能源转型迫在眉睫 氢能如何脱颖而出

能源转型迫在眉睫  氢能如何脱颖而出

自2020年正式提出“3060”的目标以来，能源低碳化就成为了我国能源发展的重要路线，能源转型也迫在眉睫。而在能源转型工作中，氢能扮演着重要角色。

 近日，北京市发改委印发了《北京市可再生能源替代行动方案（2023-2025年）》，文件从四方面提出了氢能项目建设，建设目标为到2025年，全市氢能应用规模达到2万吨左右。文件对氢能产业提供政策上的指导和支持。

 为何氢能在能源转型过程中能脱颖而出，需要从以下几方面来看。

 环境因素

 当前我国能源结构不平衡。我国能源富煤缺油少气现象突出，能源结构“一煤独大”，天然气和石油依赖进口。

由图可见，全球范围内，石油和天然气消费的比重已经超过50%，而我国煤炭消费仍高达60%以上。化石能源的过多会增加碳排放量，引发温室效应，出现极端恶劣天气，破坏生态平衡。有数据显示，2021年全球地表平均温度比19世纪的基线高出1.25℃。

 2022年，中国碳排放总量位110亿吨，约占全球碳排放总量的28.87%，仍占世界第一，其中电力行业排放51亿吨，占比46.37%，工业排放量42亿吨，占比38.18%。建立多元化、清洁化、低碳化的能源供应体系是我国能源转型的战略目标。

 发展经济合理、稳定安全、绿色低碳的能源是转型的主要目的。但现实情况是能源转型遇到重重困难，如北方供暖“煤改气”供需脱节，可再生能源发电“上网难”等，更有学者将“经济合理、稳定安全、绿色低碳”称为“不可能三角”。

 在此背景下，氢能凭借零污染、高热值、资源丰富、用途广泛等优点受到国家重视，并积极引导氢能发展。

 政策因素

 2021年，氢能被列入《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2023年远景目标纲要》未来产业布局。2022年，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》，明确了氢气的能源属性，肯定了氢能的战略地位，对氢能的后续发展做出指导，氢能行业也在政策的支持下快速发展。

 氢能发展中长期政策明确（资料来源：中央政府网，前瞻产业研究院，国信证券经济研究所整理）

 同时，各地方也在对氢能发展提出政策上的支持，主要分为发展规划类、财政支持类、管理办法类、项目安全类、氢能安全类与标准体系类。截至2023年1月，我国个地方发布氢能政策324项，氢能发展取得长足进步。数据显示，至2023年1月，我姑燃料电池车保有量超10000辆，已建成运营的加氢站达358座。

 国外也大力发展氢能产业布局，截至目前，多国政府以出台氢能及燃料电池发展战略路线图，日本、德国等国家已将氢能规划上升至国家能源战略高度。

国外氢能发展情况时间梳理

氢能自身优势

氢能为什么如此受重视，与氢能源本身的优势有很大关系。

 氢能不仅清洁低碳，且来源多样，可以通过化石能源制氢、生物质裂解制氢、工业副产氢等方式制氢，还可以与可再生能源发电结合，电解水制氢是全路线零碳的制氢方式。

 氢能能量密度高，氢气热值要是同质量的汽油、天然气燃料的热值3-4倍，燃料电池的能量密度是锂电池的130倍，另一方面明，氢能可以作为连接不同能源的桥梁，与电力系统互相协同，是实现跨能源网络协同优化的媒介。

 相比其他新能源，氢能储存时间更长。氢能有气液固三种储存形式，储存时间无限制，但当前氢能储存成本依然很高。

 能源转型中的氢能应用

 在能源转型过程中，氢能的应用场景丰富，除作为生产原料应用与工业领域外，近年来在交通领域、电力领域氢能也有出色表现。

 交通领域，燃料电池汽车是推广重点。当前燃料电池汽车示范应用主要集中在物流、客车等商用车领域，氢燃料电池重卡受到重视。我国氢燃料电池车呈商用车先行，乘用车后发展的特点。据《中国氢能发展报告2020》测算，至2030年前，燃料电池客车、物流车、重卡等车型将会取得与纯电动车型相当的全生命周期经济性。

2022年北京冬奥会是氢燃料电池汽车至今为止全球最大规模的示范应用，对氢能产业在国内加速落地有推动效果。

工业领域，氢气在合成氨、合成甲醇、原有提炼等方面均有应用。此外，理论上氢气还可以在高炉炼铁中代替焦炭。虽然全氢直接还原工艺在我国仍处于试验阶段，但富氢高炉冶炼工艺作为过渡技术，将在相当长的时间内占据氢冶金的主体地位。

 2019年1月15日，中国宝武已与中核基团、清华大学签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》，目标是基本解决炼铁燃煤限制问题，降低二氧化碳排放30%，形成宝武特有的低碳炼铁技术。

气基直接还原技术也引人注目，2020年12月山西中晋科技集团宣布其氢基直接还原铁项目点火试车，标志着氢基直接还原铁项目（CSDRI）工艺正式开始工业应用阶段。

 电力领域，氢储能有望作为电网的“稳定器”。在电力生产过剩时，通过电解水制氢，可以消耗不能上网的冗余电量，降低可再生能源发电波动性、随机性的影响。

 结语

 国内氢能产业仍处于发展早期，要彻底做到能源转型还任重道远。在整体氢能发展的战略布局中，要分步发展，首先利用成本较低的化石能源制氢、副产氢培养氢能上下游产业链，后通过市场化手段和政策引导向多场景过渡，最后随着成本和技术的优化完善产业链条，替代化石能源，全面实现能源转型。