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1、1“十五五”时期我国氢能产业发展形势研判及思路建议一、“十五五”时期氢能产业将面临的新形势(一)碳达峰碳中和进入实现阶段性目标的重要关口期,氢能碳减排作用更加突出(一)碳达峰碳中和进入实现阶段性目标的重要关口期,氢能碳减排作用更加突出全球 140多个国家和地区已承诺碳中和,并陆续发布时间表和路线图。主要国家均将 2030 年作为重要时间节点,明确了阶段性碳减排目标。到 2030 年,欧盟碳排放量应较1990 年减少 55%,美国较 2005 年减少 50%52%,日本较2013年减少 46%。我国也承诺力争于 2030年前实现碳达峰。“十五五”时期是各国实现阶段性碳减排目标的重要关口期,氢能作
2、为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的能源,被各国视为推动交通运输、工业和建筑等领域实现大规模脱碳、降碳的重要抓手。欧盟率先设定氢能替代比例,到2030 年工业用氢中 42%应来自可再生氢及其衍生物、航空燃料中 1.2%应来自绿氢合成燃料。国际海事组织规定到2030 年,国际航运绿色燃料使用率应提高至 5%10%。为确保碳减排目标如期实现,各国、各行业、各领域氢能需求将加快释放,为氢能产业发展带来新的机遇。(二)可再生能源消纳压力逐步显现,氢能作为长时储能将发挥重要作用(二)可再生能源消纳压力逐步显现,氢能作为长时储能将发挥重要作用随着风电光伏大规模、高比例接入电网,我国可再生能源消纳压力逐步显
3、现。部分地区风电或光伏利用率连年2低于 95%,已突破消纳红线,发展长时储能迫在眉睫。目前,甘肃、内蒙古等地新能源配储的调峰时长已达到 4 个小时。“十五五”时期,预计新型储能调峰时长将从当前的24小时逐步延长至 68小时。大规模、长周期应用场景下,氢储能优势将逐步显现。一方面,氢储能容量易扩张。通过增加储氢罐扩大储能能力,能以较低的边际成本提升储能规模和周期。另一方面,氢储能应用场景灵活多元。固态储氢技术可用于用户侧储能,醇氨储氢、盐穴储氢等可用于电源侧和电网侧大规模跨季节储能。随着技术研发示范的深入推进,氢储能有望实现产业化应用,与电能和热能加速融合,成为可再生能源规模化高效利用重要载体。
4、(三)氢能战略规划逐步落地,为产业发展注入强大动力(三)氢能战略规划逐步落地,为产业发展注入强大动力氢能产业科技含量高、带动能力强,是前沿新兴产业重点发展方向。全球 50 多个国家和地区发布了国家氢能战略,纷纷抢占产业竞争的先机。近两年,欧盟加快构建氢能监管规则,美国大量补贴本土氢能产业链,全球氢能产业竞争日益激烈。我国也已发布氢能产业发展中长期规划,明确了氢能产业定位、发展目标、任务路径,顶层设计初步形成。今年政府工作报告提出加快前沿新兴氢能产业发展。“十五五”时期,预计各部门、各地区将加快制定氢能相关配套政策措施,规范管理、加大支持,产业发展“1+N”政策体系逐步完善,产业发展环境进一步优
5、化。同时,非化工园区制氢、取消氢能项目危化品管理要求、明3确氢能项目审批验收流程等经验做法有望在更大范围推广,有力支撑氢能产业发展。(四)氢能产业基础日益坚实,将进入提速发展新阶段(四)氢能产业基础日益坚实,将进入提速发展新阶段我国是全球最大可再生能源发电国、钢铁和化学品生产国、汽车消费国和船东国,发展氢能产业拥有丰富绿电资源优势和超大市场规模优势。近年来,在“政产学研用资”多方共同努力下,氢能科技创新成效显著,应用场景日益丰富,氢能产业链加快建立,氢能产业发展取得了亮眼的成绩。燃料电池主要面上指标达到国际先进水平,冶金、合成甲醇等多领域万吨级规模化用氢项目实现工程示范,制氢电解槽总装机规模突
6、破 60万千瓦、成为全球第一。“十五五”时期,随着氢能产业基础的不断提升,我国氢能产业将进入提速发展阶段,逐步将资源和市场“两头在内”的先天优势转化为“资源-产业-市场”良性循环的后天胜势。二、“十五五”时期氢能产业发展思路和目标(一)发展思路(一)发展思路牢牢把握氢能作为未来国家能源体系重要组成部分、用能终端绿色低碳转型重要载体、前沿新兴产业重点发展方向的战略定位,按照氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)整体部署,结合“十五五”时期新的发展形势,以氢能产业高质量发展为目标,以降碳需求为引领,分类推进氢能产业科技创新,有序开展氢能示范应用,因地制4宜、因事制宜布局清洁低碳氢供给,着
7、力健全氢能产业发展制度政策,推动氢能产业从有到优、氢能产业链从弱到强,把氢能产业培育成带动我国产业升级的新增长点,促进新质生产力发展,为推进新型工业化、建设现代化产业体系提供有力支撑。(二)发展目标(二)发展目标到 2030 年,形成相对完善的氢能产业发展制度政策环境、较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁低碳高效的氢能供应体系,建立较为完整的氢能产业链供应链和产业体系,产业布局合理有序,产业规模明显提升,清洁低碳氢广泛应用,有力支撑碳达峰目标实现。三、“十五五”时期氢能产业发展需要解决的关键问题(一)如何提高氢能技术经济性?(一)如何提高氢能技术经济性?氢能产业整体上处于发展初期,产业链各环节
8、成本偏高。可再生能源制氢综合成本约为化石能源制氢成本的 24 倍,加氢站建设和运营成本分别是传统加油站的 4 倍、7倍,燃料电池汽车购置和使用成本分别是纯电动汽车的1.52 倍和 34 倍,绿氨成本是普通氨的 23 倍。与其他能源相比,氢能市场竞争力明显不足。“十五五”时期,建议从技术、模式、政策三方面发力,着力提高氢能技术经济性。一是加快技术创新一是加快技术创新。针对短板弱项较集中领域,通过应用牵引、揭榜挂帅、赛马争先等新机制,组织开展氢能关键核心技术攻关,通过技术5进步、国产替代降成本。二是加快模式创新二是加快模式创新。在大基地开展“风光氢储+”一体化生产模式,在重化工产业聚集区探索“氢能
9、物流运输+氢基产品生产”综合应用模式,支持加氢站采取站内制氢加氢模式,通过模式优化、效率提升降成本。三是加快政策创新。三是加快政策创新。在局部地区先行先试,探索电价优惠、绿氢生产奖励、路权激励等支持政策,破除非化工园区制氢、氢气危化品安全生产许可等政策性瓶颈,探索绿氢交易、氢储能参与电力市场交易、氢能碳减排市场化交易,通过制度安排降成本。(二)如何提高氢能产业链完备性?(二)如何提高氢能产业链完备性?我国氢能发展起步较晚,产业链还存在不少短板弱项,碳纸、高端催化剂等部分技术难度较大的产业链节点国内生产企业较少,对外依存度高;氢冶金、固态储氢等部分技术成熟度低,与产业化应用需求存在较大差距。“十
10、五五”时期,建议开展氢能产业链强链补链专项行动,从企业、平台、集群等关键主体入手,加快补短板、锻长板,增强发展主动权。一是推动氢能企业创新一是推动氢能企业创新融通发展。融通发展。支持龙头企业联合行业优势力量组建创新联合体,组织实施大企业“发榜”中小企业“揭榜”工作,合力攻克一批产业技术难题。培育氢能细分产业链“链主”企业,牵引“链属”企业协同发展。二是建设氢能产业创新平台和公共服务平台二是建设氢能产业创新平台和公共服务平台,支撑氢能关键技术开发、中试验证和工程化应用,提升氢能产业检验检测、信息服务、创新成果转化等服务能力。三是培育氢能产业集群三是培育氢能产业集群。引导各地结合6资源禀赋和产业基
11、础,优化氢能产业园布局,形成专业化、差异化、特色化发展路径,避免低水平重复建设。加强区域间产业协作、上下游配套合作,实现氢能产业链高效整合,形成一批高水平氢能产业集群。(三)如何建立清洁低碳氢供应体系?(三)如何建立清洁低碳氢供应体系?在碳达峰碳中和目标任务要求下,清洁低碳成为氢能产业发展的必然要求。美国、日本、德国全面升级国家氢能战略,大幅提高绿氢规模目标,到 2030 年绿氢产能合计高达 1350 万吨。我国氢源结构偏黑,化石能源制氢约占八成,工业副产氢约占两成,可再生能源制氢仅万吨,占比不足千分之一,亟需加大清洁低碳氢供给规模。“十五五”时期,建议以清洁低碳氢标准为引领,因地制宜发展工业
12、副产氢提纯和可再生能源制氢。一是建立清洁低碳氢标准认证体系一是建立清洁低碳氢标准认证体系。用好标准“指挥棒”,制定适应我国国情、与国际接轨的清洁低碳氢(氨、醇)术语标准、生命周期碳排放核算方法和碳足迹认证方法,引导高碳排放制氢工艺向绿色制氢工艺转变。二是二是提高工业副产氢利用水平提高工业副产氢利用水平。充分发挥工业副产氢清洁低碳、成本较低、供应稳定、分布广泛优势,推动建设一批焦化、氯碱、丙烷脱氢等行业副产氢规模化提纯示范项目,提升高品质清洁低碳氢供给能力。三是积极发展可再生能源制氢三是积极发展可再生能源制氢。集中式和分布式可再生能源制氢并举,统筹规划、合理推进集中式可再生能源制氢项目建设,加快
13、突破氢电耦合、系统集成与集群控制等关键技术。在加氢站开展可再生能源现场制7氢储氢,作为稳定、经济氢源供应的补充。布局海上风电制氢,缓解未来东南沿海地区清洁低碳氢供给压力。(四)如何推动氢能规模化应用?(四)如何推动氢能规模化应用?我国氢能示范应用以燃料电池汽车为先导,目前已获得一定的市场化需求,销量持续增长。然而,燃料电池汽车单车用氢量较低,预计到 2030 年我国车用氢能消耗量仅约 3040万吨/年,难以推动庞大的能源体系绿色低碳转型,亟需探索氢能规模化应用新路径。“十五五”时期,建议以工业领域为突破口,以应用场景为牵引,以供需联动为路径,有序提升重点行业规模化用氢能力。一是拓展工业规模化用
14、氢场景一是拓展工业规模化用氢场景。聚焦石油炼化、合成氨、合成甲醇、航空燃料、钢铁等重点行业,加快技术开发,形成一批单个项目用氢量达万吨至十数万吨的应用场景。二是开展综合性氢能示范应用二是开展综合性氢能示范应用。支持开展氢能供给、消纳一体化示范应用,推进规模化用氢场景落地。探索建立区域氢能中心,促进多种制氢路径、储运方式、应用场景协同发展,形成成熟的氢能规模化应用系统解决方案。三是有序推进行业清洁低碳氢利用三是有序推进行业清洁低碳氢利用。结合不同行业发展阶段、碳减排需求、氢能利用技术进展,适时提出行业性的清洁低碳氢利用比例要求,成熟一个推行一个,梯次释放行业用氢需求。(五)如何将氢能产业培育为出
15、口新增长点?(五)如何将氢能产业培育为出口新增长点?全球氢能产业已进入爆发前夕,预计到 2030 年,将催生百吉瓦级别的水电解槽市场、千万吨级别的绿色能源市8场。我国已在碱性电解槽等产品上建立显著产能和成本优势,具备一定参与国际竞争的基础。应抓住全球绿色低碳转型的机遇,将氢能培育成继新能源汽车、太阳能电池、锂电池外贸“新三样”之后的出口新增长点。“十五五”时期,建议以水电解槽、氢基绿色能源等国内基础好、国际需求足的产品为重点,深化贸易合作、优化产能布局、参与规则制定,积极打造我国氢能产业外循环价值链。一是加强与中东、南美洲等优势互补地区合作。一是加强与中东、南美洲等优势互补地区合作。发挥这些地区资源优势和我国装备制造优势,开展制氢装备贸易、氢基础设施建设合作。二是适时布局海外产能二是适时布局海外产能。引导企业在全球合理分散布局,建立多元化供应链体系,提前应对欧美等氢能产业链本土化要求。三是积极参与国际规则制定三是积极参与国际规则制定。引导企业调整技术发力点,开发满足国际市场要求的氢能装备产品。推动相关标准规则互认,参与并主导相关国际标准规则制定,积极争取氢能产业话语权。本文作者:节能与环保研究所 李欢 张秉毅 莫君媛赵卫东 马涛联系方式:13124791022