双碳目标约束下中国氢能产业如何发展？

双碳目标约束下，氢能有望成为减少碳排放和保障能源安全的低碳转型综合性解决方案。从国际看，全球各国都在积极推动氢能发展。例如，德国力图让氢能成为国家深度脱碳的有力工具;日本积极构建氢能社会，推动氢能成为被广泛使用的二次能源;沙特与阿联酋等油气出口大国为了实现经济增长与化石能源脱钩的目标，将氢能作为新的经济增长点。

目前，中国氢能产业政策尚不健全，难以支持全产业链发展，氢能产业发展面临诸多问题，如产业链缺乏经济可行性、关键技术水平不高、终端应用场景单一等。近期，《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》发布，对氢能产业发展目标作出部署，明确氢能是未来清洁能源体系的重要组成部分，确立氢能对碳达峰、碳中和目标的重要支撑作用。

基于国外的氢能产业发展模式与中国氢能产业发展现状，以下几个方面需要重点考虑。

发展风电光伏制取绿氢，是氢能产业的存在基础和重点发展方向。中国推动碳中和进程的实质就是用可再生能源替代化石能源，从而建立以新能源为主的新型能源系统的过程。可以预见的是，中国风电光伏规模将占据世界首位，未来装机容量会大幅度扩张，制取绿氢的发展潜力巨大。同时，中国风电光伏的资源禀赋存在着明显的区域差异，资源丰富的地区主要是三北(西北、东北与华北)。尽管高耗能产业有向三北地区转移的趋势，但三北地区不具备消纳大规模风电光伏的市场能力。据估计，三北地区拥有中国80%的风电资源，目前部分大型风电基地已出现不同程度的“弃风”现象。

随着碳中和进程的推进，三北地区将掀起建设大风电光伏基地的高潮。目前，风电光伏占比仍然较小，尚不能满足能源电力需求增量，因此加快风电光伏的发展速度迫在眉睫。然而，电网建设速度可能跟不上新一轮大基地风电光伏电源建设速度，大规模“弃风”“弃光”现象仍有可能发生。这就要求绿氢的发展速度要紧跟风电光伏基地建设，通过大规模制氢将多余的风电光伏储存运输，以解决“弃风”“弃光”问题，同时实现氢能跨时空的灵活使用。

目前，绿氢的规模较小且成本较高，尚不具备终端使用的经济性。未来，随着风电光伏的规模化发展，绿氢的度电成本将大幅度下降。与此同时，随着未来碳交易市场等一系列低碳发展政策的深入推进与逐步完善，利用风电光伏制取绿氢将拥有良好的发展前景。

除了特高压，氢能将成为风电光伏利用的一条重要通道。立足于氢能巨大的发展潜力，政府正积极引导氢能产业健康持续发展，发挥规模经济效应，为氢能全产业链建设创造合适的环境。氢能产业链较长并且环节众多，同时科技含量较高。无论是早期的技术研发费用还是后期的运营维护费用，氢能现有技术的经济性均不能满足实用需求。因此，解决经济可行性将是氢能技术进步和商业化进程的最重要任务。

从中国风电光伏产业和电动汽车产业的发展经验来看，只有坚持全产业链发展模式，才有可能真正大幅度降低成本，提升全球市场竞争力，这不仅需要政府政策支持，还需要社会资本的积极参与。对于民营企业来说，氢能是一个前景广阔的赛道，但是其投资回报周期较长的特征不容忽视，即使有政府政策和资本市场的支持，民营企业大规模布局氢能还是比较困难。

但是，在碳中和目标的催促下，大型能源国企有积极布局低碳转型的现实需要。更为重要的是，大型能源国企可以更长远地布局产业，在技术研发、资源整合与管理运营方面均具有良好的基础和丰富的经验，且融资能力强。例如，中石油与中石化在油气管道铺设、材料选择、油气储运、加油站、加气站等基础设施建设方面的经验，均可借鉴到氢能产业的相关环节，可以较早地实现规模经济效应，降低产业整体成本。此外，中石油与中石化的加油站遍布全国，可以依托加油站与加气站，快速在全国建成加氢站，既可以降低基础设施投资成本，又可减少征地的行政审批难度。目前，国内首个“氢电油气合建站”已在大连建成并投入使用。

氢能全产业链和规模化发展需要积极探索氢能终端应用场景，实质性推动氢能终端应用。展望未来，氢能在交通、工业与建筑等高碳排放部门将会有广阔的应用前景，有助于这些部门实现深度脱碳。例如，交通运输的氢燃料和氢能建筑供暖，工业各部门应用场景则更为广泛。目前氢能利用尚处于初级状态，产量小而且主要用作工业原料，例如石油炼制、合成甲醇等。因此，需要积极探索氢能作为低碳能源在不同领域的应用前景，挖掘碳减排潜力，推动氢能成为被广泛应用的二次能源。

在氢能全产业链发展的初期，政府和企业需要加大关键环节的研发投入，提高产业链整体的技术水平。氢能是技术含量较高的产业，最终核心技术水平将决定产业链整体发展的质量和成本竞争力。在氢能产业链的许多环节点，中国的技术与世界先进水平仍存在差距。如果忽视关键环节核心技术的自主研发和人才培养，未来可能会导致“卡脖子”问题。因此，政府需要引导企业与科研院所“产学研”合作，增加研发投入财政支持，推进核心技术的科研攻关和成果转化，赶超世界先进技术水平。