趨勢(shì)，又折射出差異化的戰(zhàn)略定位。

2.1 項(xiàng)目重心不同

歐洲重視“綠氫”的規(guī)模化發(fā)展。由于推進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化的目標(biāo)高，碳減排壓力大，可選路徑有限，歐洲非常重視發(fā)展“綠氫”。德國氫能戰(zhàn)略明確將“綠氫”作為未來發(fā)展重點(diǎn)，計(jì)劃在2030年前將電解水制“綠氫”的產(chǎn)能提高至5 GW，2040 年前提高至10 GW。同時(shí)，歐盟企業(yè)積極利用北海風(fēng)力資源，發(fā)展百萬噸級(jí)“綠電”制氫大型項(xiàng)目。北海Nort H2“綠氫”、AquaVentus風(fēng)電制氫兩個(gè)“電氫”一體化項(xiàng)目均依托地理優(yōu)勢(shì)，利用海上風(fēng)電制氫，預(yù)計(jì)2035-2040 年實(shí)現(xiàn)10 GW 以上風(fēng)電制氫，最終“綠氫”年產(chǎn)能可達(dá)100 萬噸[7]。氫能利用場(chǎng)景以工業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹髑腋佣嘣Ｈ绲聡鴼淠茏钪饕膽?yīng)用領(lǐng)域是工業(yè)部門，但在交通等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用重點(diǎn)是助力難減排行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和，如冶金行業(yè)的氫氣直接還原工藝，石化化工行業(yè)以“綠氫”“藍(lán)氫”替代“灰氫”，形成工業(yè)生產(chǎn)“零碳排”新模式；而交通運(yùn)輸設(shè)備制造企業(yè)則依托產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)積極研發(fā)氫燃料交通工具。

美國在產(chǎn)業(yè)低碳化方向上偏重發(fā)展“藍(lán)氫”。由于天然氣資源條件優(yōu)越、成本低廉，加之CCUS技術(shù)規(guī)模化部署條件相對(duì)成熟，美國企業(yè)更青睞發(fā)展以天然氣制氫配套CCUS獲得“藍(lán)氫”。如巴肯能源欲將Great Plains合成燃料廠收購后改造為美國最大的低成本“藍(lán)氫”生產(chǎn)設(shè)施，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能約31萬噸[8]。

澳大利亞、沙特阿拉伯、俄羅斯均采取多種來源生產(chǎn)氫，但側(cè)重點(diǎn)有所不同，應(yīng)用領(lǐng)域更為關(guān)注氫儲(chǔ)運(yùn)及出口貿(mào)易。澳大利亞兼具較好的可再生能源和化石能源資源稟賦，其制氫來源可選項(xiàng)較多，首選光伏發(fā)電等可再生能源制氫，其次為化石能源制氫與CCS 技術(shù)結(jié)合；西澳大利亞正建設(shè)Western Green Energy Hub大型項(xiàng)目，近期目標(biāo)配套50 GW的風(fēng)電和光伏，遠(yuǎn)期目標(biāo)形成超300 萬噸/年綠氫產(chǎn)能。沙特阿拉伯以生產(chǎn)“藍(lán)氫”為主，同時(shí)試水“綠氫”項(xiàng)目。其豐富的天然氣儲(chǔ)量以及原油開采過程中的大量伴生天然氣均可用于制“藍(lán)氫”；同時(shí)其太陽能資源稟賦較好，為“綠氫”生產(chǎn)提供有利條件。沙特于2020年投資建設(shè)太陽神綠色燃料項(xiàng)目，配有光伏、風(fēng)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)，預(yù)計(jì)投產(chǎn)后氫氣產(chǎn)量有望達(dá)到約24 萬噸/年[9]。俄羅斯在氫能戰(zhàn)略中傾向以“藍(lán)氫”及“黃氫1世界核能協(xié)會(huì)將核能制氫稱為“黃氫”（Yellow Hydrogen）或“粉氫”（Pink Hydrogen）。”發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，而非“綠氫”。目前，俄羅斯天然氣和國家原子能公司分別負(fù)責(zé)天然氣重整+CCS制備“藍(lán)氫”、天然氣高溫裂解制備“青氫2“青氫”即Turquoise Hydrogen。引自：Hydrogen： A Future Cornerstone of EU-Russia Energy Relations? | Institute for Advanced Sustainability Studies (iass-potsdam．de)即甲烷在高溫?zé)o氧條件下裂解成為氫氣和碳，不產(chǎn)生二氧化碳。”以及“黃氫”試點(diǎn)項(xiàng)目。應(yīng)用領(lǐng)域更關(guān)注氫儲(chǔ)運(yùn)及出口貿(mào)易。澳大利亞和俄羅斯均將出口作為重要應(yīng)用場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)其打造全球氫氣供應(yīng)基地的戰(zhàn)略目標(biāo)；沙特雖未發(fā)布相關(guān)戰(zhàn)略，但從項(xiàng)目動(dòng)向看，也聚焦于氫氣出口。相應(yīng)地，為保障出口貿(mào)易，澳大利亞和俄羅斯著力構(gòu)建完善的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，澳政府支持啟動(dòng)了澳日間涵蓋褐煤制氫、運(yùn)輸在內(nèi)的氫能供應(yīng)鏈項(xiàng)目（HESC）；俄計(jì)劃依托天然氣管網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，采取天然氣管網(wǎng)摻氫等方式建立氫氣管網(wǎng)。

日本力推氫能在交通、居民和電力等部門的應(yīng)用，以燃料電池開發(fā)為應(yīng)用重點(diǎn)。交通方面，日本明確提出了2030年加氫站、燃料電池汽車等發(fā)展的量化目標(biāo)，近年來燃料電池交通工具及配套加氫設(shè)施均發(fā)展迅速，截至2020年底在營加氫站數(shù)量位居全球首位。民用方面，日本家庭通過安裝微型熱電聯(lián)供系統(tǒng)，以氫氣為燃料供燃料電池發(fā)電，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)熱能供應(yīng)暖氣和熱水。韓國尤為重視氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，計(jì)劃到2040年氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量增至620萬輛。

2.2 項(xiàng)目特點(diǎn)鮮明

一是能源資源稟賦及產(chǎn)業(yè)定位分化使各經(jīng)濟(jì)體氫能項(xiàng)目發(fā)展趨勢(shì)存在差異，同時(shí)氫能應(yīng)用場(chǎng)景存不確定性，在氫能交通、氫能冶金和“綠氫煉化” 等新興領(lǐng)域，全球氫能產(chǎn)業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入探索期，使得各經(jīng)濟(jì)體呈現(xiàn)差異化發(fā)展趨勢(shì)。歐洲重視“綠氫”的規(guī)模化發(fā)展，積極推動(dòng)工業(yè)部門減碳，力推“綠氫冶金”“綠氫煉化”重大項(xiàng)目，加快低碳轉(zhuǎn)型步伐。美國致力于推動(dòng)氫能與燃料電池領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，在產(chǎn)業(yè)低碳化方向上偏重發(fā)展基于低成本天然氣的“藍(lán)氫”，在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的同時(shí)降低轉(zhuǎn)型成本。澳大利亞、沙特阿拉伯及俄羅斯均采取多種來源生產(chǎn)氫，聚焦于爭(zhēng)奪國際氫能出口市場(chǎng)，兼顧國內(nèi)能源供給轉(zhuǎn)型。日、韓致力于搶占?xì)淙剂想姵仄嚠a(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，氫能交通發(fā)展速度較快。

二是“綠氫”被多數(shù)經(jīng)濟(jì)體視為遠(yuǎn)期氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，但現(xiàn)階段“藍(lán)氫”等低碳?xì)淙员灰暈閿U(kuò)大氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模，促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)起步的有效工具。歐洲等可再生能源資源稟賦豐富的地區(qū)重視“綠氫”；而美國等化石能源資源稟賦豐富且CCUS技術(shù)領(lǐng)先的國家優(yōu)先發(fā)展“藍(lán)氫”。總體而言，受碳中和目標(biāo)約束，多數(shù)經(jīng)濟(jì)體在氫能長期發(fā)展目標(biāo)中將“綠氫”視為核心。詳見表2。

表2 世界主要經(jīng)濟(jì)體氫能生產(chǎn)來源

三是工業(yè)和交通領(lǐng)域目前是氫能主要應(yīng)用領(lǐng)域，但各經(jīng)濟(jì)體在細(xì)分領(lǐng)域各有側(cè)重。在以工業(yè)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展根基，且碳減排目標(biāo)相對(duì)激進(jìn)的地區(qū)如歐洲，高碳排工業(yè)園區(qū)的低碳轉(zhuǎn)型是綠色氫能應(yīng)用的重要方向[10]。各主要經(jīng)濟(jì)體均看重氫能在長途運(yùn)輸中的應(yīng)用；但日本等亞洲國家在乘用車領(lǐng)域也賦予氫能重要地位。具體比較詳見表3。

表3 世界主要經(jīng)濟(jì)體氫能應(yīng)用場(chǎng)景

3 對(duì)我國企業(yè)氫能業(yè)務(wù)發(fā)展的啟示建議

3.1 持續(xù)關(guān)注技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家戰(zhàn)略發(fā)布動(dòng)向，動(dòng)態(tài)完善公司頂層設(shè)計(jì)

近年來我國亦積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)示范運(yùn)營，并開展商業(yè)化探索。2020年，《關(guān)于2019年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃執(zhí)行情況與2020年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃草案的報(bào)告》提出“制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃”。能源局在關(guān)于政協(xié)十三屆全國委員會(huì)第四次會(huì)議第0835號(hào)提案的答復(fù)中亦提及將“強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，研究制定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”。預(yù)計(jì)國家氫能戰(zhàn)略在“十四五”期間將頒布實(shí)施。

建議密切關(guān)注國家氫能戰(zhàn)略發(fā)布動(dòng)向，從更遠(yuǎn)考慮、更廣范圍統(tǒng)籌謀劃和推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。強(qiáng)化行業(yè)戰(zhàn)略與企業(yè)“雙碳目標(biāo)”的有機(jī)有效銜接，為氫能業(yè)務(wù)發(fā)展提供長效體制機(jī)制保障。特別要前瞻研究遠(yuǎn)期20-30年后氫能社會(huì)的應(yīng)用場(chǎng)景、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、市場(chǎng)規(guī)模、利用結(jié)構(gòu)，提出企業(yè)切入的發(fā)展領(lǐng)域及路徑方式，動(dòng)態(tài)跟進(jìn)分析發(fā)展環(huán)境，與時(shí)俱進(jìn)地優(yōu)化調(diào)整。

3.2 以技術(shù)為先，加大對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)鏈前期開發(fā)投入

現(xiàn)階段氫能在交通、冶金和“綠氫煉化”等新興領(lǐng)域仍處于探索階段，各經(jīng)濟(jì)體的發(fā)展路線有所差異。我國已逐步賦予氫能產(chǎn)業(yè)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、保障能源安全、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的多重定位，預(yù)計(jì)未來應(yīng)用場(chǎng)景也將多元化發(fā)展。建議圍繞“制儲(chǔ)運(yùn)用”全產(chǎn)業(yè)鏈，從工業(yè)、交通、建筑和電力等應(yīng)用場(chǎng)景全面考慮發(fā)展路徑和業(yè)務(wù)布局，暢通“藍(lán)氫”、“綠氫” 業(yè)務(wù)鏈。

加大對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)鏈前期開發(fā)科技投入。尤其是氫氣制備、檢測(cè)和儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)，電解水制氫、燃料電池和儲(chǔ)氫瓶等環(huán)節(jié)關(guān)鍵材料以及氫氣加注和安全等環(huán)節(jié)關(guān)鍵設(shè)備，打通關(guān)鍵堵點(diǎn)。借鑒歐洲、日本等經(jīng)濟(jì)體氫能戰(zhàn)略中以產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推動(dòng)科技創(chuàng)新和大型商業(yè)項(xiàng)目開發(fā)的模式，石化企業(yè)可聯(lián)合油氣、煤炭、新能源發(fā)電、氫能汽車制造、天然氣管網(wǎng)等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，著重考慮推進(jìn)“油電聯(lián)盟”，打破行業(yè)壁壘，加強(qiáng)系統(tǒng)化部署能力。

3.3 前瞻布局國際開放合作，建立完善國際國內(nèi)氫能生態(tài)圈

目前全球氫能市場(chǎng)仍處于導(dǎo)入期，亟需資源國、技術(shù)持有國和消費(fèi)國協(xié)作培育開發(fā)國際市場(chǎng)，先導(dǎo)國家整合氫鏈“研產(chǎn)學(xué)用金”各方力量并實(shí)施扶持政策攻克關(guān)鍵瓶頸，合力貫通“綠電-綠氫-儲(chǔ)運(yùn)-新應(yīng)用”等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈，共同推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)逐步減少補(bǔ)貼依賴，步入更多依靠?jī)?nèi)生力量實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展的可持續(xù)成長期。此背景下國際合作逐步開啟，如澳大利亞已與日韓建立氫氣貿(mào)易關(guān)系。建議有關(guān)企業(yè)結(jié)合業(yè)務(wù)基礎(chǔ)及未來應(yīng)用場(chǎng)景，綜合考慮地緣政治、合作關(guān)系等因素，前瞻性布局國際合作，緊跟發(fā)展大勢(shì)，提升產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展和重點(diǎn)環(huán)節(jié)布局能力，爭(zhēng)取國際氫能市場(chǎng)話語權(quán)乃至引領(lǐng)權(quán)，共建氫能生態(tài)圈。