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一直以來(lái)，氫能在全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展中被寄予厚望，我國(guó)早在20世紀(jì)就開(kāi)始關(guān)注氫能及氫燃料電池技術(shù)的應(yīng)用研究，近年來(lái)國(guó)家及省市層面更是加大了政策支持力度。
2021年，我國(guó)氫氣年產(chǎn)能約4100萬(wàn)噸，年產(chǎn)量約3300萬(wàn)噸，主要來(lái)自化石能源制氫（灰氫），絕大部分直接作為化工原料用于石化、冶煉等行業(yè)。受技術(shù)成熟度不高、成本效率不足等因素制約，可再生能源制氫（綠氫）及其應(yīng)用，近年來(lái)始終呈現(xiàn)出行業(yè)熱、產(chǎn)業(yè)弱的局面，整體發(fā)展較為緩慢。
近期，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）印發(fā)實(shí)施。《規(guī)劃》明確提出“適度超前部署一批氫能項(xiàng)目”“實(shí)施氫能領(lǐng)域重大科技示范工程”等，將氫能又一次推上行業(yè)風(fēng)口，在此背景下，氫能怎樣借勢(shì)破局？發(fā)展前景如何？
綠氫將成為各行業(yè)脫碳利器
氫兼具能源和原料雙重屬性，應(yīng)用場(chǎng)景豐富。未來(lái)，綠氫將在工業(yè)、交通等領(lǐng)域發(fā)揮重要的清潔替代、節(jié)能降碳作用。
工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒓哟缶G氫的原料替代。當(dāng)前，我國(guó)氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，被當(dāng)作化工原料或催化劑，用在合成氨、甲醇、冶煉等領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來(lái)需求穩(wěn)定，且制氫幾乎都通過(guò)化石能源，灰氫占了絕對(duì)比重，具有產(chǎn)業(yè)鏈的天然黏性。但此次《規(guī)劃》中并未提及灰氫，提到的均是“可再生能源制氫”，即綠氫?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在“雙碳”背景下，能耗雙控將逐步向碳排放雙控轉(zhuǎn)變。
交通領(lǐng)域?qū)⒕劢沟蜏刂剌d的應(yīng)用場(chǎng)景。近年來(lái)，各地方氫能產(chǎn)業(yè)政策主要聚焦在燃料電池車及其產(chǎn)業(yè)鏈方面?！笆濉逼陂g，全國(guó)各地出臺(tái)了氫能相關(guān)政策和規(guī)劃，涉及新建加氫站數(shù)量超過(guò)1000座，燃料電池汽車規(guī)模超過(guò)25萬(wàn)輛。但燃料電池車的推進(jìn)卻相對(duì)緩慢，究其原因，主要是部分地區(qū)未能結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源、市場(chǎng)條件、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體應(yīng)用場(chǎng)景等，一窩蜂同質(zhì)化的發(fā)展燃料電池乘用車，而目前造價(jià)高、加氫難的氫燃料電池車尚難以與快速發(fā)展的電動(dòng)汽車相競(jìng)爭(zhēng)。
氫燃料電池車的優(yōu)勢(shì)在于低溫、遠(yuǎn)距離、高載重，未來(lái)可主要考慮在礦山重卡、軌道交通、長(zhǎng)途水運(yùn)等領(lǐng)域應(yīng)用，使燃料電池車與電動(dòng)汽車在不同應(yīng)用場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)展，共同推進(jìn)交通領(lǐng)域快速脫碳。
在“雙碳”背景下，綠氫因具備清潔無(wú)碳的原料和燃料屬性，將成為工業(yè)、交通等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳減排的利器。
氫能將助力可再生能源快速發(fā)展
《規(guī)劃》提出，氫能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等場(chǎng)景示范應(yīng)用。根據(jù)我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，我國(guó)碳排放將力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，屆時(shí)新能源裝機(jī)將達(dá)到12億千瓦以上，將構(gòu)建起以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
氫能作為一種能源儲(chǔ)存介質(zhì)，能夠?yàn)榭稍偕茉床⒕W(wǎng)消納提供重要的途徑，從而支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)。因此，本次《規(guī)劃》重點(diǎn)聚焦氫能在可再生能源消納和電網(wǎng)調(diào)峰方面的示范應(yīng)用。
在可再生能源消納方面，可再生能源制氫的加入為大規(guī)模風(fēng)電、光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)增添了一種新的就近消納手段。風(fēng)光制氫相當(dāng)于自帶用電負(fù)荷，解決了部分新能源消納問(wèn)題，同時(shí)還將波動(dòng)的新能源電力轉(zhuǎn)化為可長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)的氫能，形成“風(fēng)光氫儲(chǔ)”一體化的新能源開(kāi)發(fā)模式，助力新能源消納。
在電網(wǎng)調(diào)峰方面，目前電力系統(tǒng)調(diào)峰常用的方式有調(diào)峰火電、抽水蓄能和電化學(xué)儲(chǔ)能等。而氫能具備大規(guī)模、長(zhǎng)周期儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)，可成為一種新型的調(diào)峰手段。通過(guò)可再生能源制氫和氫能發(fā)電，實(shí)現(xiàn)“電—?dú)洹姟蹦Ｊ?，為電網(wǎng)提供新型的靈活調(diào)節(jié)資源，滿足系統(tǒng)長(zhǎng)、短期調(diào)峰的需求。
總之，氫能可幫助解決可再生能源并網(wǎng)、消納等問(wèn)題。未來(lái)，氫能將成為助推我國(guó)新能源規(guī)?；{、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要方式。
技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用示范雙輪驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)
近年來(lái)，我國(guó)的氫能發(fā)展主要關(guān)注于燃料電池車相關(guān)技術(shù)，在氫能的制、輸、儲(chǔ)、用等全領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用示范方面存在一定的局限性。然而，我國(guó)氫能發(fā)展的核心優(yōu)勢(shì)是市場(chǎng)空間大、應(yīng)用場(chǎng)景豐富，本次《規(guī)劃》提出，“十四五”將聚焦氫能，而非僅限于燃料電池車的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，以多元應(yīng)用場(chǎng)景和重大示范為突破口，統(tǒng)籌謀劃我國(guó)氫能發(fā)展的破局之道。
在全領(lǐng)域推進(jìn)氫能技術(shù)攻關(guān)。根據(jù)《規(guī)劃》，“十四五”期間氫能將從國(guó)家層面整體謀劃重大示范工程。日前，國(guó)家能源局已組織開(kāi)展了能源領(lǐng)域（氫能）首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備評(píng)定工作，在電解水制氫、燃料電池、加氫等裝備進(jìn)行了全面攻關(guān)部署。此外，還將統(tǒng)籌組織優(yōu)質(zhì)資源合力開(kāi)展重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)，并委托相關(guān)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行全過(guò)程評(píng)估把控，全力推進(jìn)我國(guó)氫能行業(yè)解決技術(shù)“卡脖子”問(wèn)題。
因地制宜推進(jìn)氫能應(yīng)用示范。我國(guó)具有豐富的氫能應(yīng)用場(chǎng)景，在“三北”、西南等地區(qū)，適宜利用低價(jià)可再生能源開(kāi)展綠氫制備和應(yīng)用；在華北、中部及南方等區(qū)域，適宜充分發(fā)揮氫能的調(diào)峰、儲(chǔ)能作用；在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)，可重點(diǎn)推動(dòng)氫燃料電池車及氫能“制儲(chǔ)輸用”等示范應(yīng)用；在中東部及南方等區(qū)域，可優(yōu)先探索燃料電池?zé)犭娐?lián)供在商業(yè)建筑和工業(yè)園區(qū)等應(yīng)用，促進(jìn)氫電熱等異質(zhì)能源互聯(lián)互通。
此次《規(guī)劃》提出了“力爭(zhēng)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)取得突破，推動(dòng)氫能技術(shù)發(fā)展和示范應(yīng)用”?？梢钥闯觯环矫?，要求氫能在多個(gè)領(lǐng)域全鏈條布局，另一方面也提醒我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)總體還處于起步初期，短期內(nèi)仍應(yīng)以示范應(yīng)用為主，穩(wěn)慎推進(jìn)。
