全球氢能开发利用竞逐正酣

      作为一种清洁能源，氢所具有的商业价值着实可观，尤其是在推动各国能源结构转型升级以及实现全球“碳中和”目标进程中，氢能更可发挥十分重要的作用，由此驱动各主要经济体围绕着氢能开发与利用的脚步不断提速。

  在元素周期表上，氢（H）位于63种化学元素之首，这不仅仅是理论上说氢只有一个质子，同时也代表氢是宇宙中分布最广泛的物质，整个宇宙质量的75%都由氢所构成，并隐匿于从天空的大气到地下的水流甚至地壳中的岩石层以及石油天然气和煤炭等化石燃料中，正是因为分布于不同的载体，氢作为二次能源即显山门派系之别。从煤炭、石油等化石燃料以及工业副产品中制取的氢称为灰氢，而如果通过碳捕获技术隔离掉了取氢过程的二氧化碳，灰氢就变成了蓝氢，同时从电解水、光能、风能等可再生能源或生物质中制取的氢则叫绿氢。

  从理论上看，虽然氢是重量最轻的化学元素，但却是除核燃料外所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中能量密度最高的一种能源，导热系数是绝大多数气体的10倍以上，说得通俗点儿，氢气不仅容易点着，而且火焰传播速度快，作为能源用在汽车等交通工具上可使发动机快速点火启动，作为能量用于火箭等航天器的发射可使飞行工具更敏捷起飞，作为动能作用于机械等生产工具可以让作业效率更高。不仅如此，由氢作为燃料所生成的许多产品还具有明显的性价比优势，比如车用氢电池就比车用汽油成本几乎要低出一半，镍氢电池也比锂电池便宜不少。动态上看，国际能源署与国际氢能委员会的研究成果显示，规模化是降低氢能成本的关键，一旦使用量上来，氢能源系统的制取成本会以每年20%～30%左右的速度下降，到2030年氢能产业链整体成本至少会下降50%。

  更为重要的是，由于氢气的比重只有整个空气的十四分之一，等于一旦泄漏出来就会往天空中跑，而且跑得非常快，快到没来得及燃烧和没来得及爆炸就已经挥发掉了，因此，氢气实际上是一种非常安全的气体。更有意义的是，氢燃烧的产物是水，丝毫不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及粉尘颗粒等危害环境的负外部性产品，故氢也算得上是世界上最友好的能源。对于人类的整个能源系统而言，氢的比例越高，成分结构就越干净，氢能由此被称为“21世纪的终极能源”。

  鉴于自身所具高效性、经济性以及安全性等多功能特征，氢的使用场景特别广泛。在工业领域，氢气可以代替焦炭和天然气作为还原剂，消除炼铁、炼钢过程中的大部分碳排放，同时氢作为十分重要的化工原料可用于合成氨、甲醇、炼化、煤制油气等生产过程，生成绿色甲醇和绿氨，带动相关生产过程中二氧化碳的显著减少和排放。国际氢能源委员会预测, 2050年全球氢能源需求将增至目前的10倍，同时2050年全球氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。

  基于氢能的宽阔使用场景以及庞大的产业链价值，氢能的开发与利用不仅成为了多个经济体实现能源转型的重要路径，而且上升为国际竞争的重要部位。按照美国能源部发布的《国家清洁氢能战略与路线图》，2030、2040和2050年美国内氢需求将分别升至1000、2000和5000万吨/年，同时2030年与2035年前分别将制氢成本降至2美元/千克和1美元/千克；同样，欧盟Repower EU规划提出到2030年要实现自产和进口各1000万吨/每年的可再生氢目标，为此欧盟将通过欧洲氢能银行、投资欧洲计划等多个项目对氢能提供融资支持。紧随欧美的脚步，日本“2050碳中和绿色增长战略”计划于2030年实现国内氢产量达到300万吨/年，2050年达到2000万吨/年，而韩国的《促进氢经济和氢安全管理法》也提出了2050年实现进口氢替代进口原油的目标。初步统计，目前全球已有42个国家和地区发布了氢能政策，36个国家和地区的氢能政策也正在筹备中。

  从商业层面看，迄今全球已经启动的680多个大型氢能项目绝大部分都是由企业直接出资开发，包括埃克森美孚在得克萨斯州开发的全球最大低碳制氢设施、西班牙伊比德罗拉电力公司在普埃托里亚诺建设的欧洲最大工业用氢能工厂，法国企业Lhyfe正在筹建的全球首个海上氢气工厂等。数据显示，截至2022年年底全球氢能领域的直接投资额近2500亿美元，而据国际氢能委员会预测，到2030年该投资总额将升至5000亿美元。

  从氢能建设方向看，绿氢成为了各国一致性的开发重点。美国的《通胀削减法案》提出为绿氢提供最高3美元/千克的税收抵免，而按照启动不久的欧盟绿色交易工业计划，欧盟创新基金将为绿氢提供8亿欧元的专项补贴，同时日本也推出了2万亿日元的绿色创新基金用以建设大规模的绿氢供应链。与发达国家抢夺全球绿氢市场相竞争，新兴市场国家也不约而同地瞄准了绿色氢能，包括印度政府拨款23亿美元用于支持绿氢产业，沙特超级未来城市工程NEOM的目标就是要在境内建成一个超过2吉瓦的水电解制氢工厂，阿联酋计划五年内每年斥资4000亿美元扩展绿氢市场，另外，南美洲的巴西、智利以及非洲的埃及、纳米比亚等都宣布了绿氢投资计划。受到多元力量驱动，国际能源组织预测，2030年全球绿氢产量将达3.6万吨，2050年达到3.2亿吨。

  作为全球最大氢气生产国，2022年中国氢气产量3781万吨，但同时必须看到，中国氢能产业尚处示范应用和商业模式探索阶段。氢能产业生态尚未全面建立，不仅规模尚未上去，而且受国外技术壁垒限制严重，比如不仅加氢枪、压缩机、储容器和质子交换膜等关键设备，而且氢密封材料、低温金属材料、高效冷绝缘材料等关键材料等目前中国都需通过进口来解决，与此同时，制氢方面以灰氢为主要产出，产业链绿色升级尚存壁垒。另外，多层次的金融支持体系尚未建立，氢能建设的融资渠道偏窄，接下来唯有坚持战略升维与政策创新，中国才有可能在氢能国际竞争中抢占到制胜高地。

  一方面，针对氢能产业的“卡脖子”技术，需要组建创新联合体，围绕产业链进行科技攻关，在此基础上依托大型能源企业成立联合研发和推广应用平台，有效整合社会资源，推动全社会相关领域科研力量的广泛参与和协同攻关，聚焦核心技术，加快突破薄弱环节，同时也为新技术新产品的推广应用提供成熟的产业依托和试用平台。另一方面，瞄准制氢的升级方向，在目前的京津冀、长三角和珠三角三大氢能产业区开辟绿氢研发与制造基地，政策上对绿氢进行重点倾斜，同时将绿氢开发占比指标分解到全国各地。此外，除政策性金融领域通过设立重大专项、产业基金等产品对氢能建设进行支持外，也应在商业性金融方面加大力度，包括鼓励行业协会、龙头企业带头设立氢能发展专项投资基金，鼓励私募股权基金投资氢能绿色环保产业等，与此同时要创新绿色金融产品，如将绿氢技术纳入绿色信贷及绿色债券的指导目录，在碳交易市场搭建氢能产业板块交易机制等。