全球氢能开发利用的追赶脚步与中国加速度

　　在氢能开发利用的国际赛道上，中国政府正在连续而密集地推出一系列重磅举措以赢取较为充分的竞争优势。除了发布具有战略意义的《氢能产业发展中长期规划（2021~2035年）》外，截至目前国家部委发布的数十份具象化的指引性文件中，均将氢能作为重点内容，同时国内共有20余个省份发布了氢能产业发展的行动计划，尤其是今年起开始实施的《能源法》更将氢能列入能源范畴，与石油、煤炭、天然气、核电、水能等并列作为能源进行管理。法律制度与不同层面政策的强力赋能与加持，意味着中国的氢能开发利用开始全面提速。

　　清洁而友好的能源

　　因为藏匿和分布于不同的载体，氢作为二次能源就有山门派系之别。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，但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、风能等生物质中制取的氢则叫绿氢。

　　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。

　　在经济性方面，就国内而言，目前灰氢、蓝氢、绿氢制取成本分别约为每千克14、18、20元，由于总体制取成本并不低，很难说氢气在所有方面都具有性价比优势。不过，横向上比较，氢在许多领域仍有着足够的吸引力，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。按照国际能源署与国际氢能委员会的研究成果，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%，其中当然也包括氢能产品的消费端成本。

　　再看安全性。作为一种能够爆炸的气体，氢气的比重只有整个空气的十四分之一，一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，氢气实际上一种非常安全的气体。而更有意义的是，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，因此，氢可以是世界上最干净的能源，也是帮助未来人类脱碳最有前途的打开方式。

　　丰沛产业链与广阔应用场景

　　完整地看，从氢的制取，到氢的储运，再到氢的交易以及分发和使用，中间还有氢能的检测与认证，氢牵起了一条长长的产业链，其中既有相关设备的构造与投入，也有庞大的基础设施的建设与改良，更有相关产品外溢出的商业价值。据国际氢能委员会预测，到2050年全球氢能占能源比重约为18%，氢能产业链产值将超过2.5万亿美元，而更为重要的是，氢涉及的部门十分庞大，终端应用场景非常广阔。

　　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。在建筑领域，氢燃料电池为建筑物发电，可回收废热用于供暖和热水，而当将氢气输送到建筑终端时，建筑中的电加热，替代传统的锅炉加热，同时还可借助相对完整的天然气管网将氢气以恰当的比例混合到天然气中，并输送到数千户家庭；在交通领域，氢作为燃料电池除应用于乘用车之上外，也可作为燃料内燃机动力在飞机、轮船等非陆地交通载体上大显身手；在电力领域，氢可以替代煤炭等传统能源进行发电，从电力源头上杜绝碳排放，同时可以配合可再生能源形成弹性高与持续性强的电力供给体系，也就是在低功耗期间将风能与光伏等产生的余电进行电解水而生成氢，到用电高峰时再变成电投入使用，由此既实现对再生能源的有效消纳，也增强电网的稳定性与持续性。另外，氢还可以实现对传统产业的能源替代，在推动产业升级的同时催生出新产业与新模式。

　　全球二氧化碳年排放总量依然高达360多亿吨，其中91%来自化石能源，化石能源装机、发电量占比均接近60%。应对气候变化、推进能源绿色低碳转型已成为各国的一致行动。同时，鉴于氢自身所携带的高效性、经济性以及安全性等多功能特征，更是为了追求氢的使用价值与扩大应用场景，近年来各国纷纷加快了氢能开发的投资力度。根据国际氢能委员会出具的《氢能洞察2024》报告，2024年全球通过最终投资决定（FID）的清洁氢能项目投资额达750亿美元，氢能项目数量已从2020年的228个激增至1572个，全球氢能领域的存量投资已逾2400亿美元，到2030年，总投资额将增至6800亿美元。在此基础上，许多国家提出了氢能产业发展的战略导向。

　　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年美国国内氢需求将分别升至1000万、2000万和5000万吨/年，同时2030年与2035年前分别将制氢成本降至每千克2美元和1美元；同样，欧盟相关规划提出到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50多个国家和地区发布了氢能政策，40多个国家和地区的氢能政策也正在筹备中。

　　从氢能建设方向看，绿氢成为了各国一致性的开发重点，其中美国为绿氢提供最高3美元/kg的税收抵免，欧盟创新基金为绿氢提供8亿欧元的专项补贴，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。据国际能源组织预测，2030年全球绿氢产量将达3.6万吨，2050年达到3.2亿吨。

　　中国可以加速度

　　作为世界最大的化石能源消费国与进口国，中国开发与利用氢能的意义不言而喻。据国家能源局科技司报告，继前一年超3500万吨之后，2024年国内氢气产量增至3695万吨，中国已连续多年占据全球最大氢气生产国的位置；与此同时，中国氢能联盟预测，到2050年，我国氢气产量将增长到5亿吨左右，而在需求方面，同期国内市场对氢气需求量至少达到6000万吨。

　　但是，我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，从加氢枪、压缩机、储容器和质子交换膜等关键设备，到氢密封材料、低温金属材料、高效冷绝缘材料等关键材料，围绕着氢的制取、运输、储藏甚至使用全过程所需要的许多核心技术与材料装备以及零部件，我国目前都需要通过进口来解决，“卡脖子”现象较为严重。基于此，秉持扬长补短的原则，接下来若能展开有力度的战略升维与政策创新，中国便可在氢能产业布局的国际赛道上由抢跑升级为领跑。

　　其一，要加大自主创新力度。氢能的研发生产全球目前尚处初期阶段，中国完全可以通过强化自主创新实现“弯道超车”，而且我国在氢能“制储输用”各环节的技术水平和综合生产能力正在不断提升，进一步踩大自主创新的“油门”，完全可以实现氢能开发与利用技术的国产化替代。因此，除了加大资金投入外，还要组建央企、国企创新联合体，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国家级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，合力推动我国氢能产业迈上全球价值链的中高端。

　　其二，要加快基础设施布局。国内输氢管道总长度只有400公里，终端加氢站500座，累计推广氢燃料电池汽车2.7万辆，基础设施供给不充沛不仅很大程度上限制了氢能经济的规模化与商业成本的下降幅度，也导致氢能的使用场景单一，同时制约了相关配套产业体系的发展。建议将氢能基础设施建设纳入中央与地方政府新基建盘子中给予重点扶持，除了国家扮演建设主体外，更应通过BOT、PPP等方式引进社会资本参与氢气站的投资，并在运营过程中给予充分的财税惠补，同时支持中石油、中石化等国有能源巨头加大对油气管道的配套改造与完善，增补管道的氢能输送功能。

　　其三，要扩大消费应用场景。目前国内工业生产消耗了80%的氢气产量，氢能的场景须重点转向交通领域，包括在公交、城际货（客）运、冷链物流、机场专线、渣土环卫、工程建设、矿山和钢铁等领域，结合大规模设备更新和消费品以旧换新行动，进一步扩大氢燃料电池汽车推广应用，同时拓展氢能在轨道交通、低空飞行、航运、航空航天等领域应用。另外，有必要开拓氢农业方向的场景应用，重点布局氢气在各类农产品特别是药材、茶叶等功效类产品上进行种子萌发、提高病虫害抗性、减少化肥使用等方面的应用，同时建立氢农业试验基地，引领新型农业发展方向。

　　其四，要明确升级基本路线。目前国内制氢方式以电解水制氢、化石燃料制氢为主，氢气年产量中高达九成以上为灰氢，应积极推动制氢方式向绿氢方向转变，为此有必要在目前的京津冀、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，要重点创新绿色金融产品，如将绿氢技术纳入绿色信贷及绿色债券的指导目录，在碳交易市场搭建绿氢板块的交易评价机制等。

　　其五，要加强区域产业协同。立足于本地资源禀赋、突出产业长项、打破技术瓶颈才是全国氢能布局的主线，如长三角作为我国最大的化工产业集群，氢能的开发应集中到化工副产品身上；京津冀的氢能发展可聚焦蓝氢与绿氢的开发与示范应用；珠三角则可借助工业基础与科技实力展开膜电极、高性能电堆以及储运氢设备等产业攻关与布局，在此基础上实现成果共享与利益协同，走出一条成本投入低、区域共振强和整体效能优的氢产业经济路径。

　　（作者系中国市场学会理事、经济学教授）