氫能源產業三北地區發展展望

朱寶祥 王克宏

摘要：低碳化轉型發展是中國應對內外部新形勢、新挑戰的共同要求。目前，化石能源燃燒導致的二氧化碳排放是最主要的溫室氣體排放源。國際上看，中同碳排放量在2003年超過歐盟，2006年超過美國，連續多年成為最大碳排放國，這使得中國在國際上承受的碳減排壓力與日俱增。2018年，我國二氧化碳排放量增長2.3億噸，增量占全球能源相關的二氧化碳排放增長量的41%;排放總量達到92億噸，占全球二氧化碳排放總量的27.8%。從國內來看，在能源資源、生態環境容量等多重約束下，有效加強碳排放管控越來越成為推動高質量發展、推進供給側結構性改革的有力抓手。2015年，習近平總書記在巴黎氣候大會上，代表中國政府向國際社會承諾“中國將在2030年左右二氧化碳排放達峰并力爭盡早達峰”。中國自2011年起就開始在北京等7個省市開展了碳排放權交易試點工作，2017年啟動了國家碳排放交易體系建設，推進能源系統低碳化變革的政策力度逐漸加大。

關鍵詞：氫能源 三北地區? 發展展望

從傳統化石能源來看，盡管中國已經初步形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源全面發展的能源供給體系，消費結構也逐漸向清潔化低碳化發展，但結構性問題依舊突出。其中，煤炭清潔高效利用尚待加強，中國煤炭消費貢獻了年度化石能源二氧化碳排放量的76%，石油和天然氣消費比重增加與自給能力不足之間的矛盾日益凸顯。中國已成為世界品大原油和天然氣進口國，2018年對外依存度分別達到71%和43%，未來還將繼續上升，這給中國能源安全發展帶來了巨大的挑戰。

一、氫能在現代能源體系的重要性

氫能被認為是最理想的新能源，最有希望成為能源的終極解決方案。氫能相比于其他能源方案有顯著的優勢：儲量大、比能量高（氫熱值為140.4MJ/kg，是同質量焦炭、汽油等化石燃料熱值的3-4倍）、污染小、效率高（通過燃料電池可實現綜合轉化效率90%以上）、可貯存、可運輸、安全性高等諸多優點。在固定領域、運輸領域和便攜式領域都有很廣闊的發展空間，車企在燃料電池汽車方面的開發更是走在前列，并已經初步具備相應的市場規模。

在優化能源結構方面，氫能作為一種二次能源，可從化石能源中獲取，有助于煤炭等一次能源清潔高效利用，提升供給側質量;通過電解水制取，增加電力系統靈活性，有助于實現多異質能源跨地域和跨季節的優化配置，形成可持續高彈性的創新型多能互補系統。

在提高能源安全方面，推動氫能及燃料電池技術在交通領域的大規模應用，率先實現消費端清潔化，有助于大幅度減少中國交通運輸領域石油和天然氣的消費總量，降低能源對外依存度，同時提升大氣質量。

在促進能源革命方面，氫作為能源互聯媒介，可通過可再生能源電解制取，實現大規模儲能及調峰，耦合電網和氣網，有效解決電力不易長期存儲問題，實現不同能源網絡之間的協同優化，促進清潔能源發展。

在應對氣候變化方面，氫氣有望成為可再生能源規模化高效利用的重要載體，有助于引導大批可再生能源從電力部門流向交通運輸、工業和建筑等終端使用部門，實現深度脫碳，履行《巴黎協定》碳減排承諾。

二、氫能產業鏈

氫能產業鏈較長，涵蓋氫氣制備、儲運、加氫基礎設施、燃料電池及其應用等諸多環節。與發達國家相比，中國在氫能自主技術研發、裝備制造、基礎設施建設等方面仍有一定差距，但產業化態勢全球領先。據了解，目前約99家上市公司布局氫能與燃料電池產業鏈，其中布局全產業鏈6家，電堆及系統17家，燃料電池整車16家，核心材料/雙極板10家，燃料電池設備4家，關鍵零部件/輔材11家，氫氣制儲運/加氫設備/加氫站31家，設立氫能產業基金4家。（數據來源：高工氫燃料電池）

三、氫能源在“三北”地區的發展方向

（一）國家氫能產業發展在電力行業的政策支持

（二）氫能源在“三北”地區發展的優勢：

1、資源方面：“三北”地區區域風、光資源較好，新能源上網電價較低，到2020年，風力發電項目將全面迎來平價上網，電價優勢尤為明顯。

2、市場方面：“三北”地區氫能源發展還處于初級階段，雖然風電制氫的產業存在弊端，但是今后能源結構改革與研究的主要方向。目前“三北”地區風力發電項目的電量主要是以特高壓外送消納，如果能引進風電制氫產業，不僅可以對風電制氫產業的發展、對地方能源結構的改革做出積極貢獻，同時可以進一步解決新能源依賴外送、內部無消納的現狀，將能源以另一種方式就地轉化，減少新能源電力在電網線路輸送的過程中造成的損失，促進行業發展新篇章。同時考慮今后國家去碳化的目標，風電制氫將更多的用于就近區域消納，解決了因電力輸送造成的電量損失以及可再生能源電量波動對電網的沖擊。同時可以研究可再生能源與氫能之間的儲能、調頻工作，為電網的穩定運行提供保障。

3、遠期價格優勢：考慮中國多煤、少油、少氣的狀態，如果今后氫能源發展迅速，氫氣需求量井噴式增長的時候，氫氣的價格將會逐年提升，風電制氫將作為低污染、成本小的制氫方式在“三北”地區全面開展。