赵吉诗“国际氢能产业发展现状及前景分析”

今天跟大家分享的主题报告是《国际氢能产业发展现状及前景分析》，主要分为两个部分，一是产业发展现状，二是对产业发展前景的分析。

首先说下氢能产业的发展现状。2018年，国际氢能委员会发布了一个很出名的报告，预测到2050年，氢能占全球终端用能比例达到12%。目前全国天然气占比11%，氢能占比如果达到12%，整个产业市场规模将超过2.5万亿美元。此外，美国、韩国、日本、欧盟等发达国家自2018年以来均发布了氢能产业政策和规划，促进氢能产业发展。其中占全球GDP 70%的18个政府都发布了氢能产业规划，相信当地也有不少燃气企业参与氢能产业发展。

下面逐个介绍各个国家的情况，美国是通过能源部出台了氢能计划、国家发展路线图，推动氢能产业发展。1970年是第一次全球石油危机，当时提出氢能可能是未来能源的“出口”。但是接着不久就在中东发现大量的石油，同时存在客观因素、技术不成熟等原因，导致“氢能热”中断。但以美国为首的发达国家，始终致力于氢能技术的开发研究，目前很多氢能技术如氢能源汽车、分布式电源等，都是从那时开始立项、研究，并逐步成熟。接着，美国于2002年发布国家氢能发展路线图，并于2004年发布氢能技术研究、开发和示范行动计划。

随着技术的逐步成熟，美国于2004年开始引领其他发达国家参与发展氢能。此时，我国则开始重点发展纯电动领域的新能源技术。直到2014年，美国把氢能上升到国家战略能源地位，日本丰田推出第一辆商业化应用的氢能源汽车，推动全球“氢能热潮”达到新的高点。那时我国各地政府也纷纷开始布局氢能项目，带动产业发展。

美国从1970年开始重视氢能技术研究与创新，目前全球80%~90%所具备商业化应用的氢能技术，根源都来自于美国。如BALLARD、AIR PRODUCT等企业都在美国。依托技术储备方面的较大优势，现在美国正收获知识产权对它的回报。另外，美国在燃料电池制造、基础设施建设和推广应用等方面都具备独特成熟的路径。例如推广方面，重点推动加州率先应用氢能产品，通过税收法案，根据燃油燃气汽车排量、排放等方面实施联合收费，实现推广新能源汽车。目前燃料电池汽车在美国累计推广了7000-8000辆，主要分布在加州。其中PLUG POWER企业，主营燃料电池叉车，应用于厂房仓库。据了解，亚马逊于前几年已经实现控股PLUG POWER，可想而知氢能企业已得到市场的认可与肯定。整体来说，美国在各个环节都有它可取的地方，很值得我们借鉴与学习。

日本实际上是带动目前氢能产业热潮的领头羊，在国家战略层面率先提出实现氢能社会。2004年发布了第一版《日本氢能白皮书》，计划在东京奥运会实现氢能社会。日本是应用技术的领先者，有最先进的燃料电池汽车、燃料电池分布式系统、热电联供系统等产品。车辆推广方面，由于日本汽车终端应用市场比较小，本田、丰田的汽车主要销往美国、欧洲等国家和地区。推广应用方面的重点是分布式电源，跟我国潮州三环相似，但日本分布式电源多为家庭用，规格可以做成类似冰箱或者壁挂炉的大小，直接安装在家里，供家用电、热，使用非常方便。2019年已经实现推广32万套，预计2020年应用规模仍会持续上涨。目前日本家庭数量大约5300万，按照规划，到2030年需推广530万，约覆盖1/10家庭总数。分布式电源应用将是氢能未来重要的场景。

欧盟把氢能的战略地位提到了能源安全和能源转型的重要保障，在2016年组织气体公司、汽车公司、燃料电池公司成立氢能联盟，推动建设加氢站基础设施，我国长城汽车企业在2018年也曾经参与当中。欧盟地区的低碳理念非常深入人心，从老百姓到官员对低碳发展的认识非常深刻。从2019年欧盟发布的氢能产业发展规划可以看出，氢能的终端应用分成六个部分，如交通领域、分布式供电供热、工业能源、新型原料等。其中新型原料与天然气、可再生能源发展是高度契合的，可再生能源多余的电可以通过电解水制氢，利用氢气实现储能。同时氢气一直用于化工原料，利用可再生能源制氢，可以实现真正的绿色化工原料。

在欧盟的氢能规划中，交通领域应用市场占比约为24%，排在第二；炉房分布式领域占比约为57%；工业领域相对较少。根据规划，到2050年，氢能终端消耗占比是24%，比国际氢能协会12%的占比高出一倍多，预计提供540万个的工作岗位，能够促进欧盟产业与经济发展。欧盟发展氢能的理念主要是结合氢能和可再生能源之间的联系，可再生能源发展配套沿线布局分布式制氢。如德国“Power to Gas”计划可再生能源制氢，优先服务加氢站，剩余的氢气直接注入天然气管网，输送到工业用户和民用用户端。

氢能的应用可在经济、社会、环境方面带来巨大的效益。根据欧盟的规划预测，到2030年实现1300亿欧元的产业；到2050年可以达到8200亿欧元，与2050年全球2.5万亿欧元目标基本相匹配。欧盟氢能经济主要分三个发展阶段。第一阶段，在2020-2024年降低制氢碳排放，发展绿氢，推广6GW可再生能源电解槽，实现制氢量100万吨/年。第二个阶段，在2024年-2030年，把氢能作为综合能源系统的重要组成部分，至少推广40GW可再生电源电解槽，制氢量达到1000万吨/年，在卡车、炼钢、海运等方面大规模应用。第三个阶段，在2030-2050年，可再生能源成为主导。由于能源转型的缘故，燃气行业未来也需要向清洁能源转型。按照彭院士提出的碳循环理念，燃气企业与可再生能源的结合实际上有利于实现碳的循环应用，避免向环境排放。欧盟的最主要代表国家——德国，近几年氢能产业发展迅猛，已经实现从2018年30多座加氢站，猛增到2019年170多座，成为全球加氢站数量的第二大国家，仅次于日本。

韩国发展氢能的背景，一是转型的需要，二是将引进的成熟美国技术转换的需要。韩国的目标是打造世界最高水平的氢经济。据调研，韩国现代研究院氢能源汽车自主化率达到了90%以上，只有少量的材料需要依赖于进口，韩国的氢能产业发展非常迅猛。2019年韩国发布了氢能经济发展路线图，明确提出大力发展氢能产业。规划到2024年氢能源汽车由2018年的2000辆，增加至620万辆；其中，到2022年燃料电池公交车数量将增加到2000辆。目前我国氢能源汽车保有量7000多辆，而纯电动汽车经过十年的积累也没达到500万辆，可见620万辆目标的宏大。规划加氢站从2018年的14座增加至1200座。目前我国加氢站建成70多座，较2018年增加了40多座。另外有一点非常有借鉴意义，发展氢能必须守住安全底线。韩国在2020年2月发布全球首个《促进氢经济和氢安全管理法》，可以理解成氢能的管理条例，类似于城市燃气管理条例，管理法重心是安全，强调的最主要观点是安全，促使氢能经济安全发展。

韩国企业发展氢能相当务实，从装备制造到整车环节，打通整个产业链条。韩国依托现代车企、斗山装备企业等几个龙头企业推动燃料电池汽车的发展。2018年发布的NEXO汽车，造型独特、动力十足、续航里程接近600公里，与燃油汽车相比，驾乘体验相差无几。

总的来说，目前不仅我国氢能产业发展热度高，在近几年全球下滑的背景下，依托氢能辐射面广的优势，从材料到装备制造，可实现把很多产业链连接起来，拉动整体经济效应。因此，全球很多国家现在也把氢能作为重要的经济抓手。

接下来，谈下对产业发展前景的分析。氢能将在保障可再生能源消纳中起到重要的作用，可再生能源制氢的前景，尤其是欧盟、韩国都布局了这一领域。能源的发展肯定是往清洁化、低碳化的方向，可再生能源大规模的发展是不可逆的，“十四五”的能源增长必须要靠可再生能源。氢能和可再生能源之间存在协同效应，氢能和可再生能源是互补的关系，不是纯竞争的关系，可起到季节的调峰，时段的调峰等作用，氢储能蕴藏着很大的市场。其中，就地制氢，就地消纳或者长距离输送、掺氢都是消纳可再生能源的重要途径，而经济性则是决定市场选择的路径。

围绕可再生能源电解槽制氢的发展，欧盟规划体现了巨大的应用市场。但其他制氢技术的余量也是相当庞大，从麦肯锡公司对各个地区氢能生产潜力对比可知，美国、智利、欧洲、日本、韩国、中国等国家都具备不同优势的制氢方式。但在氢能产业现发展阶段，不建议界定氢气生产的“颜色”。各地因地制宜布局制氢环节，发展产业，不能勉强推动可再生能源能源制氢路径，要根据各个地方不同的情况选择不同的方式。不能只考虑“碳排放”的问题，而忽略了经济性的要求，否则将来难以推动现阶段产业突破发展。

关于工业领域的脱碳，氢气的需求是要达到400万吨，但像钢铁、炼油等化工企业里面都有大量的需求，增量也非常大，400万吨对我国来说是远远不够的。目前炼油行业每年氢气的消耗量接近1000万吨。全国工业能源的消费12%来源氢能显然还有很大的差距，毕竟总量比较大。

氢燃料电池汽车未来是低碳交通的重要组成部分，但如果算上氢气储运环节，燃料电池汽车的低碳效益将有待商榷。如目前我国氢气运输仅仅是20MPa的燃油长管拖车，运输效率只有1%，运输过程还存在碳排放，因此，在测算终端应用的碳排还需要考虑从制氢到终端整个产业链条。低碳交通取决于全产业链的技术进步，提高制储运的效率，降低制储运环节的碳排放等方式也十分重要。未来氢能在交通领域的应用，重点应该放在重卡、码头、物流仓储重型卡车、物流车。因为目前重卡等燃油车型的排放比较大，随着燃料电池技术的发展，120千瓦、150千瓦级的系统产品已陆续推出，同时燃料电池具备燃油车加注燃料快、续驶里程长等优点，具备应用重卡领域的条件。

城市燃气企业依托天然气的制氢成本优势，可完美融合发展氢能产业。假设LNG到站价是1.4元/方，制氢成本相当于谷电价格的电解水制氢成本，这是资源带来的成本优势。此外，城燃企业不管在CNG气态运输还是LNG液态运输，均储备了大量的技术与人才，以及运营管理经验。氢气与天然气属性类似，加氢站与加气站模式相似，城燃企业依托长年累月积累的大量实践经验与数据，可完美契合到氢能制储运加的环节。

城燃行业具有庞大的下游市场，产业发展空间非常大。城燃行业在能源消费、能源供给侧和需求侧均处于最末端位置，用户的需求最主要的是电和热。假设SOFC达到兆瓦级的程度，城燃企业可通过自身发电，或者提供SOFC装置，实现电的供应。同时产生的热能可同步提供。实现分布式能源供应。

SOFC的市场前景非常广阔，应用领域非常多，小至几百瓦，大到几兆瓦，辐射面非常广，可以针对不同的客户需求开发产品。目前来说，SOFC有一个很大的优势，即装置需求的燃料纯度不需达到PEMFC的标准，因此SOFC的应用可减少氢气提纯的成本，经济性大大提升。未来几年，SOFC在国家的关注与推动下，其装机容量会出现一个比较明显的提升。

全球主要经济国家都将发展氢能作为应对气候变化、实现能源低碳转型的重要抓手，纷纷将氢能纳入国家能源战略规划。美国、日本在氢能制储运加以及终端产品研究推广方面做了大量的工作，不管是企业建设、城市布局，都值得借鉴与学习。韩国将氢燃料电池汽车及固定电站作为产业重点，首次提出氢能安全法案，这个值得借鉴与关注，毕竟只有安全，才能持续发展。欧盟在发展氢能也做了大量的工作，但是欧盟与我国发展路线不一样，我国氢气来源广泛，不需要完全跟随欧盟、美国的做法，把氢能重心完全放在可再生能源制氢领域。氢能产业发展需要技术、经济、市场三者联动，共同发展，才能实现形成成熟的产业链条。

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