6月14日,國際能源署(IEA)發(fā)布《氫能未來:抓住當(dāng)下發(fā)展機(jī)遇》報告指出,氫能是一種清潔高效能源,發(fā)展氫能有助于解決全球面臨的各種關(guān)鍵能源挑戰(zhàn)(如實現(xiàn)波動性可再生能源的穩(wěn)定存儲,促進(jìn)不同行業(yè)深度脫碳等)。當(dāng)下,氫能開發(fā)利用已得到世界各國政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)的高度關(guān)注,各類氫能發(fā)展政策相繼出臺,資本和企業(yè)爭相布局氫能產(chǎn)業(yè),氫能發(fā)展正迎來前所未有的機(jī)遇。報告系統(tǒng)評述了全球氫能發(fā)展現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)和機(jī)遇,為各國政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等利益相關(guān)方提出了七大戰(zhàn)略性建議。報告主要內(nèi)容編譯如下,供領(lǐng)導(dǎo)決策參考。
一、全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、過去40余年全球氫能需求持續(xù)穩(wěn)定上漲
當(dāng)前,工業(yè)部門(如煉油、合成氨、化肥生產(chǎn)等)對氫能的需求在氫能市場中占據(jù)主導(dǎo)地位,氫能已經(jīng)在工業(yè)部門實現(xiàn)了規(guī)?;瘧?yīng)用。過去40多年(1975-2018年),全球工業(yè)部門對氫能的需求增長了三倍多,從1975年的1820萬噸增長到2018年的7390萬噸。然而,目前氫氣主要通過化石燃料制取,導(dǎo)致每年制氫產(chǎn)生了近8.3億噸的CO2排放。因此對現(xiàn)有制氫工藝進(jìn)行改進(jìn)或者開發(fā)全新的綠色制氫工藝以減少碳排放是氫氣規(guī)?;瘧?yīng)用的一大挑戰(zhàn)。解決上述挑戰(zhàn)的潛在路徑有兩條,一是針對現(xiàn)有化石燃料生產(chǎn)氫氣的設(shè)施進(jìn)行碳捕集、利用和封存(CCUS)改造;二是利用可再生能源制氫(如可再生能源富余電力電解水制氫)實現(xiàn)綠色產(chǎn)氫。
2、各國政府積極出臺氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策規(guī)劃
當(dāng)前,出臺氫能技術(shù)扶持政策的國家數(shù)量不斷增加。截至2018年底,全球出臺氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的國家數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50個,其中大多數(shù)的政策聚焦在氫能在交通運輸部門的應(yīng)用。政府和氫能產(chǎn)業(yè)各利益相關(guān)方需要持續(xù)緊密協(xié)作,不斷完善氫能產(chǎn)業(yè)政策法規(guī)體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和審核審批流程,為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好的政策環(huán)境。
二、發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)益處
1、氫能的生產(chǎn)路線和應(yīng)用范圍都十分廣泛
當(dāng)前的技術(shù)足以為氫能的生產(chǎn)、存儲、運輸和使用提供各種不同的解決方案。就氫氣生產(chǎn)而言,除了傳統(tǒng)的化石燃料制氫外,還可以采用可再生能源(如光催化分解水、太陽能和風(fēng)能電解水等)制氫、核能(高溫?zé)峤馑?制氫等多種技術(shù)手段。而就氫氣的運輸方式而言,氣態(tài)氫氣可以通過管道進(jìn)行長距離運輸,而液態(tài)氫氣(類似于液化天然氣)可以選擇槽罐車和船舶進(jìn)行運輸。就氫能的利用方式而言,既可以將氫氣用于生產(chǎn)電力,也可以將氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷作為工業(yè)生產(chǎn)原料,還可以直接作為交通運輸燃料,替代傳統(tǒng)的汽油柴油等碳基燃料,減少排放。
2、發(fā)展氫能可以更好地發(fā)揮可再生能源效力
利用可再生能源(太陽能、風(fēng)能等)生產(chǎn)氫氣,即通過將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫氣或者含氫燃料等能源載體,一方面能夠?qū)⒖稍偕茉措娏崿F(xiàn)穩(wěn)定長期存儲,以平抑可再生能源的長周期波動性和間歇性,有效促進(jìn)可再生能源消納,緩解風(fēng)能、太陽能等可再生能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng)帶來的巨大調(diào)峰調(diào)頻壓力;另一方面可以通過遠(yuǎn)距離輸運氫燃料或者含氫燃料,實現(xiàn)將可再生能源從資源豐富的地區(qū)高效轉(zhuǎn)移到用能負(fù)荷中心,有效解決可再生能源供需存在的嚴(yán)重區(qū)域錯配問題。
三、發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)面臨的四大挑戰(zhàn)和機(jī)遇
1、氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展面臨的四大挑戰(zhàn)
氫能目前應(yīng)用領(lǐng)域還局限在工業(yè)部門,其在交通運輸、建筑和發(fā)電等其他行業(yè)的應(yīng)用潛力沒有得到充分挖掘,主要面臨著四大挑戰(zhàn),包括:1)當(dāng)前利用低碳能源制氫的成本過于高昂;2)氫能相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施(如加氫站數(shù)量)發(fā)展緩慢嚴(yán)重制約氫能的廣泛應(yīng)用;3)目前規(guī)?;茪渲饕捎没剂现茪?,產(chǎn)生了大量的碳排放;4)氫能產(chǎn)業(yè)配套的政策法規(guī)、監(jiān)管框架、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟需完善。
2、氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展?jié)撛诘乃拇髾C(jī)遇
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn),但也存在巨大的機(jī)遇。IEA通過系統(tǒng)分析指出了氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展存在四大機(jī)遇,包括:1)讓工業(yè)港口成為擴(kuò)大綠色氫能應(yīng)用范圍的神經(jīng)中樞。如今,許多以化石燃料為基礎(chǔ)、加氫煉油與化工廠已經(jīng)集中在世界各地的沿海工業(yè)區(qū),比如歐洲北海、北美墨西哥灣和中國東南部沿海等。應(yīng)該鼓勵這些工業(yè)園區(qū)轉(zhuǎn)向更清潔綠色的氫氣生產(chǎn)技術(shù)以降低生產(chǎn)總成本。這些龐大的氫供應(yīng)源還可以為港口的船舶和卡車提供燃料,并為附近的鋼鐵廠等工業(yè)設(shè)施提供電力。2)充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施,如數(shù)百萬公里長的天然氣管道。引進(jìn)綠色氫氣來替代僅5%的天然氣供應(yīng)量,將大大增加對氫氣的需求,并降低成本。3)擴(kuò)大氫能在交通運輸部門的應(yīng)用。將氫氣作為長行駛里程的乘用車和卡車的燃料,使它們在熱門路線上載客和載貨,可以使燃料電池車輛更具競爭力。4)盡快啟動氫能貿(mào)易的第一條國際海運線路。充分汲取全球液化天然氣市場成功增長的經(jīng)驗,必須盡快啟動首條國際氫能源貿(mào)易海運線路。
四、促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)快速高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的七大戰(zhàn)略性建議
目前氫能產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,世界各國政府應(yīng)該與企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等各利益相關(guān)方密切合作,推進(jìn)氫能進(jìn)一步規(guī)?;?、多元化應(yīng)用,充分挖掘氫能的應(yīng)用潛力。為了幫助各國更好地實現(xiàn)上述目標(biāo),報告提出了七大戰(zhàn)略性建議:
(1)確立氫能在長期能源發(fā)展中的戰(zhàn)略性地位。國家統(tǒng)籌規(guī)劃、地方政府協(xié)同配合,將氫能升級到國家能源發(fā)展戰(zhàn)略高度,做好頂層設(shè)計和地方規(guī)劃,引導(dǎo)氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。相關(guān)企業(yè)也應(yīng)該有明確的長期發(fā)展目標(biāo)。重點發(fā)力的行業(yè)包括煉油、化工、鋼鐵、貨運和長途運輸、建筑、發(fā)電和儲能領(lǐng)域。
(2)刺激綠色制氫的商業(yè)需求。綠色制氫技術(shù)是可行的,但降低成本仍具有挑戰(zhàn)性。需要制定政策為綠色制氫創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的市場條件,特別是減少化石燃料制氫的碳排放,以刺激供應(yīng)商、分銷商和用戶的投資。要積極推動擴(kuò)大對完善供應(yīng)鏈的投資,這些投資可以推動成本降低,無論是對低碳電力制氫還是化石燃料制氫都能夠起作用。
(3)解決氫能產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險。氫能產(chǎn)業(yè)屬于新興發(fā)展領(lǐng)域,包括綠色制氫產(chǎn)業(yè)和氫能基礎(chǔ)設(shè)施項目,都屬于尚未成熟的高風(fēng)險投資領(lǐng)域。因此需要營造良好的市場環(huán)境,建立有效的投融資機(jī)制,構(gòu)建風(fēng)險預(yù)測分析工具,幫助企業(yè)有效規(guī)避投資風(fēng)險,激發(fā)企業(yè)的投融資活動。
(4)支持基礎(chǔ)研究,推動氫能成本進(jìn)一步降低。除了通過擴(kuò)大氫能部署規(guī)??梢韵鳒p成本,基礎(chǔ)研究突破對降低成本和提高性能也至關(guān)重要,包括燃料電池、氫基燃料和電解槽等。政府對基礎(chǔ)研究的積極支持對制定研究議程、承擔(dān)風(fēng)險和吸引私人資本促進(jìn)創(chuàng)新至關(guān)重要。
(5)消除不必要的監(jiān)管障礙,制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)監(jiān)管法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求不明確(或者不適應(yīng)新應(yīng)用領(lǐng)域需求),或者國家和地方之間政策不一致時,項目開發(fā)商會感到困惑,發(fā)展受到限制。因此要與時俱進(jìn)完善或者制定監(jiān)管框架,消除不合時宜的監(jiān)管條例,制定明確的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),才能有效推進(jìn)氫能發(fā)展。
(6)積極參與國際合作,開展監(jiān)測跟蹤工作。需要全面加強(qiáng)國際合作,尤其是在標(biāo)準(zhǔn)制定、成功案例的經(jīng)驗分享和跨境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面。需要定期監(jiān)測和報告氫的生產(chǎn)和使用情況,以便跟蹤長期目標(biāo)的進(jìn)展情況。
(7)重點聚焦上文所述四大機(jī)遇,以便在未來10年進(jìn)一步發(fā)揮氫能發(fā)展?jié)摿?。在現(xiàn)有政策、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)的基礎(chǔ)上,著重聚焦這些相互關(guān)聯(lián)和促進(jìn)的機(jī)遇有助于擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),增強(qiáng)投資者信心,降低成本。