張 銳：全球氫能開發利用競逐正酣

  作為一種清潔能源，氫所具有的商業價值著實可觀，尤其是在推動各國能源結構轉型升級以及實現全球“碳中和”目標進程中，氫能更可發揮十分重要的作用，由此驅動各主要經濟體圍繞著氫能開發與利用的腳步不斷提速。

  在元素周期表上，氫(H)位于63種化學元素之首，這不僅僅是理論上說氫只有一個質子，同時也代表氫是宇宙中分布最廣泛的物質，整個宇宙質量的75%都由氫所構成，并隱匿于從天空的大氣到地下的水流甚至地殼中的巖石層以及石油天然氣和煤炭等化石燃料中，正是因為分布于不同的載體，氫作為二次能源即顯山門派系之別。從煤炭、石油等化石燃料以及工業副產品中制取的氫稱為灰氫，而如果通過碳捕獲技術隔離掉了取氫過程的二氧化碳，灰氫就變成了藍氫，同時從電解水、光能、風能等可再生能源或生物質中制取的氫則叫綠氫。

  從理論上看，雖然氫是重量最輕的化學元素，但卻是除核燃料外所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中能量密度最高的一種能源，導熱系數是絕大多數氣體的10倍以上，說得通俗點兒，氫氣不僅容易點著，而且火焰傳播速度快，作為能源用在汽車等交通工具上可使發動機快速點火啟動，作為能量用于火箭等航天器的發射可使飛行工具更敏捷起飛，作為動能作用于機械等生產工具可以讓作業效率更高。不僅如此，由氫作為燃料所生成的許多產品還具有明顯的性價比優勢，比如車用氫電池就比車用汽油成本幾乎要低出一半，鎳氫電池也比鋰電池便宜不少。動態上看，國際能源署與國際氫能委員會的研究成果顯示，規模化是降低氫能成本的關鍵，一旦使用量上來，氫能源系統的制取成本會以每年20%～30%左右的速度下降，到2030年氫能產業鏈整體成本至少會下降50%。

  更為重要的是，由于氫氣的比重只有整個空氣的十四分之一，等于一旦泄漏出來就會往天空中跑，而且跑得非常快，快到沒來得及燃燒和沒來得及爆炸就已經揮發掉了，因此，氫氣實際上是一種非常安全的氣體。更有意義的是，氫燃燒的產物是水，絲毫不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物以及粉塵顆粒等危害環境的負外部性產品，故氫也算得上是世界上最友好的能源。對于人類的整個能源系統而言，氫的比例越高，成分結構就越干凈，氫能由此被稱為“21世紀的終極能源”。

  鑒于自身所具高效性、經濟性以及安全性等多功能特征，氫的使用場景特別廣泛。在工業領域，氫氣可以代替焦炭和天然氣作為還原劑，消除煉鐵、煉鋼過程中的大部分碳排放，同時氫作為十分重要的化工原料可用于合成氨、甲醇、煉化、煤制油氣等生產過程，生成綠色甲醇和綠氨，帶動相關生產過程中二氧化碳的顯著減少和排放。國際氫能源委員會預測, 2050年全球氫能源需求將增至目前的10倍，同時2050年全球氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元。

  基于氫能的寬闊使用場景以及龐大的產業鏈價值，氫能的開發與利用不僅成為了多個經濟體實現能源轉型的重要路徑，而且上升為國際競爭的重要部位。按照美國能源部發布的《國家清潔氫能戰略與路線圖》，2030、2040和2050年美國內氫需求將分別升至1000、2000和5000萬噸/年，同時2030年與2035年前分別將制氫成本降至2美元/千克和1美元/千克;同樣，歐盟Repower EU規劃提出到2030年要實現自產和進口各1000萬噸/每年的可再生氫目標，為此歐盟將通過歐洲氫能銀行、投資歐洲計劃等多個項目對氫能提供融資支持。緊隨歐美的腳步，日本“2050碳中和綠色增長戰略”計劃于2030年實現國內氫產量達到300萬噸/年，2050年達到2000萬噸/年，而韓國的《促進氫經濟和氫安全管理法》也提出了2050年實現進口氫替代進口原油的目標。初步統計，目前全球已有42個國家和地區發布了氫能政策，36個國家和地區的氫能政策也正在籌備中。

  從商業層面看，迄今全球已經啟動的680多個大型氫能項目絕大部分都是由企業直接出資開發，包括埃克森美孚在得克薩斯州開發的全球最大低碳制氫設施、西班牙伊比德羅拉電力公司在普埃托里亞諾建設的歐洲最大工業用氫能工廠，法國企業Lhyfe正在籌建的全球首個海上氫氣工廠等。數據顯示，截至2022年年底全球氫能領域的直接投資額近2500億美元，而據國際氫能委員會預測，到2030年該投資總額將升至5000億美元。

  從氫能建設方向看，綠氫成為了各國一致性的開發重點。美國的《通脹削減法案》提出為綠氫提供最高3美元/千克的稅收抵免，而按照啟動不久的歐盟綠色交易工業計劃，歐盟創新基金將為綠氫提供8億歐元的專項補貼，同時日本也推出了2萬億日元的綠色創新基金用以建設大規模的綠氫供應鏈。與發達國家搶奪全球綠氫市場相競爭，新興市場國家也不約而同地瞄準了綠色氫能，包括印度政府撥款23億美元用于支持綠氫產業，沙特超級未來城市工程NEOM的目標就是要在境內建成一個超過2吉瓦的水電解制氫工廠，阿聯酋計劃五年內每年斥資4000億美元擴展綠氫市場，另外，南美洲的巴西、智利以及非洲的埃及、納米比亞等都宣布了綠氫投資計劃。受到多元力量驅動，國際能源組織預測，2030年全球綠氫產量將達3.6萬噸，2050年達到3.2億噸。

  作為全球最大氫氣生產國，2022年中國氫氣產量3781萬噸，但同時必須看到，中國氫能產業尚處示范應用和商業模式探索階段。氫能產業生態尚未全面建立，不僅規模尚未上去，而且受國外技術壁壘限制嚴重，比如不僅加氫槍、壓縮機、儲容器和質子交換膜等關鍵設備，而且氫密封材料、低溫金屬材料、高效冷絕緣材料等關鍵材料等目前中國都需通過進口來解決，與此同時，制氫方面以灰氫為主要產出，產業鏈綠色升級尚存壁壘。另外，多層次的金融支持體系尚未建立，氫能建設的融資渠道偏窄，接下來唯有堅持戰略升維與政策創新，中國才有可能在氫能國際競爭中搶占到制勝高地。

  一方面，針對氫能產業的“卡脖子”技術，需要組建創新聯合體，圍繞產業鏈進行科技攻關，在此基礎上依托大型能源企業成立聯合研發和推廣應用平臺，有效整合社會資源，推動全社會相關領域科研力量的廣泛參與和協同攻關，聚焦核心技術，加快突破薄弱環節，同時也為新技術新產品的推廣應用提供成熟的產業依托和試用平臺。另一方面，瞄準制氫的升級方向，在目前的京津冀、長三角和珠三角三大氫能產業區開辟綠氫研發與制造基地，政策上對綠氫進行重點傾斜，同時將綠氫開發占比指標分解到全國各地。此外，除政策性金融領域通過設立重大專項、產業基金等產品對氫能建設進行支持外，也應在商業性金融方面加大力度，包括鼓勵行業協會、龍頭企業帶頭設立氫能發展專項投資基金，鼓勵私募股權基金投資氫能綠色環保產業等，與此同時要創新綠色金融產品，如將綠氫技術納入綠色信貸及綠色債券的指導目錄，在碳交易市場搭建氫能產業板塊交易機制等。

  (作者：張 銳 中國市場學會理事、廣東外語外貿大學經濟學教授)