氫能與新能源產業(yè)要肩負起碳達峰碳中和的歷史使命

由二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變化已經成為本世紀人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。在《巴黎協(xié)議》的框架下，到本世紀中葉實現(xiàn)碳中和是全球應對氣候變化的最根本的舉措。

在3月15日中央財經委員會第九次會議上，習總書記強調，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。

中國的這一承諾是全球應對氣候變化進程中的一項有里程碑意義的事件，也開啟了中國以碳中和目標驅動整個能源系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)和科技創(chuàng)新系統(tǒng)全面向綠色轉型的新時代。作為以煤炭、石油為主要燃料的世界第一碳排放大國，我國要在10年內實現(xiàn)碳排放達峰、40年內實現(xiàn)碳中和是十分艱巨的，過程中會有許多困難和挑戰(zhàn)，但同時會帶來科技創(chuàng)新、能源和經濟轉型的重大機遇。而在眾多產業(yè)中，氫能在存儲、消納新能源，實現(xiàn)碳中和的過程中將起到重要作用，這一目標將新能源和氫能緊密地聯(lián)系到了一起。

在3月16日召開的“第六屆中國能源發(fā)展與創(chuàng)新論壇”上，展開了一場以“‘碳中和’目標與電氫體系展望”為主題的深層次探討，來自國家發(fā)改委、國家能源局和吉林、河北、河南等地方政府代表，以及來自國電投、中國石化、三峽新能源、水利總院、清華大學等機構的行業(yè)專家、學者和企業(yè)代表紛紛為氫能發(fā)聲助力，一致認為新能源發(fā)電與氫能相結合能夠打破電網平衡對新能源發(fā)電承載能力的局限，可基本滿足社會各行業(yè)不同形式的能源需求，對于促進我國能源體系的清潔轉型，大氣環(huán)境治理、能源保障安全、南北地區(qū)經濟平衡發(fā)展，以及推動能源科技創(chuàng)新，提升國際競爭力都具有重大意義。

氫能作為清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，可為化工、冶煉、動力燃料、儲能、建筑等傳統(tǒng)工業(yè)提供深度脫碳。以太陽能光伏、風電、水電等各種可再生能源發(fā)電制取的綠氫是可能取代傳統(tǒng)化石能源的終極能源：綠氫的制備從源頭上杜絕了碳排放，且在終端應用中，綠氫對汽油、傳統(tǒng)工業(yè)原料、熱源等的替代能夠實現(xiàn)應用端的零排放。

未來，傳統(tǒng)的化石能源制氫隨著碳稅、碳排放提高，成本將逐漸增加，而可再生能源和綠氫的成本隨著技術進一步的發(fā)展和產業(yè)的逐步完善，成本將進一步下降。未來綠氫供給將逐漸成為主流，預計到2030年，綠氫成本將比化石能源制氫更有競爭力，屆時綠氫供應占氫能總比重將提升至15%左右。

中國氫能需求展望

根據氫促會初步研判，在燃料電池汽車示范城市政策的推動下，預期到“十四五”末，氫能產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的關鍵技術、材料、部件的研發(fā)、制造將基本實現(xiàn)自主可控，生產經營成本大幅度下降。同時，隨著新能源技術的發(fā)展，綠氫成本也將大幅下降，加上碳排放約束政策（如碳稅征收）的出臺實施，綠氫競爭力將大幅提升，國內基礎設施建設、法規(guī)政策也將進一步健全，氫能產業(yè)具備規(guī)?；l(fā)展條件。預計到2030年，我國氫能供應總量在國內能源供應體系中占比將達到5.5%左右，將產生至少1.8億噸/年的碳減排效應，極大地助力碳達峰目標的實現(xiàn)，推動我國能源體系的高質量發(fā)展。

當前，我國新能源產業(yè)發(fā)展迅速，但可再生能源分布并不均勻，人口密集城市的能源需求大，風光等可再生資源稀缺，而資源豐富的“三北”地區(qū)資源豐富，但是受制于人口稀少，無法消納，如何將能源從西北地區(qū)轉移到東南地區(qū)，是幾十年來國內能源行業(yè)持續(xù)攻關的難題。且由于可再生能源的波動性，風電和光伏的大規(guī)模發(fā)展需要大容量儲能技術和氫能技術與之相匹配，通過新能源發(fā)電離網制氫，不僅可解決新能源固有的不穩(wěn)定性問題，還可通過氫儲運，實現(xiàn)規(guī)?；瘍δ堋⒖绲赜蚰茉催\輸。同時，綠氫的快速功率調制特性可增加電網安全穩(wěn)定性，氫的儲能特性更能起到“削峰平谷”作用，打破了可再生能源的發(fā)展瓶頸。未來電能和氫能將共同作為綠色能源的終端形態(tài)，電氫能源體系將成為構建現(xiàn)代能源體系的途徑之一。

從目前國內風電光伏的建設節(jié)奏來看，2021-2030年，我國將迎來風電與光伏大規(guī)模建設高峰，每年新增風電和光伏裝機容量將超過12000萬千瓦，同時隨著裝機規(guī)模擴大，風電光伏發(fā)電成本還將繼續(xù)下降。光伏和風電的全產業(yè)鏈創(chuàng)新和降低成本是未來實現(xiàn)可再生能源發(fā)電高速增長的最重要驅動力，隨著更大規(guī)模的低成本的可再生能源發(fā)電供給，可再生能源制氫也將變得更加經濟可行，使很多很難電氣化的工業(yè)領域實現(xiàn)碳中和成為可能。

2020-2050多種制氫技術的成本對比

制氫方面，在電解槽等核心零部件逐步實現(xiàn)自主化和規(guī)?；耐七M下，預計到2030年，制氫電解槽安裝成本將下降至2000元/千瓦時以下，PEM電解槽下降至1萬元/千瓦時以下，同時生產每公斤氫氣耗電量將降至50千瓦時以下。隨著新能源發(fā)電成本的下降，氫能產業(yè)技術的發(fā)展和應用規(guī)模的不斷擴大，可再生能源制取綠氫的綜合成本下降幅度和速度將遠超預期，預計到2030年，將逐步降至15元/kg左右，經濟性不斷凸顯。

發(fā)展氫能將加快以清潔能源為主的多元能源供給系統(tǒng)向其他行業(yè)滲透，推動以煤炭、油氣、電力、集中式資源供給，向集中式與“分散式”并重發(fā)展；催生氫能社區(qū)、氫能電站、能源互聯(lián)網等新產品、新業(yè)態(tài)；發(fā)展氫能還可以帶動能源科技創(chuàng)新，對我國高端裝備制造、汽車、鐵路、船舶、航空航天、無人機等產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，都具有重大戰(zhàn)略意義。

例如鋼鐵行業(yè)，占全國碳排放的比重約16%，未來鋼鐵行業(yè)可利用氫能代替煤炭作為高爐煉鋼的還原劑，并且將生供能過程電氣化；氫能應用在重卡、長距離航空和船運領域，氫燃料電池具備零排放、續(xù)航里程長、加氫時間短等優(yōu)點，可助力交通、海運和航空領域的低碳技術創(chuàng)新。

新能源和氫能兩大產業(yè)的興起，為實現(xiàn)國家從以化石能源為主導，向以可再生能源為主導轉型的目標，為解決碳減排創(chuàng)造了兩大先決條件：上游有了以光電、風電為主的充足的可再生能源，下游有了可以大幅度消納可再生能源的氫能產業(yè)。可再生能源和氫能將成為支撐我國國民經濟發(fā)展的兩大新興支柱產業(yè)，兩個產業(yè)攜手發(fā)展已經成為國家發(fā)展的需要，成為歷史的必然。

近年來，我國氫能產業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展，關鍵技術不斷突破，裝備國產化進程持續(xù)加快，但氫能產業(yè)總體尚處于試點示范、市場推廣階段。未來的三到五年將是我國氫能規(guī)模化、自主化發(fā)展的關鍵時期，產業(yè)應加大自主創(chuàng)新力度，圍繞氫能全產業(yè)鏈產學研聯(lián)合攻關，探索并推動氫能從制取、儲運到應用全產業(yè)鏈技術提升和突破，盡快趕超國際先進水平。

在業(yè)內看來，2021年將是中國氫能產業(yè)“理想變成現(xiàn)實”之年：國內首批燃料電池汽車示范城市群名單即將出爐，勢必將推動國內氫能產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展；隨著產業(yè)和資本市場產生雙重發(fā)酵，國內外氫能產業(yè)投資正加速聚集；地方政府和央企在氫能產業(yè)的布局也不斷加快落地。

今年，中國產業(yè)發(fā)展促進會氫能分會將配合有關部委，在適當?shù)貐^(qū)推動可再生能源制氫示范、“氫能進萬家”示范社區(qū)等項目，開展“中國氫能展望2030”項目研究，同時加快氫能標準體系建設，圍繞行業(yè)發(fā)展重點難點，積極扎實地推進工作開展，致力于我國氫能事業(yè)的發(fā)展和進步。