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氢能产业路径逐渐清晰 正迎来“起飞期”

作者:单许昌   来源:《财富时代》2023年3月刊 2023-03-27 23:58:56

全国两会期间,众多人大代表、政协委员纷纷提出氢能相关提案、议案,纷纷看好我国氢能产业发展的前景,并针对我国氢能产业存在的问题提供政策建议。例如,全国人大代表亿华通董事长张国强提出了包括扩大燃料电池汽车示范城市群数量、探索多元化氢能供给模式、推进氢能基础设施建设等多个建议;全国政协委员、山西美锦能源股份有限公司董事长、总经理姚锦龙提出加快市场应用推广为牵引,推动氢能产业绿色高质量发展。为什么氢能产业会成为两会人大代表和政协委员关注的热点呢?

一个重要原因是氢燃料被誉为“21世纪终极能源”,我们正在跑步进入“氢能社会”,氢能在终端能源体系占比将越来越大。根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,到2050年,氢能在我国终端能源体系中占比超过10%,产业链年产值超过10万亿元。正是因为氢能产业具有很大发展前景,随着技术不断突破和市场化扩张,氢能产业将影响社会生产和生活的各个方面,受到政府、企业、民众的高度关注。

氢能产业成为公认的朝阳产业,也是“保命”产业

作为一种能源,氢能是国际公认的清洁能源载体,从开发到利用全过程实现零排放、无污染,同时氢能具有能量密度高、转换效率高的特点,其产业化应用场景广阔,世界主要国家对氢能产业发展非常重视。

例如,日本近年提出构建“氢能社会”,采取多种措施在引领氢燃料电池技术国际标准和产业化进程中取得先机。在氢能产业链条上,日本龙头车企已基本掌握氢燃料电池核心技术,东丽等企业主导全球膜、碳纸和碳纤维等关键材料生产。美国能源部启动“氢能计划”,该计划将加速氢能创新并刺激对清洁氢能的需求,目的是将清洁氢能的成本降低80%,降至1美元/千克。另一个非常重视氢能发展的国家是德国,2020年6月10日,德国联邦政府公布了《国家氢能战略》,长远来看,仅有可再生能源生产的氢(绿氢)是可持续的。

氢能产业可谓是世界各国眼中的朝阳产业,不仅有利于降碳保护环境,更重要的是氢能产业的发展关系到国家能源安全。特别是在俄乌冲突欧洲能源危机的背景下,欧洲天然气供应紧缺价格暴涨,欧洲诸国特别要重视发展氢能产业,德国希望借助包括氢能在内的多种可再生能源和技术,来保障自身能源安全。2022年8月,德国还与加拿大合作,签订氢能合作意向书,建立“跨大西洋的加拿大-德国供应走廊”,加拿大将从2025年开始向德国出口氢能。不仅德国因能源危机寻找氢能替代,欧洲诸国也在氢能产业发展方面下足功夫,2022年7月,欧盟委员会批准了由德国、法国、西班牙、意大利、奥地利等15个欧盟成员国联合发起的氢能项目。

由此可见,氢能产业发展不仅仅是因为具有低碳清洁有利于环保等特征成为世界诸国眼中的朝阳产业,而且还因为它可以在一定程度替代传统能源而在关键时刻“保命”。

各地各凭资源禀赋优势 争抢氢能产业发展的制高点

我国将氢能产业作为能源领域的新兴产业,从国家到地方均对氢能产业发展给予大力支持。目前,主要是推动以氢燃料电池汽车为主要应用方向的氢能产业,实现燃料汽车关键设备和核心技术的自主化。但由于氢能产业链长,涵盖氢气制备储存、运输、加注、燃料电池系统到终端应用的多个领域,属于高技术密集型产业,市场化程度有待加强,对于政策支持依赖程度强,我国氢能产业仍处于起步阶段,需要国家发挥优势出台产业发展整体规划。正是在这种背景下,我国在2022年3月发布了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,将氢能视为实现碳达峰、碳中和的重要手段,同时也是构建清洁低碳、安全高效的能源体系重要能源。

我国不少地方也出台了氢能发展规划,力图抢占氢能产业发展的制高点。但是,各地因当地的资源禀赋不同,采取的重点发展路径也不尽相同,例如西北地区属于我国接受太阳能辐射量一类地区,日照时间长,辐射照度大,大气透明度好,太阳能资源非常丰富。光伏发电成本低至0.23元/千瓦时,年日照时间3000小时以上,太阳能发电时间长达1700小时,非常适合布局分布式光伏,拥有发展绿氢的独特优势。但由于储电和输电的限制,青海、甘肃、宁夏等省电力资源丰富,弃风弃光现象仍有发生,当地正在盘活电企闲置负荷,通过谷电制氢,促进氢能低成本切入市场,优先在节点城市规划建设制氢、储运、加注等基础设施。

一个样本:借助冬奥光环效应 北京抢占氢能产业发展四种独特路径

北京是众多能源类央企总部、高校科研院所集中地,高端人才众多,减碳降碳需求迫切,应用场景广泛,因此重点在氢能关键技术突破和应用场景示范方面发力。

北京2022年冬奥会期间,氢燃料电池接驳车辆成为氢能商业化最大亮点,为世界瞩目。氢燃料电池接驳车辆投入使用,也是世界最大的氢能示范场景应用。更重要的是冬奥会结束后,这些氢能源汽车经过改造之后又成为公交车,继续为北京“减碳”做贡献,也逐渐为北京市民接受。正是初步尝到发展的好处,北京下定决心发展氢能产业。为了推动氢能产业快速发展,占领氢能产业发展的制高点,北京市相继出台了《北京市氢能产业发展实施方案(2021—2025年)》《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施》等重要文件,其目标是“努力把北京市建设成为具有国际影响力的氢能产业城市与科技创新中心。”

空间经济理论聚焦资源在空间上的发展路径和结构布局优化。氢能产业发展有其独特的路径,主要是围绕氢能制、储、运、加、用等关键环节,结合当地优势,围绕重点打造相应的产业集群。北京市高校科研机构云集,京津冀三地协同发展,是众多央企的总部所在地,同时应用场景广泛,因此北京市在氢能的关键技术研发、京津冀氢能产业链条打造、氢气供应体系构建以及公共服务平台建设等方面,作为氢能产业化领先示范发展路径。

一是聚集氢能研发高端人才,在氢能关键技术路径上发力。空间经济理论一个重要理论是要素在某个地方集聚,才能产生规模效应,形成特定的产业集群。北京是多所知名氢能研究高校院所聚集之地,国家能源集团、中石化、中石油等相关央企都成立了氢能研究机构,高端人才和科研团队众多,有利于氢能知识和技术分享、传播与创新。例如,清华大学成立了国际氢能中心,突破氢能产业发展各阶段的核心瓶颈;北京石油化工学院成立氢能研究中心,依托相关专业,对氢能产业链条的关键技术进行攻关。以昌平“能源谷”建设为核心,向南融合海淀,向北辐射延庆和怀柔,依托三大科学城创新资源,通过产业链科技攻关补齐短板,打造上下游产业核心竞争力,支持高校研究机构和央企科技成果转化应用,在关键核心技术进行突破,并向外输出技术和产品。

二是根据氢能产业发展链条,在京津冀差异协同发展路径上突破。产业结构空间与区域结构空间有序匹配,才能实现要素在空间上有效配置。氢能产业五大环节“制、储、运、加、用”构成了氢能产业发展的全链条,而京津冀三地优势资源存在差异,需要在差异化发展的前提下协同发展,共同打造京津冀一体化发展的氢能产业集群。北京、天津与河北几个重点城市错位互补,正在不断完善自主创新产业链,携手打造氢能产业生态体系。

三是应用场景成熟,在氢气供应体系建设路径上完善布局。北京大兴国际氢能示范区依托北京清华工业开发研究院产业资源优势,构建以加氢示范站、氢能交流中心、科技园区为载体的氢能产业生态体系。这个示范园区围绕燃料电池、氢的制储运加和建筑能源三个产业链,聚集三十多家龙头企业。另外,2021年京津冀氢燃料电池汽车示范城市群启动建设,北京市氢燃料电池汽车已覆盖公交、团体班车、环卫、冷链、渣土、牵引、物流等多种车型,应用场景广泛、市场渐趋成熟。《北京市“十四五”时期城市管理发展规划》提出:“2025年前建成投运74座加氢站,形成布局合理、适度超前、供需匹配、安全有序的加氢站。”正是由于北京市具有广泛的应用场景,特别是在交通运输领域,具有独特发展优势,未来我们将会看到越来越多的氢燃料车运行在北京街头。

四是借助首都区位优势,在氢能公共服务平台建设路径上占领世界一流高地。正是基于上述优势,北京目前正在建设氢能产业国际一流的研发设计、国际交流和应用推广平台。

北京市大力推动氢能产业发展各项举措和路径只是我国各地下决心发展氢能产业的一个典型样本。虽然目前我国氢能产业发展只是处于起步阶段,随着氢能关键技术和装备的突破,路径不断清晰,在各地政策强有力的支持下,氢能产业将会在不久迎来一个“起飞期”。

作者:单许昌,经济学博士,北京市社会科学院助理研究员。

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