全球清潔氫能加速發(fā)展，擴(kuò)張勢頭旺盛。世界氫能理事會與麥肯錫公司5月11日聯(lián)合發(fā)布《氫能洞察2023》報告[1]顯示，根據(jù)已宣布項目推測，到2030年全球清潔制氫產(chǎn)能將從當(dāng)前的80萬噸/年增至3800萬噸/年，而電解制氫裝機(jī)規(guī)模將從700兆瓦增至230吉瓦。然而，盡管氫能項目投資總額已達(dá)到3200億美元，確保實現(xiàn)凈零排放所需的氫能投資仍有3800億美元的缺口，表明氫能市場仍有較大發(fā)展?jié)摿?，需要政府在其中發(fā)揮重要的導(dǎo)向作用。6月，美國和日本先后更新國家層面的氫能政策，其他國家也推出多項舉措促進(jìn)氫能發(fā)展。本文梳理總結(jié)了近期國際氫能重要戰(zhàn)略布局及行業(yè)動向，客觀呈現(xiàn)氫能發(fā)展態(tài)勢及特點。

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一、美日相繼更新國家氫能戰(zhàn)略釋放出氫能產(chǎn)業(yè)化加速信號

美國時隔二十多年再次推出氫能路線圖，正式開啟氫能商業(yè)化發(fā)展浪潮。6月5日，美國能源部（DOE）正式發(fā)布《國家清潔氫能戰(zhàn)略和路線圖》[2]，提出了加速清潔氫能發(fā)展的綜合框架，并且指出氫能發(fā)展將經(jīng)歷三波“浪潮”，旨在確保清潔氫能的開發(fā)和利用沿著正確路徑前進(jìn)，為美國帶來最大利益。美國上一個氫能路線圖發(fā)布于2002年，此后主要根據(jù)美國能源部（DOE）多個辦公室的氫能相關(guān)計劃文件指導(dǎo)研發(fā)活動。直至2020年，DOE發(fā)布《氫能計劃發(fā)展規(guī)劃》[3]，從總體層面提出了未來10年氫能研發(fā)示范的戰(zhàn)略框架。2021年6月，DOE推出了“氫能攻關(guān)”計劃[4]，提出未來十年清潔制氫成本降低80%至1美元/千克。這是當(dāng)前世界各國提出的最低成本目標(biāo)，將極大激勵氫能行業(yè)發(fā)展。在氫能攻關(guān)計劃以及《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》、《通脹削減法案》等頂層政策支持下，美國不斷擴(kuò)大對氫能的戰(zhàn)略部署，并取得了積極的效果。根據(jù)DOE在2023年3月發(fā)布的《氫能商業(yè)擴(kuò)張之路》報告，美國清潔氫能有望在未來3-5年內(nèi)具備成本競爭力，到2030年清潔氫產(chǎn)能將增至約1000萬噸/年，接近世界氫能理事會預(yù)測的全球產(chǎn)能的1/3。

日本更新《氫能基本戰(zhàn)略（草案）》，并將加強(qiáng)競爭力發(fā)展全球市場納入布局。日本將發(fā)展氫能上升為國策，早在2014年就提出構(gòu)建氫能社會，2017年出臺《氫能基本戰(zhàn)略》[5]設(shè)定了到2050年的近、中、遠(yuǎn)期氫能發(fā)展目標(biāo)。6月6日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕ETI）發(fā)布修訂版《氫能基本戰(zhàn)略（草案）》[6]，該草案在可再生能源、氫能相關(guān)部長級會議上獲得通過。與之前的戰(zhàn)略不同，新版戰(zhàn)略分為增強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)競爭力的“氫能產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”和確保氫能安全利用的“氫能安全戰(zhàn)略”兩部分。該戰(zhàn)略明確指出，日本構(gòu)建氫能社會正從技術(shù)發(fā)展階段步入商業(yè)化階段，考慮到全球氫能市場正在迅速擴(kuò)張，有必要修訂《氫能基本戰(zhàn)略》，在確保實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的同時，將加強(qiáng)日本競爭力、發(fā)展海外市場納入其中。

全球已經(jīng)掀起過幾次氫經(jīng)濟(jì)“浪潮”，但都未能真正形成規(guī)模。美國、日本作為氫經(jīng)濟(jì)的倡導(dǎo)者，近期兩國的重大戰(zhàn)略動向釋放出積極的信號，氫能產(chǎn)業(yè)的“落地”時機(jī)正在走向成熟。

二、降低清潔制氫成本是實現(xiàn)規(guī)?；瘹浣?jīng)濟(jì)的關(guān)鍵前提，戰(zhàn)略布局正從促進(jìn)制氫技術(shù)進(jìn)步和成本下降擴(kuò)展至發(fā)展氫能全供應(yīng)鏈

清潔氫能如果無法做到與化石燃料制氫競爭力相當(dāng)，將難以實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。美國在《國家清潔氫能戰(zhàn)略和路線圖》中將“降低清潔氫能成本”作為三大關(guān)鍵優(yōu)先戰(zhàn)略之一，同時強(qiáng)調(diào)要促進(jìn)整個氫能供應(yīng)鏈發(fā)展，解決關(guān)鍵材料和供應(yīng)鏈的脆弱性。加上對中游基礎(chǔ)設(shè)施（存儲、分配）的投資，不僅可以降低清潔氫的生產(chǎn)成本，還可以降低交付成本。預(yù)期在2029-2036年間，將氫供應(yīng)成本降至4美元/千克，其中包括生產(chǎn)、運輸和加氫等環(huán)節(jié)[7]。

日本新版《氫能基本戰(zhàn)略（草案）》提出了2040年氫供應(yīng)量目標(biāo)（1200萬噸/年），與綠色增長戰(zhàn)略中提出的2030、2050年目標(biāo)，共同構(gòu)成了更為完善的階段性發(fā)展規(guī)劃，并明確了低碳?xì)?氨的碳強(qiáng)度目標(biāo)，以促進(jìn)制氫產(chǎn)業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型。該戰(zhàn)略還提出將出臺一項支持計劃，未來15年投入超過15萬億日元用于建設(shè)大規(guī)模氫能供應(yīng)鏈。由于本國資源匱乏，日本以2030年實現(xiàn)大規(guī)模輸運氫為目標(biāo)，提出在因地制宜建立本地供應(yīng)鏈的同時，發(fā)展基于液氫、氨的海上船運供應(yīng)鏈。值得注意的是，新版《氫能基本戰(zhàn)略（草案）》還提出了氫能安全戰(zhàn)略的基本框架，作為未來5-10年的行動指南，目的是建立覆蓋整個氫能供應(yīng)鏈的安全監(jiān)管體系，包括建立科學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、驗證和優(yōu)化階段性實施規(guī)則、發(fā)展適合氫能應(yīng)用的環(huán)境等方面。

在歐洲，歐盟及其成員國近期紛紛推出舉措以促進(jìn)綠氫的規(guī)?；?yīng)，并且尋求協(xié)同化發(fā)展[8]。歐盟繼3月宣布推出歐洲氫能銀行后，目前正準(zhǔn)備其首次綠氫項目拍賣，預(yù)計將在2023年夏末開啟，為可再生能源制氫提供固定補(bǔ)貼，現(xiàn)有資金預(yù)算約為8億歐元。氫能銀行的成立還將有助于歐盟更好地了解新興氫市場的供需動態(tài)。業(yè)界估計，實現(xiàn)歐盟REPowerEU計劃的2030年綠氫供應(yīng)目標(biāo)，需要電解槽裝機(jī)容量達(dá)到90-100吉瓦，而當(dāng)前容量僅為1.6-1.75吉瓦。美國Plug Power公司最近宣布投資60億歐元，在芬蘭建設(shè)3座制氫工廠，通過一條管道向西歐供應(yīng)氫氣，該項目建設(shè)的電解槽產(chǎn)能規(guī)模將占REPowerEU目標(biāo)近5%。為了促進(jìn)歐盟內(nèi)部出口，愛爾蘭和德國于5月31日簽署了一項聯(lián)合聲明，在綠氫生產(chǎn)方面開展合作。作為海上風(fēng)能的領(lǐng)導(dǎo)者，愛爾蘭計劃將很大一部分風(fēng)電用于制氫，作為新的國家戰(zhàn)略的一部分。另一方面，德國則估計，到2030年其70%-80%的氫需求仍將依賴進(jìn)口。法國最近推出《綠色工業(yè)法案》以加快重工業(yè)脫碳進(jìn)程，尤其側(cè)重于推廣無碳?xì)?，預(yù)計將于6月底出臺新的氫能戰(zhàn)略，進(jìn)一步明確如何快速部署和實施綠氫生產(chǎn)，以在2030年前實現(xiàn)6.5吉瓦的綠氫產(chǎn)能。

澳大利亞將綠氫作為氫能發(fā)展的焦點，不僅用于促進(jìn)本國能源轉(zhuǎn)型，還通過建立綠氫出口產(chǎn)業(yè)謀求在能源轉(zhuǎn)型時代繼續(xù)保持資源大國的優(yōu)勢地位。5月9日，澳大利亞可再生能源署（ARENA）宣布投入20億澳元啟動“氫能領(lǐng)先計劃”（Hydrogen Headstart）[9]支持2-3個旗艦項目，目標(biāo)是到2030年實現(xiàn)1吉瓦的電解槽容量。5月26日，ARENA宣布投入2000萬澳元支持Stanwell公司一個大規(guī)?？稍偕茉粗茪漤椖康那岸斯こ淘O(shè)計[10]，在項目開發(fā)階段將總計投入1.17億澳元建設(shè)640兆瓦電解槽。

中國清潔氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展也在提速，尤其是電解制氫領(lǐng)域。根據(jù)《氫能洞察2023》報告，2022年全球電解槽裝機(jī)容量增長30%達(dá)到700兆瓦，中國是最大市場（300兆瓦）。盡管已宣布項目顯示到2030年將有230吉瓦電解槽投運，但通過最終投資決策的項目僅有9吉瓦，中國即占到4成。除了在產(chǎn)業(yè)布局方面加速，中國在技術(shù)研發(fā)方面也不斷取得突破。繼2022年11月在Nature發(fā)表了海水原位直接電解制氫的原創(chuàng)性成果之后，深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊與東方電氣集團(tuán)聯(lián)合研制了海上風(fēng)電海水原位電解制氫裝置，2023年5月中下旬在海上進(jìn)行了中試示范，連續(xù)穩(wěn)定運行超過240小時，成功驗證了該技術(shù)在真實海洋環(huán)境下的可靠性[11]。該團(tuán)隊的研究開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫的新路徑，為海上制氫提供了有前景的技術(shù)路線。

三、市場需求是促進(jìn)氫能走向良性可持續(xù)發(fā)展的根本動力，明確氫能在不同階段的作用和定位將有助于合理布局

實現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)的規(guī)模化發(fā)展需要在多個應(yīng)用領(lǐng)域推廣氫能，但制氫產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)性、基礎(chǔ)設(shè)施配套等限制條件，決定了氫能發(fā)展將經(jīng)歷一個逐步擴(kuò)大應(yīng)用的過程。美國《國家氫能戰(zhàn)略和路線圖》強(qiáng)調(diào)，要“明確清潔氫能的戰(zhàn)略性地位及高影響力用途”，以確保清潔氫能被用于價值最高的應(yīng)用場景?；谠撛瓌t，路線圖從應(yīng)用視角提出了清潔氫能發(fā)展將經(jīng)歷的三個階段（稱為“浪潮”，如圖1）。第一波浪潮中，氫能應(yīng)用將由現(xiàn)有市場啟動，這類市場幾乎沒有清潔氫以外的脫碳路徑，包括煉油廠、制氨廠、公交、長途重卡、物料搬運車、重型機(jī)械等。將大規(guī)模制氫與此類應(yīng)用結(jié)合的工業(yè)集群將有助于降低成本，并建立在后續(xù)階段可用于其他市場的基礎(chǔ)設(shè)施。第二波浪潮涉及在行業(yè)承諾和政策支持下經(jīng)濟(jì)效益不斷增長的應(yīng)用，除了第一波中的應(yīng)用之外，還包括區(qū)域渡輪、某些化學(xué)品、鋼鐵、儲能及發(fā)電、航空等。隨著清潔制氫規(guī)模擴(kuò)大、成本下降和基礎(chǔ)設(shè)施普及，第三波應(yīng)用將變得具有競爭力，包括備用電源和固定式電源、甲醇、集裝箱船運、水泥、注入現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)等。

日本新版《氫能基本戰(zhàn)略（草案）》則提出，從國內(nèi)和國際氫能市場的整體視角，推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)化，重點發(fā)展啟動速度較快、未來市場規(guī)模較大的領(lǐng)域，以及日本具有技術(shù)優(yōu)勢的領(lǐng)域。日本未來將重點發(fā)展的氫能應(yīng)用包括：①低碳?xì)?氨燃燒發(fā)電。重點發(fā)展日本更具優(yōu)勢的大型氫/氨燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，并密切關(guān)注氫氣供應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，開展氫氣供應(yīng)鏈和發(fā)電的綜合示范。②燃料電池。日本在該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)處于世界領(lǐng)先地位，需要關(guān)注燃料電池的多樣化應(yīng)用，加速降低成本，推進(jìn)燃料電池快速商業(yè)化，建立面向全球的戰(zhàn)略，并擴(kuò)大本國在交通、發(fā)電、民用等領(lǐng)域的市場需求。③氫氣直接使用，包括在鋼鐵、化工、氫燃料船舶等領(lǐng)域。④氫基化合物使用，包括氨燃料、碳回收產(chǎn)品（如合成甲烷、合成燃料、化學(xué)品等）。

英國法拉第研究院也從應(yīng)用角度，探討了氫能和電池這兩大技術(shù)在不同領(lǐng)域脫碳進(jìn)程中的定位[12]，指出隨著英國向凈零轉(zhuǎn)型，氫能和電池都將發(fā)揮越來越重要的作用，兩者應(yīng)該被視為互補(bǔ)技術(shù)而非競爭性技術(shù)。其預(yù)測，電池將主導(dǎo)道路交通脫碳，而航空業(yè)從2040年開始使用氫及氫基燃料；電池和氫能技術(shù)在海運、鐵路和建筑環(huán)境領(lǐng)域都有獨特的用途；氫能在制造業(yè)中將發(fā)揮關(guān)鍵作用，而電池則為電網(wǎng)提供更多儲能和靈活性。

需要指出的是，產(chǎn)業(yè)界對政府決策的重要性愈加顯現(xiàn)。美國《國家氫能戰(zhàn)略和路線圖》提出的三波“浪潮”參考了2019年11月美國燃料電池和氫能協(xié)會（FCHEA）發(fā)布的《美國氫經(jīng)濟(jì)路線圖》[13]，該報告提出了到2050年不同時期氫能具有競爭力的應(yīng)用。法國即將更新的氫能戰(zhàn)略提案引起了產(chǎn)業(yè)界的爭議，該戰(zhàn)略將短期內(nèi)的重點應(yīng)用領(lǐng)域聚焦于難以脫碳和電氣化的重工業(yè)部門，如鋼鐵、水泥和化肥，但不包括汽車行業(yè)。這一戰(zhàn)略未能得到產(chǎn)業(yè)界認(rèn)可，業(yè)內(nèi)主張更全面的方法，提倡還應(yīng)包括生產(chǎn)更小規(guī)模電解槽和更加重視氫能交通。因此，更好地推動氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要加強(qiáng)政府與產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同。

[1]Hydrogen Insights 2023.https://hydrogencouncil.com/en/hydrogen-insights-2023/

[2]U.S.National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap.https://www.hydrogen.energy.gov/clean-hydrogen-strategy-roadmap.html?utm_medium=print&utm_source=hydrogen-doe&utm_campaign=strategy

[3]Energy Department Hydrogen Program Plan.https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/hydrogen-program-plan-2020.pdf

[4]Hydrogen Shot.https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-shot

[5]水素基本戦略.http://www.meti.go.jp/press/2017/12/20171226002/20171226002-1.pdf

[6]水素基本戦略（案）.https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shoene_shinene/suiso_seisaku/pdf/20230606_1.pdf

[7]氫氣輸運和加氫過程包括氫氣壓縮或液化后運輸至加氫站，加氫站壓縮后存儲，再通過加氫機(jī)為車輛加氫，過程中還有能量損耗。世界氫能理事會曾預(yù)計到2030年制氫過后的氫氣壓縮轉(zhuǎn)換成本約為0.7-1美元/千克，卡車運輸液氫或管道運輸氣氫至加氫站的成本為1-2美元/千克。

[8]Top story of the week:Green hydrogen plans ramping up across Europe to reach decarbonisation targets.https://www.eera-set.eu/news-resources/4364-top-story-of-the-week-green-hydrogen-plans-ramping-up-across-europe-to-reach-decarbonisation-targets.html

[9]$2 billion for scaling up green hydrogen production in Australia.https://arena.gov.au/news/2-billion-for-scaling-up-green-hydrogen-production-in-australia/

[10]Stanwell and international consortium progress large-scale renewable hydrogen project in Gladstone.https://arena.gov.au/news/stanwell-and-international-consortium-progress-large-scale-renewable-hydrogen-project-in-gladstone/

[11]全球首個海上風(fēng)電無淡化海水直接電解制氫在福建海試成功.http://jjdf.chinadevelopment.com.cn/xw/2023/06/1842197.shtml

[12]The Role of Hydrogen and Batteries in Delivering Net Zero in the UK by 2050.https://www.faraday.ac.uk/wp-content/uploads/2023/04/L2C231476-UKLON-R-01-F_Market-and-Technology-Assessment_FaradayInst_24Apr2023.pdf

[13]Road Map to a US Hydrogen Economy.https://www.fchea.org/us-hydrogen-study

（圖片來源：veer圖庫）

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