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在推動(dòng)氫能發(fā)展的過(guò)程中，全球主要經(jīng)濟(jì)體從各自資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、市場(chǎng)承載能力及財(cái)力等方面系統(tǒng)謀劃，制定發(fā)展戰(zhàn)略，并在工業(yè)、交通、儲(chǔ)能、發(fā)電等多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展實(shí)踐探索，逐步形成了各具特色的發(fā)展模式。分析總結(jié)國(guó)際氫能發(fā)展先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新突破具有重要借鑒意義。

加大投資力度系統(tǒng)謀劃氫能發(fā)展

(資料圖片)

歐盟將氫能作為能源安全和能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分。近年來(lái)，歐盟逐步建立以氫能為中心的清潔能源戰(zhàn)略規(guī)劃布局。特別是今年以來(lái)，俄烏沖突加速了歐盟國(guó)家能源轉(zhuǎn)型步伐，安全性成為當(dāng)前歐盟政策制定者的首要考慮因素，可再生能源和氫能在確保能源安全方面的作用變得更加清晰。歐盟宣布了大型的融資計(jì)劃支持氫能發(fā)展，其目的是鼓勵(lì)歐盟各成員國(guó)加大氫能技術(shù)研發(fā)，擴(kuò)大綠氫產(chǎn)量。然而，大規(guī)模的綠氫生產(chǎn)需要耗費(fèi)大量綠電，為避免制氫領(lǐng)域與工業(yè)或電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域出現(xiàn)“搶綠電”的現(xiàn)象，歐盟委員會(huì)近日公布了一個(gè)授權(quán)法草案，要求生產(chǎn)綠氫的電力應(yīng)來(lái)自現(xiàn)有電力以外的可再生能源。

美國(guó)投入巨資加速開(kāi)發(fā)低成本清潔制氫技術(shù)。在2021年宣布重返《巴黎協(xié)定》后，美國(guó)推動(dòng)氫能技術(shù)攻關(guān)、建立氫能經(jīng)濟(jì)的步伐明顯加快。同年7月，美國(guó)能源部（DOE）宣布啟動(dòng)首個(gè)“氫能攻關(guān)計(jì)劃”。2021年11月，美國(guó)簽署《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》，計(jì)劃2022~2026年間撥款80億美元用于區(qū)域氫能中心建設(shè)，15億美元用于電解槽和氫能全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)和示范。2022年3月，DOE宣布投入2800萬(wàn)美元用于清潔氫能的研發(fā)和前端工程設(shè)計(jì)（FEED）項(xiàng)目，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)“氫能攻關(guān)計(jì)劃”。

俄羅斯把氫能作為資源出口創(chuàng)匯新增長(zhǎng)點(diǎn)。俄羅斯近年來(lái)正在加快布局氫能貿(mào)易，確保其全球主要能源出口國(guó)的地位。在2020年6月發(fā)布的《2035年俄羅斯聯(lián)邦能源戰(zhàn)略》中，俄計(jì)劃2035年出口200萬(wàn)~700萬(wàn)噸氫氣，出口創(chuàng)收78億~211億美元；2050年出口790萬(wàn)~3340萬(wàn)噸氫氣，出口創(chuàng)收236億~1002億美元。

日本致力于打造全球化氫氣供應(yīng)鏈。目前，除了應(yīng)對(duì)氣候變化和俄烏沖突影響，日本的能源策略仍然傾向于創(chuàng)建氫能社會(huì)，并在氫能發(fā)展戰(zhàn)略中提高了氫能源在2030年能源結(jié)構(gòu)中的使用占比。建設(shè)氫能社會(huì)，前提是氫氣庫(kù)存充足且可以低價(jià)采購(gòu)。因此，日本將打造全球化氫氣供應(yīng)鏈，包括開(kāi)展配套設(shè)備研發(fā)，打造集氫氣生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、利用為一體的供應(yīng)鏈。2022年，日本與澳大利亞、文萊、挪威和沙特就氫燃料采購(gòu)問(wèn)題已達(dá)成合作協(xié)議，和印尼確定在氫、氨和碳捕獲與封存等脫碳技術(shù)方面開(kāi)展合作。此外，日本搭建的全球供應(yīng)鏈主要依靠海上運(yùn)氫。近幾年，日本利用液化氫運(yùn)輸和甲基環(huán)己烷（MCH）運(yùn)輸，已有多個(gè)示范項(xiàng)目成功運(yùn)行。

應(yīng)用前景廣闊未來(lái)開(kāi)發(fā)潛力大

工業(yè)領(lǐng)域氫能替代應(yīng)用空間持續(xù)拓展。彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)，2022年鋼鐵、制氨、甲醇、化工和煉油五大行業(yè)的清潔氫使用量將超過(guò)全球5.1萬(wàn)輛氫能汽車(chē)的總耗氫量。

據(jù)了解，全球75%煉鋼所用的能源直接或間接來(lái)自煤炭，鋼鐵碳排放量占全球能源系統(tǒng)排放量的7%左右。鋼鐵行業(yè)是低碳化的關(guān)鍵領(lǐng)域，在該領(lǐng)域氫氣有望在10年內(nèi)成為具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的替代品。如2021年，全球首個(gè)使用無(wú)化石電力和氫氣的煉鋼示范項(xiàng)目在瑞典鋼鐵公司HYBRIT啟動(dòng)。此外，氫氣也可作為替代燃料用于玻璃、水泥和陶瓷制造等行業(yè)，以取代化石燃料的使用。如2021年，英國(guó)玻璃企業(yè)皮爾金頓（Pilkington）啟動(dòng)了全球首個(gè)使用100%氫氣生產(chǎn)浮法（片）玻璃的試驗(yàn)。

氫燃料電池多樣化、規(guī)?；瘧?yīng)用加速。2022年北京冬奧會(huì)期間，共有1200多輛氫燃料電池汽車(chē)投運(yùn)，并配備30多個(gè)加氫站，這是全球最大的一次燃料電池汽車(chē)示范。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，全球氫燃料電池汽車(chē)總銷(xiāo)量1.6萬(wàn)輛以上。受強(qiáng)勁補(bǔ)貼政策驅(qū)動(dòng)，韓國(guó)市場(chǎng)延續(xù)了2020年的增長(zhǎng)勢(shì)頭，全年共售出超8000輛氫燃料電池汽車(chē)，約占全球總銷(xiāo)量的一半。

大規(guī)模氫儲(chǔ)能是更具經(jīng)濟(jì)性的長(zhǎng)周期調(diào)峰技術(shù)。在新型儲(chǔ)能路徑中，氫能具有諸多明顯優(yōu)勢(shì)。氫儲(chǔ)能是以氫氣的形式進(jìn)行儲(chǔ)能，方式多樣化，包括液化儲(chǔ)氫、壓縮儲(chǔ)氫以及金屬氫化物儲(chǔ)氫等，存儲(chǔ)規(guī)?？蛇_(dá)百萬(wàn)千瓦級(jí)，存儲(chǔ)時(shí)間跨度從小時(shí)到季節(jié)。氫儲(chǔ)能除了可以滿足大規(guī)模長(zhǎng)周期能量?jī)?chǔ)存和多元化終端利用需求，自身也具備較明顯的技術(shù)路線、資源潛力及經(jīng)濟(jì)性。在大容量長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)的場(chǎng)景中，氫儲(chǔ)能與電化學(xué)儲(chǔ)能相比擁有單位能量存儲(chǔ)成本低的優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于抽水蓄能而言，氫儲(chǔ)能可擴(kuò)展性較強(qiáng)，受地理和資源的限制較少。相關(guān)研究表明，當(dāng)需要大規(guī)模儲(chǔ)能時(shí)可以液氫或者氫化物的形式存儲(chǔ)于地下鹽穴，估計(jì)每個(gè)兆瓦時(shí)的成本在50~150美元之間，與受地質(zhì)條件限制較大的抽水蓄能相當(dāng)，顯著低于其他能量存儲(chǔ)方式。

氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電取得一定進(jìn)展。全球電力巨頭已開(kāi)展氫能燃?xì)廨啓C(jī)的相關(guān)研究，積極提高燃機(jī)的摻氫燃燒能力、開(kāi)拓新的市場(chǎng)空間。如美國(guó)通用電氣（GE）在全球已有超過(guò)100臺(tái)采用低熱值含氫燃料的機(jī)組在運(yùn)行，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)800萬(wàn)小時(shí)，其中部分機(jī)組的燃料含氫量超過(guò)50%。2022年4月，通用電氣宣布全球首個(gè)HA級(jí)摻氫燃燒示范項(xiàng)目成功運(yùn)行，預(yù)計(jì)到2030年將具備100%燃?xì)淠芰?，最終實(shí)現(xiàn)零碳排放。日本和歐盟EU Turbines已經(jīng)承諾在2030年前推出100%燃?xì)渲匦腿細(xì)廨啓C(jī)。2022年初，中國(guó)國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司首個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)摻氫燃燒示范項(xiàng)目正式投運(yùn)，這是全球范圍內(nèi)首個(gè)在天然氣商業(yè)機(jī)組中進(jìn)行摻氫燃燒的聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)供示范項(xiàng)目，改造后的機(jī)組具備了純天然氣和天然氣摻氫兩種運(yùn)行模式的兼容能力，可行性優(yōu)勢(shì)明顯。需要注意的是，雖然全球氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電項(xiàng)目層出不窮，但要大力發(fā)展氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)，還面臨著燃?xì)溥^(guò)程中產(chǎn)生的回火和溫度過(guò)高等問(wèn)題。