美國(guó)氫能戰(zhàn)略落地的前景

　　今年6月，美國(guó)政府發(fā)布首個(gè)《美國(guó)國(guó)家清潔氫能戰(zhàn)略及路線圖》。這是一個(gè)全面的框架，用于加速清潔氫能的生產(chǎn)、加工、交付、儲(chǔ)存和使用。美國(guó)能源部稱，實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模的氫能部署對(duì)于建立強(qiáng)大的清潔能源經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期脫碳目標(biāo)至關(guān)重要。

　　欲借清潔氫能戰(zhàn)略推動(dòng)能源變革

　　美國(guó)在氫能等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方面并不囿于自由市場(chǎng)理念的窠臼，而是積極制定國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略與扶持政策，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　白宮制定氫能發(fā)展戰(zhàn)略，能源部等機(jī)構(gòu)執(zhí)行相關(guān)氫能發(fā)展政策。美國(guó)政府先后出臺(tái)了《氫能研發(fā)和示范法案》(1990)、《能源政策法》(1992)、《氫能源計(jì)劃》(1994)、《氫能前景法案》(1996)、《國(guó)家氫能路線圖》(2002)、《氫能經(jīng)濟(jì)制造業(yè)研發(fā)路線圖》(2006)、《燃料電池項(xiàng)目計(jì)劃》(2011)等發(fā)展戰(zhàn)略與政策。2020?年11月，美國(guó)能源部發(fā)布新版《氫能計(jì)劃發(fā)展規(guī)劃》。

　　今年6月，拜登政府發(fā)布《美國(guó)國(guó)家清潔氫能戰(zhàn)略及路線圖》(簡(jiǎn)稱《戰(zhàn)略及路線圖》)。《戰(zhàn)略及路線圖》提出，到2030年美國(guó)溫室氣體排放量較2005年水平減少50%—52%，到2035年實(shí)現(xiàn)100%無碳污染電力，不遲于2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。2030年前，美國(guó)氫能經(jīng)濟(jì)有望增加10萬個(gè)新的直接和間接就業(yè)崗位。《戰(zhàn)略及路線圖》還提出，到2030年美國(guó)每年生產(chǎn)1000萬噸清潔氫，2040年達(dá)2000萬噸，2050年達(dá)5000萬噸。美國(guó)擬2027年開始以氨的形式出口清潔氫，2030年成為最大的氫能出口國(guó)之一。

　　為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，《戰(zhàn)略及路線圖》制定了三個(gè)關(guān)鍵戰(zhàn)略。一是瞄準(zhǔn)清潔氫能的戰(zhàn)略性、高影響力用途，以確保清潔氫能用于替代品有限的場(chǎng)景且效益高。二是通過促進(jìn)創(chuàng)新和規(guī)模化、刺激私營(yíng)部門投資，以及發(fā)展清潔氫能供應(yīng)鏈來降低成本。三是重點(diǎn)關(guān)注近距離大規(guī)模清潔氫能生產(chǎn)和終端應(yīng)用的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，從基礎(chǔ)設(shè)施投資、擴(kuò)大規(guī)模、促進(jìn)市場(chǎng)發(fā)展、公平包容的環(huán)境中獲得最大利益。

　　美國(guó)政府已經(jīng)摒棄自由市場(chǎng)的理念，運(yùn)用產(chǎn)業(yè)政策來支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國(guó)氫能發(fā)展政策主要包括以下幾個(gè)方面。

　　一是鼓勵(lì)清潔氫能技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，更加重視清潔氫能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。美國(guó)強(qiáng)調(diào)通過多種制氫途徑，滿足不同用途的需求，如交通、工業(yè)、電力等。重視“制氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫、用氫”全鏈條技術(shù)研發(fā)示范，打通美國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈。制氫方面，研發(fā)了電解槽制氫技術(shù)，化石能源重整、氣化和熱解制氫技術(shù)，核能制氫技術(shù)等。儲(chǔ)運(yùn)方面，運(yùn)用液化和化學(xué)儲(chǔ)氫技術(shù)，建設(shè)天然氣與氫氣分配和輸送系統(tǒng)。用氫方面，開發(fā)氫燃料電池技術(shù)、高濃度氫渦輪機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)。

　　二是政府鼓勵(lì)清潔氫多主體、多渠道投資，為氫能供給側(cè)增加產(chǎn)能。美國(guó)實(shí)施氫能供給側(cè)與需求側(cè)激勵(lì)機(jī)制相結(jié)合的政策，通過實(shí)施新興產(chǎn)業(yè)支持政策來降低與應(yīng)對(duì)氫能市場(chǎng)失靈的風(fēng)險(xiǎn)。供給側(cè)激勵(lì)機(jī)制包括提供生產(chǎn)稅收抵免，為研發(fā)和示范項(xiàng)目提供公共資金，以降低制氫技術(shù)的成本。清潔氫能供給側(cè)激勵(lì)機(jī)制的法律支撐有多種。例如，《通脹削減法案》為能源安全和氣候變化倡議撥款約3690億美元，為制氫提供每公斤最高3美元的稅收抵免，或使美國(guó)清潔氫能成本與價(jià)格為世界最低。《降低通貨膨脹法》還為能源部的貸款計(jì)劃辦公室提供超過300億美元額外的貸款授權(quán)，為包括制氫在內(nèi)的清潔能源項(xiàng)目提供資金。

　　三是加強(qiáng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為氫能儲(chǔ)運(yùn)提供便利。美國(guó)計(jì)劃建設(shè)加氫站、輸氫管道等氫能基礎(chǔ)設(shè)施，以支持氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存和分銷。該國(guó)《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》包括提供1億美元資金支持氫電解和8億美元資金資助廣泛的區(qū)域清潔氫能樞紐計(jì)劃，為清潔氫能的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、分配和消費(fèi)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)生態(tài)。建立清潔氫能基礎(chǔ)設(shè)施，有助于降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提高氫能技術(shù)的溢出效應(yīng)。

　　美國(guó)氫能發(fā)展面臨諸多制約

　　過去幾十年，美國(guó)曾在氫能研究和發(fā)展方面投入大量資金。20世紀(jì)80年代，美國(guó)開始研究氫能作為替代能源的潛力。從1990年制定氫能政策開始，美國(guó)政府確定當(dāng)時(shí)氫能技術(shù)全鏈條研發(fā)方向，將應(yīng)用重心放在氫燃料電池在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用上。此后，由于氫能自身局限和美國(guó)政府不夠重視，氫能研發(fā)、使用不溫不火。近年來，美國(guó)政府重新重視清潔氫能發(fā)展，將其作為能源轉(zhuǎn)型和減排的重要途徑，但面臨供給側(cè)、儲(chǔ)運(yùn)側(cè)和需求側(cè)等方面的限制。

　　第一，美國(guó)制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得一定成效，但面臨成本與規(guī)模限制。美國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)整體仍處于起步階段。美國(guó)化石燃料制灰氫、藍(lán)氫工藝較成熟，但環(huán)保壓力大，需進(jìn)行能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。美國(guó)在部分地區(qū)建設(shè)可再生能源電解水制氫設(shè)施，雖更為環(huán)保，但限于成本因素，尚未大規(guī)模發(fā)展。

　　美國(guó)能源信息署的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前美國(guó)1000萬噸氫產(chǎn)量中99%源于化石燃料制氫，只有1%來自電解水制氫。截至2022年12月底，美國(guó)147個(gè)電站中擁有約350臺(tái)在營(yíng)氫燃料發(fā)電機(jī)組，總發(fā)電能力約為17兆瓦。目前美國(guó)制氫一公斤約需50千瓦時(shí)電力;預(yù)計(jì)到2050年每年制氫5000萬噸，約需2500太瓦時(shí)電力。截至2022年底，美國(guó)已公布約12萬噸/年的清潔氫產(chǎn)能，但只有約10%的產(chǎn)能達(dá)到最終投資決定階段。

　　第二，美國(guó)氫能技術(shù)與儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施發(fā)展有所推進(jìn)，但氫能儲(chǔ)運(yùn)側(cè)仍面臨瓶頸。美國(guó)液態(tài)、固態(tài)氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)設(shè)施較先進(jìn)。美國(guó)宇航局擁有世界上最大的兩個(gè)液氫儲(chǔ)罐。美國(guó)還利用鹽洞、廢棄油氣田等儲(chǔ)氫，修建氫能管道，并賦予天然氣管道輸氫功能。但氫能存儲(chǔ)和分銷的效率、成本以及安全性與市場(chǎng)需求差距較大。由于加氫站有限或偏遠(yuǎn)，美國(guó)車主加氫費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且燃料電池汽車價(jià)格高于同級(jí)別的電動(dòng)汽車。美國(guó)56個(gè)加氫站和多數(shù)氫能車輛都分布在加利福尼亞州，規(guī)模有限。

　　第三，美國(guó)氫能應(yīng)用集中于交通、工業(yè)等領(lǐng)域，需求側(cè)潛力有待挖掘。美國(guó)氫能需求與應(yīng)用場(chǎng)景局限于交通、工業(yè)與儲(chǔ)能等領(lǐng)域。加州大學(xué)歐文分校國(guó)家燃料電池研究中心主任杰克·布魯維爾坦言：“幾乎所有關(guān)于實(shí)現(xiàn)零排放的客觀分析都包括氫能應(yīng)用，但氫能不會(huì)很快成為主要能源來源。”

　　美國(guó)清潔氫能戰(zhàn)略能否落地尚待觀察。特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克表示，氫燃料推廣者長(zhǎng)期以來未能兌現(xiàn)承諾。技術(shù)成熟度不夠、制氫成本昂貴、政策激勵(lì)機(jī)制尚未落實(shí)、基礎(chǔ)設(shè)施匱乏、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等挑戰(zhàn)，令美國(guó)實(shí)現(xiàn)清潔氫能快速發(fā)展的愿望蒙上陰影。

　　來源：中國(guó)石油報(bào) 　 作者： 中央民族大學(xué)副教授 程春華