氢能步入快车道 各国布局“氢战略”

——“氢能科普”专题系列之一

 

编者按：当前，全球范围正兴起“氢能经济”和“氢能社会”的发展热潮，氢能已进入产业化快速发展新阶段，为让社会公众对氢能发展脉络有更清晰的了解和认知，进一步促进我国氢能行业高质量发展，本报《能源周刊》将陆续推出氢能科普系列文章。今天推出由水电水利规划设计总院专家撰写的两篇文章，以飨读者。

 

□ 李昇 姜海 余官培

 

氢，宇宙中丰度最大的元素。在地球上氢的单质通常以气态形式存在，拥有工业原料和能源载体的双重身份。过去，氢更多地作为一种基本工业原料或产物出现在化工行业中，或作为化石原料的重要成份被固化在煤炭、石油或天然气中。在全球化石能源短缺和气候变化的双重压力下，氢因其可再生、零排放、高能量密度的绿色属性，受到了越来越多的关注。

首个“吃螃蟹”者拉·库尔

早在19世纪末，丹麦发明家拉·库尔为了解决如何储存风车产生电能的问题，将水磨坊风车产生的电力通过电解水生产氢，并将氢直接作为储备燃料使用。这可以视为人类首次将氢作为可再生能源进行制备、存储和使用。之后，拉·库尔采用风车发出的电能制氢并通过12立方米的储罐进行存储，由氢能供给的小镇用电，数年间没有出现过供电中断的情况，这也可以认为是氢首次应用于电网储能。

历史上，氢能利用的每一次热潮都与能源和环境问题有关。到了21世纪初直至今天，随着气候变化的问题再次被提及，社会对氢能的研究再次升温。

各国布局“氢战略”

美国是第一个将氢能作为国家战略的国家。1970年，通用汽车公司技术中心首先提出“氢经济”概念。2002年11月，美国能源部发布《国家氢能发展路线图》。此后，美国政府颁布了一系列法令、政策，使美国“氢经济”概念逐步转化为现实。2022年9月，美国能源部发布《国家清洁氢能战略和路线图（草案）》，指出到2050年清洁氢能将贡献约10%的碳减排量，到2030年、2040年、2050年美国清洁氢需求将分别达到1000万吨/年、2000万吨/年、5000万吨/年。

欧盟作为最早探索氢能应用的地区之一，其氢能发展政策较为完善、科研体系成熟、投资力度大。2020年，欧盟发布关于氢能发展的指导性文件《欧洲氢能战略》。2022年，REPowerEU能源计划提出多项促进氢能发展政策，力争到2030年实现2000万吨绿氢的供应，成立“欧洲氢能银行”，投资30亿欧元助力发展氢能市场。德国、法国、西班牙、意大利、芬兰等多国相继通过了国家氢能战略。

现阶段，日本已具备扎实的氢能产业基础，先后出台10余项氢能战略性政策。2017年12月，日本政府制定世界上第一个国家层面的氢能战略，对氢能产业链的各个细分领域设定了明确目标。2021年6月18日推出《2050碳中和绿色增长战略》，以促进机构和监管改革，推动创新研发，实现产业结构和经济社会转型。

以沙特和阿联酋为代表的中东地区，正在积极布局氢能产业，并与德国、美国、日本和韩国在贸易、科技、示范等领域建立广泛合作。中东地区国家尚未出台明确的氢能发展战略，但中东是以

--能源输出为主的地区，蓝氢和绿氢并行发展将成为沙特和阿联酋等国氢能发展的重要路径。2016年沙特《2030愿景》提出了实现经济的多元化、减少对石油依赖的目标。阿联酋也致力于全产业链减少碳排放，计划到2030年碳排放量较2016年减少24%，将风、光等的可再生能源制取绿氢纳入发展规划。

当前，全球范围正兴起“氢能经济”和“氢能社会”的发展热潮，氢能已进入产业化快速发展新阶段。截至2022年12月，全球已有42个国家及地区发布了明确的氢能发展战略和规划，欧美日韩等20多个主要经济体已将发展氢能提升到国家战略层面，相继制定发展规划、路线图以及相关扶持政策，加快产业化发展进程。

“氢基”能源的多元化转变

作为新型电力系统构建的破题之道，氢可在源网荷储四方面与电力系统深度融合，支撑新能源大规模开发利用。目前，氢主要以压缩气体或液体的形式储存并输送，不过经济性并不理想。

在研究与实践中发现，氨作为储氢载体和理想零碳燃料，其生产技术工业化成熟，储存运输难度小，并更易于长时间储存和运输。目前以氨供氢、以氨代氢也已成为国际发展趋势之一，各主要经济体均对其规模化生产和使用高度重视。甲醇亦是理想的储氢载体。作为重要的化工原料，是有机合成工业的重要中间体和溶剂，在化学工业中具有重要地位，其在能源和化工产业链中

--技术基本成熟，已经具备大规模推广应用的条件。

氢能的发展无法脱离氨醇，包括氢、氨、甲醇在内的氢基能源在未来能源体系中的重要角色。一方面，氨和甲醇是氢的重要下游产物，工业应用广泛且具有较为成熟的绿色制取手段；另一方面，作为氢的载体，氨和甲醇更方便储存和运输。

氢能发展的中国贡献

与发达国家相比，中国氢能的技术水平和产业基础较为薄弱，各个环节装备及产品的性能、使用寿命、制造工艺等方面较国际第一技术梯队仍有一定差距。不过，我国具有良好的氢基能源供应和应用市场，且是目前全球唯一具有氢能全产业链优势的国家，发展氢能的规模化优势显著。规模化发展是实现氢能行业攻克难题、降本增效的有效途径。氢基能源体系建设可有效释放全国规模化新能源制氢潜力，拉动氢能全产业链规模化发展，有效加速中国氢能领域核心竞争力提升，培育中国新能源产业第二个增长极。

当前，全球正经历百年未有之大变局，中国审时度势提出了“四个革命，一个合作”的能源发展新战略。立足国情，加速氢能的规模化发展，不但可以为中国能源安全与低碳转型保驾护航，同时有望通过“氢能牌”助力全球气候治理下的能源转型，加强氢能领域国际合作，为全球能源安全和绿色转型提供中国方案。（作者单位：水电水利规划设计总院）