加快推進(jìn)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展探索內(nèi)蒙古現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)的多元化路徑

趙云平 司詠梅

摘? 要：氫能被譽(yù)為21世紀(jì)替代化石燃料、控制地球溫升、解決能源危機(jī)最理想的“終極能源”。隨著政策強(qiáng)力支持和相關(guān)技術(shù)突破，氫能源產(chǎn)業(yè)很可能在未來幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)暴發(fā)式增長。目前，無論是發(fā)達(dá)國家還是國內(nèi)各省區(qū)，都在爭相布局氫能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)。內(nèi)蒙古發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)既有良好的資源和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，又能夠與風(fēng)能、太陽能等新能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)展，而且具有良好的推廣應(yīng)用前景。建議內(nèi)蒙古加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)、制定扶持政策、引進(jìn)啟動(dòng)項(xiàng)目、完善配套條件，力爭在氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)張、布局選點(diǎn)的初創(chuàng)階段搶占先機(jī)，為發(fā)展現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)和建設(shè)世界級(jí)的多種能源綜合利用基地探索多元化路徑。

關(guān)鍵詞：氫能源? 新興產(chǎn)業(yè)? 現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)

習(xí)近平總書記指示內(nèi)蒙古要做好現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)這篇大文章，粟戰(zhàn)書委員長指示內(nèi)蒙古要建設(shè)世界級(jí)的多種能源綜合利用基地。為把總書記和委員長的指示精神落實(shí)、落地，內(nèi)蒙古必須緊跟能源革命和技術(shù)進(jìn)步趨勢，研究探索發(fā)展現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)的多元化路徑。近期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，氫能源產(chǎn)業(yè)正在成為當(dāng)今世界的藍(lán)海產(chǎn)業(yè)，呈現(xiàn)即將暴發(fā)態(tài)勢，且氫能產(chǎn)業(yè)與內(nèi)蒙古現(xiàn)有資源優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)存在許多契合點(diǎn)，內(nèi)蒙古應(yīng)把加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)作為現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)的重要突破口。

一、氫能源行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢

氫（H）元素廣泛存在于自然界中，氫氣作為燃料具有燃燒熱值高、能量密度大、可儲(chǔ)存、可再生、可電可燃、零污染、零排放等優(yōu)點(diǎn)，是替代化石燃料理想的清潔能源。從農(nóng)業(yè)社會(huì)使用秸稈柴草到工業(yè)社會(huì)使用煤炭、石油、天然氣等化石能源，人類燃料升級(jí)過程本質(zhì)上表現(xiàn)為一種減碳增氫過程。如煤炭和柴薪的碳?xì)浔葹?：1，石油碳?xì)浔葹?：2，天然氣碳?xì)浔葹?：4，碳?xì)浔仍絹碓礁?。從這一視角分析，作為碳?xì)浔日裏o窮大的氫能源有可能成為未來能源的主角，被譽(yù)為21世紀(jì)控制地球溫室效應(yīng)、解決能源危機(jī)的“終極能源”。鑒于此，氫能成為當(dāng)今世界能源科技戰(zhàn)略爭先搶占的制高點(diǎn)，各國都在努力發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)，期待在未來的爆發(fā)中占得先機(jī)。

（一）世界氫能源發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

雖然從目前技術(shù)水平看，氫氣作為燃料在制取、儲(chǔ)存等方面依然存在一定困難，距離大規(guī)模低成本應(yīng)用尚有一定距離，但由于巨大的成長前景，世界各發(fā)達(dá)國家都十分重視氫能源發(fā)展。一是各國紛紛出臺(tái)氫能源支持戰(zhàn)略。日本作為能源短缺國家，對(duì)氫能的推廣力度是世界最大的。如在2000年日本政府就通過NEDO項(xiàng)目開展燃料電池實(shí)用化研究，并對(duì)氫能源小型商業(yè)化系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)、加氫站建設(shè)和購買氫燃料電池的買家予以補(bǔ)貼，并在政府層面致立于相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)的建立。德國實(shí)施了國家氫和氫燃料電池技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃（NIP），政府出資并社會(huì)募集共14億歐元的專項(xiàng)資金用于氫能源項(xiàng)目開發(fā)。此外，美國、韓國等政府也都在氫能源開發(fā)利用方面出臺(tái)相應(yīng)的支持戰(zhàn)略。二是氫能源正在成為企業(yè)投資的藍(lán)海。目前，日本的東芝、松下，韓國的現(xiàn)代汽車等知名企業(yè)，美國的Air Products、Praxair等世界先進(jìn)的氣體公司，都在積極參與政府氫能源項(xiàng)目并布局氫能源產(chǎn)業(yè)。尤其是德國由6家龍頭企業(yè)結(jié)成了H2 Mobility企業(yè)聯(lián)盟，以社會(huì)資本身份支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三是氫能源產(chǎn)業(yè)及推廣應(yīng)用呈現(xiàn)快速增長勢頭。2017年全球燃料電池裝機(jī)量達(dá)到670MW，增長30%;燃料電池乘用車?yán)塾?jì)銷售6000輛，占全球燃料電池乘用車總銷量的九成以上;加氫站數(shù)量達(dá)到328座，主要分布在歐洲、亞洲和北美地區(qū)?？梢灶A(yù)期，未來5年內(nèi)氫能源產(chǎn)業(yè)必將迎來暴發(fā)式增長階段。

（二）我國氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

一直以來，中國政府也一直緊隨發(fā)達(dá)國家的腳步，對(duì)氫能源產(chǎn)業(yè)投入了大量支持。一是國家層面發(fā)展氫能源的戰(zhàn)略路徑逐步明晰。2016年國家氫能標(biāo)委會(huì)發(fā)布的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》首次提出我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖，預(yù)計(jì)2030年國內(nèi)將建成加氫站1000座，氫燃料電池車達(dá)到100萬輛?！吨袊圃?025》明確燃料電池汽車列入發(fā)展重點(diǎn)。2019年《政府工作報(bào)告》提出加快推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)，財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》，支持各地對(duì)充電、加氫基礎(chǔ)設(shè)施“補(bǔ)短板”。國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2018本）》也將加氫站列入鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)。二是許多企業(yè)氫能源投資熱度快速升溫。2018年國家能源集團(tuán)聯(lián)合旗下能源骨干企業(yè)、運(yùn)輸及相關(guān)制造企業(yè)、高校及科研院所，成立了國內(nèi)首個(gè)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。長城、吉利、宇通、上汽等重點(diǎn)汽車制造企業(yè)也在制定規(guī)劃和加大投入，推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。中石油、中石化等石油巨頭紛紛加大加氫站建設(shè)力度，氫燃料電池及零部件、制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站等氫能產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都在加速突破。僅2017年氫燃料電池項(xiàng)目投資規(guī)模就達(dá)1000多億元，氫能源產(chǎn)業(yè)已行至“風(fēng)口”。隨著氫能終端應(yīng)用帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體發(fā)展，預(yù)計(jì)未來5年我國氫能產(chǎn)業(yè)將成為超萬億規(guī)模的朝陽產(chǎn)業(yè)。三是各省區(qū)都對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出極高的熱情。全國已有十余個(gè)省市發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，如寧波市《關(guān)于加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》提出，2025年建成加氫站20座至25座，氫燃料電池汽車突破1500輛，成為具有全球影響力的氫能產(chǎn)業(yè)基地?！冻Ｊ焓袣淙剂想姵仄嚠a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，將氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)作為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、科技創(chuàng)新突破的重要抓手，建設(shè)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)園，2030年形成千億元級(jí)產(chǎn)業(yè)集群。此外，南京、成都、佛山、蘇州、武漢等城市均已正式發(fā)布?xì)淠茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，一些城市的氫燃料電池、加氫站等項(xiàng)目加快建設(shè)，各地區(qū)都期望在未來氫能源產(chǎn)業(yè)暴發(fā)的饕餮盛宴中搶得先機(jī)。

二、內(nèi)蒙古發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢條件

（一）內(nèi)蒙古能源化工產(chǎn)業(yè)是氫能源產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)

氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)及利用等環(huán)節(jié)，其中制氫是最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。目前，制取氫氣的技術(shù)路徑非常多，如煤氣化制氫、化工副產(chǎn)品制氫、電解水制氫及光解水制氫等，具體采用哪種方式主要取決于技術(shù)成熟度、成本經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性。相比較而言，煤炭、天然氣等化石燃料制氫目前技術(shù)成熟、成本最低，但由于制氫過程中二氧化碳排放過高，違背了氫能作為清潔能源的核心本質(zhì)。電解水制氫雖然整個(gè)過程不產(chǎn)生碳排放和其它污染物，但成本太高而經(jīng)濟(jì)性欠佳。光解水直接制氫雖然技術(shù)工藝簡單（太陽照在加了二氧化鈦的水里就可以產(chǎn)生氫氣），但現(xiàn)行只有6%的制氫效率因達(dá)不到10%的工業(yè)化要求而無法大規(guī)模應(yīng)用。因此，目前我國大規(guī)模工業(yè)化制取氫氣主要采用化工過程副產(chǎn)品制氫技術(shù)，如煤化工、電解鹽制堿、合成氨、石油煉化等過程均大量副產(chǎn)氫氣，技術(shù)成熟、成本低且環(huán)境友好，目前我國每年約生產(chǎn)2000多萬噸氫氣，其中96%來自化工副產(chǎn)品制氫。

內(nèi)蒙古是全國重要的能源和現(xiàn)代化工基地，具有發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè)良好的資源、能源和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。以蒙西“小三角”地區(qū)為例，烏海及周邊地區(qū)已建成煤焦化產(chǎn)能2900萬噸，每百萬噸焦化副產(chǎn)約4億立方米焦?fàn)t煤氣，成分中氫氣含量約占55%。按焦?fàn)t利用率70%計(jì)算，可年產(chǎn)焦?fàn)t煤氣81.2億立方米。即使一半企業(yè)自用，還剩余40.6億立方米焦?fàn)t煤氣，折算氫氣含量約為22.3億立方米。電石是生產(chǎn)PVC等氯堿化工過程中必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，烏海及周邊現(xiàn)有電石產(chǎn)能900萬噸，每1萬噸電石產(chǎn)能可產(chǎn)電石爐尾氣約400立方米，每年電石爐尾氣總量約為36萬立方米，按氫氣含量約5%測算，折算氫氣含量約為1.8萬立方米。目前當(dāng)?shù)亟範(fàn)t煤氣和電石爐尾氣大部分作為燃料直接燒掉，或少部分用于制天然氣、制甲醇等，尚沒有更經(jīng)濟(jì)的利用途徑。而利用焦?fàn)t煤氣和電石爐尾氣富含氫氣的特點(diǎn)發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè)，是推動(dòng)煤焦化工和氯堿化工產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要路徑。

（二）氫能產(chǎn)業(yè)可以與內(nèi)蒙古風(fēng)光新能源產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)發(fā)展

內(nèi)蒙古太陽能、風(fēng)能資源豐富，開發(fā)潛力巨大。2018年內(nèi)蒙古風(fēng)電裝機(jī)2868萬千瓦，發(fā)電量632億千瓦時(shí)，分別占全國的15.6%和17.3%;太陽能發(fā)電裝機(jī)945萬千瓦，發(fā)電量84.9億千瓦時(shí)，分別占全國的5.4%和4.8%。但是，由于外送通道不足和就地消納能力有限，市場約束造成嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，既制約著已建成項(xiàng)目的效益發(fā)揮，又制約著可再生能源產(chǎn)業(yè)的未來潛力。提高風(fēng)能、太陽能發(fā)電就地消納能力是內(nèi)蒙古建設(shè)綠色清潔能源基地必須突破的重大短板。

氫能產(chǎn)業(yè)與太陽能、風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)存在著天然互補(bǔ)性。首先，氫具有GW級(jí)的儲(chǔ)能容量和較長的放電時(shí)間，一直被視作太陽能、風(fēng)能等不穩(wěn)定可再生能源的橋梁。由于氫氣與電力之間可以相互轉(zhuǎn)化，太陽能、風(fēng)能等可再生能源可先轉(zhuǎn)化為電力再通過電解水來制氫，而產(chǎn)生的氫氣反過來也可以通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放化學(xué)能再來發(fā)電，在這一過程中氫氣成為一種儲(chǔ)能介質(zhì)和電一樣的能源載體。其次，風(fēng)能、太陽能的間歇性導(dǎo)致棄風(fēng)、棄光等現(xiàn)象，如果把棄掉的風(fēng)、光等可再生能源利用起來電解水制氫，不僅可解決棄電問題，還能反過來利用氫氣再發(fā)電增強(qiáng)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性和可靠性，而且整個(gè)過程清潔環(huán)保，幾乎不產(chǎn)生二氧化碳。可以說，只要制氫的能量來源是可再生能源，那么整個(gè)氫能的生產(chǎn)和應(yīng)用過程就都是清潔環(huán)保可持續(xù)的。因此，內(nèi)蒙古發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)，將成為能源化工產(chǎn)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)共生的結(jié)合點(diǎn)，既可以提升可再生能源就地消納水平，又可以整體上推動(dòng)內(nèi)蒙古高碳產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展。

（三）內(nèi)蒙古氫能源應(yīng)用具有巨大的市場潛力

交通領(lǐng)域目前是全球氫能技術(shù)應(yīng)用的“領(lǐng)頭羊”，因?yàn)闅淙剂想姵剀嚺c傳統(tǒng)汽車相比，具有無污染、無噪聲、無傳動(dòng)部件的優(yōu)勢。與電動(dòng)汽車相比，又具有續(xù)航里程長、充電時(shí)間短、起動(dòng)速度快的優(yōu)勢。目前我國氫燃料汽車主要分布在商用車和特種車輛領(lǐng)域，氫燃料電池乘用車還處于示范運(yùn)行階段，因而近期內(nèi)礦山運(yùn)輸車、公交車、環(huán)衛(wèi)車、綠化車、物流車、叉車等將成為氫能源推廣應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域。

內(nèi)蒙古作為礦產(chǎn)資源大區(qū)和采礦業(yè)集聚地區(qū)，礦產(chǎn)開發(fā)及運(yùn)輸將對(duì)氫燃料汽車形成巨大需求。據(jù)初步估算，僅烏海及周邊地區(qū)使用的大型重卡、礦車就超過5萬輛，加上公交、物流、環(huán)衛(wèi)等車輛，如果未來補(bǔ)貼政策到位且加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施配套，使用群體將會(huì)非常龐大，從而為氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的市場環(huán)境。此外，除了交通領(lǐng)域的應(yīng)用外，氫能源還可廣泛應(yīng)用于大中規(guī)模的儲(chǔ)能和發(fā)電行業(yè)，還可作為工業(yè)能源、化工原料等，對(duì)內(nèi)蒙古發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)和加氫類（如煤制油、焦油加氫）化工產(chǎn)業(yè)形成良好的共生互促機(jī)制，從而完善內(nèi)蒙古的資源型產(chǎn)業(yè)體系和鏈條。

三、內(nèi)蒙古發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)的建議

當(dāng)然，目前我國氫能開發(fā)、氫燃料電池和氫能源應(yīng)用等方面還存在著核心技術(shù)欠缺、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)滯后、配套設(shè)施不完善等問題，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于路徑探索、規(guī)模擴(kuò)張、市場培育、先期布點(diǎn)的初創(chuàng)期間，發(fā)展過程也難免會(huì)遇到各種困難。但換個(gè)角度看，這種不確定性較大的產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期也正是各地爭取先發(fā)優(yōu)勢的戰(zhàn)略機(jī)遇期，如果等到產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)成熟、路徑定型、布局定點(diǎn)再發(fā)展，機(jī)會(huì)也就稍縱即逝了。內(nèi)蒙古必須搶抓戰(zhàn)略機(jī)遇，對(duì)發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)提早謀劃、提早布局。為此建議：

（一）加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)，做好頂層設(shè)計(jì)

鑒于目前氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于初創(chuàng)階段和地區(qū)間、企業(yè)間競爭激烈的實(shí)際，內(nèi)蒙古發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)既需要遵循市場規(guī)律，更需要政府層面的頂層設(shè)計(jì)和政策引導(dǎo)。為此，建議結(jié)合自治區(qū)已經(jīng)啟動(dòng)的“十四五”規(guī)劃編制工作和正在研究編制的現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，編制氫能源產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃。工作重點(diǎn)：一是緊密跟蹤國內(nèi)外氫能源技術(shù)進(jìn)步趨勢和區(qū)域及市場競爭態(tài)勢，結(jié)合內(nèi)蒙古的優(yōu)勢條件，研究制定內(nèi)蒙古發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體路徑、體系目標(biāo)及重點(diǎn)領(lǐng)域，為政府推動(dòng)和企業(yè)投資提供方向引導(dǎo)。二是借鑒其它省區(qū)經(jīng)驗(yàn)，研究內(nèi)蒙古氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策，提升內(nèi)蒙古在全國氫能源產(chǎn)業(yè)分工中的核心競爭力。

（二）引進(jìn)氫能源項(xiàng)目，培育產(chǎn)業(yè)暴發(fā)點(diǎn)

在做好氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，內(nèi)蒙古氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要堅(jiān)持試點(diǎn)先行、串點(diǎn)成鏈、由鏈成體、逐次拓展的推進(jìn)策略，為此建議優(yōu)勢地區(qū)和成熟環(huán)節(jié)先行突破。一是地區(qū)試點(diǎn)方面可以考慮讓條件相對(duì)成熟、相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套較好的“小三角”地區(qū)先行布局。二是產(chǎn)業(yè)鏈選擇方面可以考慮率先在技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟的焦?fàn)t煤氣制氫及下游的氫燃料電池項(xiàng)目入手，為下一步產(chǎn)業(yè)鏈條延伸奠定基礎(chǔ)。

（三）強(qiáng)化配套設(shè)施，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)

為了提升內(nèi)蒙古對(duì)氫能源產(chǎn)業(yè)招商引資的吸引力和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根植力，必須以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)為目標(biāo)，強(qiáng)化配套軟環(huán)境和硬條件建設(shè)。一是鼓勵(lì)和扶持加氫站等配套設(shè)施建設(shè)，提高區(qū)域覆蓋度并盡快形成網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。二是加大氫能源汽車推廣力度，在大型礦山及城市環(huán)衛(wèi)、公交等領(lǐng)域加快推進(jìn)氫能源汽車應(yīng)用替代，力爭早日形成市場規(guī)模效應(yīng)。三是加大氫能公共創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，建議自治區(qū)相關(guān)部門設(shè)立氫能技術(shù)研發(fā)科技專項(xiàng)資金，強(qiáng)化與國內(nèi)外氫能研發(fā)機(jī)構(gòu)合作共建研發(fā)平臺(tái)，同時(shí)支持區(qū)內(nèi)如北奔重卡等龍頭企業(yè)提早布局氫能源汽車等研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，力爭在全國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建階段搶占先機(jī)。

（作者單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展研究中心）

責(zé)任編輯：康偉