美國重點(diǎn)開展燃料電池研究和布局加氫站建設(shè)

2014 年美國頒布的《全面能源戰(zhàn)略》確定了氫能在交通轉(zhuǎn)型中的引領(lǐng)作用，并 規(guī)劃 2030~2040 年將全面實(shí)現(xiàn)氫能源經(jīng)濟(jì)。美國能源部 2019 年提出了《國家氫能 發(fā)展路線圖》。目前美國氫能重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域一是開展燃料電池系統(tǒng)研發(fā)，各級(jí)政府均 提供大量資金資助科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行氫能和燃料電池關(guān)鍵零件研發(fā)工作。二是布局建設(shè)加 氫站，如美國加州每年計(jì)劃撥款 2000 萬美元用于加氫站建設(shè)，直到加州至少有 100 座加氫站；到 2025 年建立 200 座加氫站。截至 2018 年底，美國建有加氫站 42 座， 氫燃料車 5899 輛。

德國重視氫能交通工具的開發(fā)和氫能與可再生能源的協(xié)同發(fā)展

德國是歐洲氫能發(fā)展較快的國家，已在通信基站、加氫站、燃料電池車、氫能列 車、氫源建設(shè)等方面有所應(yīng)用。德國聯(lián)邦交通和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部等正在編制《國家氫 能發(fā)展戰(zhàn)略》，目標(biāo)是將氫能與大力發(fā)展可再生能源戰(zhàn)略相結(jié)合，大力推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型 發(fā)展。其重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域一是開發(fā)零排放氫能交通工具，如清潔巴士、氫能列車等（德 國鐵路電氣化程度較低，約 59%的火車未實(shí)現(xiàn)電氣化，德國政府試圖使用燃料電池 火車來解決環(huán)境和電氣化程度低的問題）；二是投資可再生能源綠色制氫工藝及設(shè)施 建設(shè)。2019 年上半年部分德國企業(yè)在德國發(fā)起了 GET H2 倡議，目標(biāo)是利用氫能促 進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。合作企業(yè)計(jì)劃在德國埃姆斯蘭地區(qū)建立氫能基礎(chǔ)設(shè)施，將該地區(qū)的能源、 工業(yè)、運(yùn)輸和供熱部門聯(lián)系起來，建造 105 兆瓦的電制氫（Power to Gas）設(shè)施， 利用風(fēng)能生產(chǎn)“綠色氫氣”，并利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)輸、儲(chǔ)存及應(yīng)用氫氣。截至 2018 年底，德國建有加氫站 60 座，氫燃料車 500 輛。

韓國氫能發(fā)展目標(biāo)是氫能產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長

韓國政府發(fā)展氫能的目標(biāo)是通過發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)減少對(duì)石油進(jìn)口的依賴，同時(shí)將氫技 術(shù)與汽車、航運(yùn)和石油化工等傳統(tǒng)制造業(yè)聯(lián)系起來，為鋼鐵生產(chǎn)、石油化工和機(jī)械工 程等傳統(tǒng)行業(yè)帶來新的投資和就業(yè)機(jī)會(huì)，形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。韓國政府 2019 年初 發(fā)布《氫能發(fā)展路線圖 2040》，計(jì)劃到 2040 年，氫氣供應(yīng)量達(dá)到 526 萬噸，累計(jì)生 產(chǎn)氫燃料電池汽車 620 萬輛（含出口 330 萬輛），建設(shè) 1200 座。截至 2018 年底， 韓國建有加氫站 14 座，氫燃料車 300 輛。

2.3 中國減排任務(wù)艱巨，發(fā)展清潔能源迫在眉睫

中國承諾到 2060 年實(shí)現(xiàn)“碳中和”，減排任務(wù)艱巨

我國減排任務(wù)艱巨，年排放量位居世界第一。根據(jù)聯(lián)合國數(shù)據(jù)，2018 年中國碳 排放達(dá)到 137 億噸，同比增長 1.6%。盡管我國碳排放的增速已經(jīng)放緩，但從總量看， 占全球總排放量的 1/4 以上，仍是全球排名第一的碳排放國。作為世界工廠，在產(chǎn)業(yè) 鏈日趨完善、國產(chǎn)制造加工能力與日俱增的同時(shí)，我國的碳排放量也快速攀升。作為 負(fù)責(zé)任的大國，走低碳節(jié)能發(fā)展之路既是我國的責(zé)任所系，亦是使命所向。

應(yīng)對(duì)氣候變化要求我國持續(xù)大規(guī)模開發(fā)可再生能源

根據(jù)既定的能源戰(zhàn)略，未來我國將構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，顯 著特征之一是大幅提高可再生能源在一次能源消耗中的占比。為應(yīng)對(duì)全球氣候變化， 履行《巴黎協(xié)議》中碳減排目標(biāo)，據(jù)國家可再生能源中心測(cè)算，我國既定能源政策仍 需降低化石能源使用占比來達(dá)成氣候變化低于 2℃的目標(biāo)。

根據(jù)《中國可再生能源展望 2018》的預(yù)測(cè)，2020-2030 年間，中國將迎來光伏 與風(fēng)電大規(guī)模建設(shè)高峰。其中，新增光伏裝機(jī)容量約 80-160GW/年，新增風(fēng)電裝機(jī) 約 70-140GW/年。到 2050 年，從我國一次能源需求來看，非化石能源的總體比例將 達(dá)到 70%，風(fēng)能和太陽能成為我國能源系統(tǒng)的絕對(duì)主力，在可再生能源中的占比將 分別達(dá)到 44%和 27%。

得益于未來產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，能效水平的大幅提升和工業(yè)與交通領(lǐng)域的電氣化 提升，2050 年的我國終端能源需求總量得到控制，化石能源消費(fèi)大幅縮減，電力消 費(fèi)顯著上升。

2.4 氫&電耦合是構(gòu)建我國現(xiàn)代能源體系的重要途徑

氫&電耦合體系可突破可再生能源發(fā)展的限制

目前，我國能源發(fā)展逐步從總量擴(kuò)張向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變，能源效率、能源結(jié)構(gòu)、能 源安全已成為影響我國能源高質(zhì)量發(fā)展的三大關(guān)鍵所在。相比其他轉(zhuǎn)型方式，氫能與 電能結(jié)合將成為構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要途徑。 電能是多種能源間靈活高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵媒介，能量轉(zhuǎn)換效率通常在 90%以上。

電氣化水平的提升，有利于提升能源利用效率、降低化石能源在終端能耗中的占比， 并緩解我國能源資源與負(fù)荷中心逆向分布的問題。據(jù)國網(wǎng)能源研究院預(yù)測(cè)，到 2050年電力在我國終端能源消費(fèi)的比重將增長至 47%，超出全球平均水平。

氫能與電能同屬二次能源，更容易耦合電能、熱能、燃料等多種能源并與電能一 起建立互聯(lián)互通的現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò)。更為重要的是，氫能可實(shí)現(xiàn)不連續(xù)生產(chǎn)和大規(guī)模儲(chǔ) 存，這將顯著增加電力網(wǎng)絡(luò)的靈活性。

在可再生能源方面，目前光伏與風(fēng)電行業(yè)均已處于平價(jià)前夕，平價(jià)后行業(yè)發(fā)展將 由政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄{驅(qū)動(dòng)，電網(wǎng)消納能力將成為制約行業(yè)發(fā)展的首要因素。與基于 化石能源的電能和石油制品生產(chǎn)方式相比，可再生能源具有明顯的分布和不穩(wěn)定生 產(chǎn)的特征，且區(qū)別于電網(wǎng)與石油網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立的特征，氫能與電能的深度耦合恰能 支撐更高份額的可再生能源電力的發(fā)展，主要表現(xiàn)為兩點(diǎn)：1）氫能可滿足可再生能 源規(guī)?；?、長周期儲(chǔ)能需求；2）氫能可作為燃料，通過燃料電池為交通和工業(yè)領(lǐng)域 提供電能、熱能，有效降低化石能源的使用，繼續(xù)提升電力在能源系統(tǒng)中的比重。 據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，2050 年氫能將在我國能源體系中的占比達(dá)到 10%。

同時(shí)，可再生能源制氫與氫儲(chǔ)運(yùn)、氫應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，有望使部分優(yōu)勢(shì)地區(qū) 的可再生能源擺脫電網(wǎng)設(shè)施及消納條件的限制。通過大規(guī)模開發(fā)風(fēng)、光等可再生能源 電站，以較低的發(fā)電成本就地制氫，通過氫能儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)可再生能源高效、低成本 的區(qū)域輸送調(diào)配，而豐富的氫能應(yīng)用場(chǎng)景和電、氫深度耦合體系將有力支持大規(guī)模氫 氣的消納。屆時(shí)，氫能有望成為我國重要的出口能源重構(gòu)世界能源格局。這為突破可 再生能源發(fā)展瓶頸提供了新的思路和空間。電氫耦合將成為現(xiàn)代能源體系的重要特征， 電氫能源體系將為開發(fā)我國豐富的可再生能源提供可靠的載體并培育適合的產(chǎn)業(yè)生 態(tài)，可再生能源有望突破現(xiàn)階段各種約束，迎來巨大的發(fā)展空間。