云南培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的對策建議

茹 毅，蘇 丹，張明宇，黃孟陽，楊 璽，張國瑩

（云南省能源研究院有限公司，云南 昆明 650599）

1 氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與展望

氫能是目前已知的所有能源中，最為清潔的能源類型。其使用后的產(chǎn)物是水，可以真正做到零排放、無污染。氫的利用需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的貫通，主要包括上游制備、中游儲運、下游應(yīng)用3 個方面。制取氫氣的方法有化工原料制氫、石化能源制氫、電解水制氫等多種途徑。各種工藝方法各有其優(yōu)劣勢，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的資源稟賦不同，選擇不同的工藝路線。目前，主要的氫氣存儲方式有氣態(tài)存儲、液態(tài)存儲。從實際應(yīng)用來看，有機液體儲氫是最安全的氫儲存方式，體積密度達到50-70kg/m3，質(zhì)量密度達到5-6wt%，儲氫有機液體不易燃燒，能夠在空氣中長期保存；氫能主要是通過燃料電池得到應(yīng)用，主要場景可分為交通運輸應(yīng)用場景、便攜式應(yīng)用場景、固定式應(yīng)用場景。其中，交通領(lǐng)域的氫燃料電池汽車應(yīng)用是氫能最主要的應(yīng)用場景，約占?xì)淠軕?yīng)用需求的七成左右［1,2］。

1.1 國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，氫能作為新能源新興產(chǎn)業(yè)中的一種具體形態(tài)，在我國還處于起步發(fā)展階段。但也有一些省份結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，因地制宜地加快產(chǎn)業(yè)鏈部分環(huán)節(jié)發(fā)展。其中，上海、湖北、四川和山東等省市動作較大、步伐較為領(lǐng)先。

2016 年9 月，上海市發(fā)布了《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》。近期目標(biāo)是打造國內(nèi)領(lǐng)先的氫燃料電池汽車技術(shù)示范城市，中期目標(biāo)是提升氫燃料電池汽車全產(chǎn)業(yè)鏈國際競爭優(yōu)勢，長期目標(biāo)是成為具有國際影響力的氫燃料電池汽車應(yīng)用城市，實現(xiàn)上海氫燃料電池汽車全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值突破3 000 億元。2018 年1 月，湖北省武漢市《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃建議方案》出爐，列出了未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、時間表、路線圖。根據(jù)規(guī)劃，武漢將在3 年內(nèi)打造“氫能汽車之都”，到2025 年實現(xiàn)氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值1 000 億元，成為世界級新型氫能城市。四川省依托東方電氣、四川能投等企業(yè)與清華大學(xué)進行合作，擬通過完善制氫、儲氫、運氫、加氫基礎(chǔ)設(shè)施及燃料電池應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈，促進四川省加快氫能產(chǎn)業(yè)布局，促進四川省國家優(yōu)質(zhì)清潔能源基地和清潔能源示范省建設(shè)。2018 年12 月，山東省提出，打造“中國氫谷”，推動氫能源產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，并要求省屬企業(yè)先行先試，提前布局新能源領(lǐng)域，加強氫能源方面的研究、開發(fā)與利用［3］。

1.2 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和方向

圖1 氫能產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

氫能作為一種綠色、高效的新能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，但作為一個新興產(chǎn)業(yè)，氫能大規(guī)模市場化應(yīng)用還需要一定的培育周期。券商機構(gòu)研究表明，未來3-5 年是我國氫能產(chǎn)業(yè)的導(dǎo)入期，5-10 年后開始進入成長期。對此，國家也先后出臺了一些產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策。中長期看，我國《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016 ～2030 年)》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012 ～2020 年)》《中國制造2025》等國家頂層戰(zhàn)略規(guī)劃，均明確了氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地位，紛紛將發(fā)展氫能和氫燃料電池技術(shù)列為重點任務(wù)，將氫燃料電池汽車列為重點支持領(lǐng)域。短期看，2019 年2 月13 日，國家財政部、科技部、工信部和國家發(fā)改委等4 部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》，其中規(guī)定：“除燃料電池汽車外，各類車型2019-2020 年中央及地方補貼標(biāo)準(zhǔn)和上限，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上退坡20%。”這意味著，在我國新能源汽車開始補貼退坡的背景下，以氫能為主的燃料電池依然能夠享受更優(yōu)厚的財政補貼政策［4］。

2 云南培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的意義

當(dāng)前，云南全省正圍繞打造世界一流“綠色能源牌”，做大做強做優(yōu)能源支柱產(chǎn)業(yè)。其主要思路是，充分發(fā)揮云南綠色水電資源優(yōu)勢，不斷通過延展云南綠色能源的產(chǎn)業(yè)鏈，促進全省邁向價值鏈中高端。氫能本身就是綠色能源，云南具備培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的條件和基礎(chǔ)。充分發(fā)揮云南綠色水電資源優(yōu)勢，發(fā)展水電氫能一體化，并通過氫能燃料電池與新能源汽車產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，對我省綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

2.1 云南培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟價值

在制氫環(huán)節(jié)，利用云南汛期棄水電量來制氫，不僅能有效解決我省“棄水”“棄電”問題，還能通過氫能豐富我省綠色能源類型，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。如果將云南去年的棄水電量（290 億kW·h）全部用于電解水制氫，即便以70kWh/kg 的最高能耗水平計算，也可制備4.14 億kg 氫氣。同時，枯水期可通過天然氣制氫工藝作為補充，最大限度將緬甸來氣留存省內(nèi)使用，加快“氣化云南”戰(zhàn)略落地，進一步提升天然氣占省內(nèi)一次能源消費的比重，優(yōu)化我省能源結(jié)構(gòu)，有效支撐世界一流“綠色能源牌”。

在下游應(yīng)用環(huán)節(jié)，我省正加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而氫燃料電池汽車是目前最受國家政策支持的新能源汽車種類，有望成為我省新能源汽車產(chǎn)業(yè)彎道超車的重要路徑。如果將4.14 億kg 氫氣全部用于發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，按照約60 元/kg 的加氫價格計算，將產(chǎn)生經(jīng)濟效益約250 億元。此外，氫能具有儲能性質(zhì)，下游應(yīng)用場景較多，經(jīng)濟價值挖掘潛力巨大。

2.2 云南培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的社會效益

我省大型水電集中分布于金沙江、瀾滄江干流地區(qū)，中小水電分散分布于各州（市）貧困地區(qū)、偏遠(yuǎn)山區(qū)。上述大部分地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展落后、產(chǎn)業(yè)層次不高，是我省脫貧攻堅的重要戰(zhàn)場。充分發(fā)揮這些地方綠色水電資源優(yōu)勢，加快水電氫能一體化發(fā)展，將有利于當(dāng)?shù)貙①Y源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢，促進當(dāng)?shù)貙嶓w產(chǎn)業(yè)發(fā)展、保障當(dāng)?shù)刎敹悂碓?，扎扎實實助力?dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)扶貧和脫貧攻堅。

此外，同等條件下采用氫燃料電池車替代傳統(tǒng)燃油車，可降低82%的碳排放量；采用氫燃料電池車替代純電動車，可降低79%的碳排放量。以云南為例，采用氫燃料電池車部分替換現(xiàn)有傳統(tǒng)燃油車方案，在替換比例為30%時，云南省每年可減少碳排放量0.24 億t（相當(dāng)于減少了300 萬kW 火電一年的碳排放量）。同時，大力發(fā)展HCNG（混氫天然氣），有助于進一步優(yōu)化我省用能結(jié)構(gòu)，提高天然氣占一次能源消費比重。這將切實服務(wù)于國家污染防治攻堅戰(zhàn)和藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，促進最美云南建設(shè)，具有良好的環(huán)保效益。

3 關(guān)于云南培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的對策建議

3.1 將氫能作為云南打造“綠色能源牌”的主抓產(chǎn)業(yè)

基于氫能產(chǎn)業(yè)與我省世界一流“綠色能源牌”戰(zhàn)略高度協(xié)同，建議將氫能作為云南打造“綠色能源牌”的主抓產(chǎn)業(yè)之一。參照水電鋁材、水電硅材一體化發(fā)展的思路，給予氫能產(chǎn)業(yè)強有力政策保障。

3.2 支持省屬企業(yè)先行先試，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

應(yīng)充分發(fā)揮省屬能源龍頭企業(yè)主力軍作用和產(chǎn)業(yè)培育功能，鼓勵相關(guān)企業(yè)先行先試，從上游制氫，中游儲運（加氫站）、下游氫燃料電池研發(fā)生產(chǎn)等方面主導(dǎo)我省氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，掌握核心競爭力。同時，還應(yīng)以加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展為契機，引進具有技術(shù)優(yōu)勢和綜合競爭力的先進氫燃料汽車整車制造商、零配件制造商，著重發(fā)展氫燃料電池企業(yè)及配套產(chǎn)業(yè)，爭取實現(xiàn)新能源汽車工業(yè)乃至汽車工業(yè)跨越發(fā)展。與此同時，我省應(yīng)在昆明、大理、麗江、西雙版納等全域旅游基礎(chǔ)較好的州、市試點開通氫能源公交線路，盡快實現(xiàn)氫能源從制備到下游應(yīng)用的良好示范，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒經(jīng)驗。

3.3 補充發(fā)展天然氣制氫產(chǎn)業(yè)和HCNG產(chǎn)業(yè)

應(yīng)提前謀劃，充分發(fā)揮中緬天然氣管道作為我國重要能源通道的優(yōu)勢，最大限度留存緬甸來氣為云南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展所用，補充發(fā)展天然氣制氫產(chǎn)業(yè)，以保障枯期制氫用能。此外，應(yīng)統(tǒng)一布局省內(nèi)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快省內(nèi)支線管網(wǎng)建設(shè)，盡快形成省內(nèi)天然氣管網(wǎng)“一張網(wǎng)”，夯實能源保障網(wǎng)基礎(chǔ)，加快發(fā)展HCNG（混氫天然氣）產(chǎn)業(yè)，促進省內(nèi)天然氣大規(guī)模應(yīng)用，優(yōu)化我省能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。

3.4 加大氫燃料電池等核心技術(shù)創(chuàng)新支持力度

面對云南科技創(chuàng)新實力較弱的困難，我省應(yīng)加大對氫燃料電池等核心技術(shù)的創(chuàng)新支持力度。建議深化與省內(nèi)外先進企業(yè)、知名高校、科研院所、咨詢機構(gòu)的合作。通過內(nèi)培外引，加大氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)、核心技術(shù)的科研力度，盡快在高效制氫、安全儲運、氫燃料電池汽車生產(chǎn)應(yīng)用等領(lǐng)域提升自主創(chuàng)新能力，搶占行業(yè)制高點。同時，相關(guān)部門在專項研發(fā)經(jīng)費投入、產(chǎn)業(yè)基金設(shè)立等方面給予支持。針對氫能科研任務(wù)重、周期長的困難，還應(yīng)深化科技體制改革，為科技人才創(chuàng)造更寬松、更市場化的科技創(chuàng)新環(huán)境，進一步激發(fā)廣大科技人才干事創(chuàng)業(yè)的積極性和主動性［5］。