任澤平：中國新能源十大新趨勢

　　意見領袖丨任澤平團隊

　　導讀：

　　氫能是21世紀最大的清潔能源，需求巨大、空間巨大，是實現“雙碳”戰略的重要方式，是全新的獨立能源體系。未來“電+氫”，構成新型能源系統，將帶來一場全新的能源革命。

　　氫能是新兆級賽道，應用範圍巨大、需求潛力巨大。直接應用：氫化工、氫冶金、氫建築、氫交通。間接應用：氫燃料電池發電、氫能轉電能，可適用於所有用電場所，替代化石能源。

　　大力發展氫能，短期有助於擴大內需、拉動投資，長期有助於培育新經濟、新技術、新產業，打造中國經濟新增長引擎。

　　當下不投氫能，就像5年前不投鋰電。儲能、氫能、智能駕駛是新兆級賽道。

　　回到現實，新能源是資源錯配、消費錯配的。供給在西部，需求大多在中東部。風光資源的空間分布不均勻，光資源“西豐東貧”，陸風資源也大量集中在三北地區。

　　用氫能解決新能源的供需錯配，迫在眉睫。適度超前進行氫能相關的新型基礎設施建設意義重大，兩大抓手：

　　1、大規模投資製綠氫+儲運綠氫。降低用氫的成本，提升經濟性。

　　製綠氫：把大量三北地區的綠電用於製備綠氫，解決新能源棄風棄光。

　　儲運綠氫：鋪設氣氫管道、發展液氫，把三北的綠氫運到東南沿海使用。實現長周期、大規模、遠距離用氫。其中，管道輸氫極大降低用氫成本，液氫可以保障未來的氫能國際貿易。

　　2、建設加氫站，加大氫能應用場景推廣。

　　更多的加氫站才能保障氫燃料電池車的用氫需求，加氫站是產業的突破口，助推行業加速滲透。加氫站網絡：布局合理、適度超前、供需匹配、安全有序。

　　類比當年，提前進行大規模的充電樁建設，對發展中國的新能源車產業意義巨大。2023年初中國新能源汽車保有量超1300萬輛、充電樁超520萬台。車樁比2.5：1，遠高於同期歐美。

　　2023年，氫燃料車保有量突破萬輛，氫能的產業生態逐步形成，產業政策支持成為重中之重：1）打破基礎設施不足的瓶頸，投資製綠氫、建輸氫管道、液氫站、加氫站，推動氫基建。2）補貼燃料電池，帶動終端氫消費、加速綠氫替代。3）支持氫車上路，與燃油車、鋰電池汽車同路權。4）打開大家對氫能的認知，將氫從危化品轉變為大能源管理。

　　正文

　　一、氫能是新型的能源體系，場景眾多、空間巨大

　　人類能源載體從煤炭、石油、天然氣過渡到氫，遵循從高碳、低碳到零碳能源發展的規律。氫燃料電池反應產物僅是水，氫是最清潔能源。發展氫能是全球第三次能源革命的重點。

　　未來氫能需求巨大，爆發式增長，應用場景眾多：

　　1、直接應用：氫化工、氫冶金、氫建築、氫交通。包括氫汽車、氫軌道交通、船舶等，可降低長距離交通對石油能源依賴。

　　2、間接應用：氫燃料電池發電、氫能轉電能，可適用於所有用電場所，替代化石能源。通過氫儲能，可以分布式和集中式發電，為家庭住宅、商業建築等供暖供電。

　　氫能未來最大增量還是在於對傳統能源的替代。

　　我國氫氣消費逐年攀升，從2017年不足2000萬噸增長至2020年的3342萬噸，年複合增速超過19%。根據中國氫能聯盟的預測，2030、2060年我國氫氣年需求量將達到3700萬噸和13030萬噸以上，在終端能源中的消費佔比分別達到5%和20%以上。

　　全球氫氣年消費9400萬噸，逐步增長。2020和2021年兩年均增幅超過1.6%，在全球終端能源消費總量中佔比達到約2.5%。國際能源機構普遍認為2050年氫能在全球能源終端總需求中的佔比將達到12%以上。

　　氫能之所以可以稱為能源，是因為它能夠轉化為其他各種形式的能。風光資源無限，用綠電製備的氫理論上也是無限的。用綠電製氫，氫能可以再次發電，廣泛應用。綠電轉綠氫，綠氫轉綠電，電+氫，構建未來新型能源體系。

　　二、氫的供給和消費錯配，氫基建需提前

　　中國的新能源，存在著供給和消費的區域錯配。

　　光伏、風力資源的空間分布不均勻。大型風光基地主要集中在三北，比如內蒙古、甘肅、青海、新疆、陝西等省份。其中，光伏資源分布“高原大於平原、西部大於東部”，“西豐東貧”。其中，青藏高原最為豐富，年總異塵餘生量超過1800kWh/m2，部分地區甚至超過2000kWh/m2。三北地區是陸風裝機的重點區域。內蒙古、河北、新疆裝機居前列，吉林、甘肅、內蒙古新增並網裝機位列前三。

　　能源需求，以“胡煥庸線”為分界，我國中東部能源消費佔全國70%。2022年全社會用電量前5大省均位於東部沿海。大規模的氫能需求集中在東部，交通領域氫能應用布局以北京、上海、廣東、河南、河北五大燃料電池汽車示範應用城市群為主。

　　新能源發電日益重要，可再生能源裝機12億千瓦，超過全國煤電裝機。解決新能源的區域錯配問題，迫在眉睫。如何解決？用西部、三北的新能源綠電製氫、再用成熟的氫運輸設施運到中東部，通過加氫站供給使用。

　　解決新能源的供需錯配，需要突破短板：綠電製氫設備不足、對風光伏資源利用不充分、輸運氫的基礎設施不足、加氫基礎設施不足。

　　1、突破上遊製氫短板。主要是製綠氫設備的裝機容量不足。還需要大幅投資製氫設備，用綠電製備綠氫，把無法並網、棄風棄光棄電都利用起來。提升綠氫設備的裝機量，實現大規模綠電製氫。2020年以來中國電解槽裝備企業數量從約10家上升到超百家。2022年電解水製氫設備出貨量達到722MW，同比增長106%。

　　2、突破氫能儲運的運力短板，超前的進行氫能儲運基礎設施建設，把綠電製備的綠氫從三北地區調用到東部地區使用。

　　氫儲能有獨特優勢：大規模、長周期、長距離。主要是氫氣化學性質穩定，基本沒有剛性的儲存容量限制。方便跨區域流動，氫氣的運輸也突破了配電網絡的限制，幫助綠電跨區域、長距離、不定向地轉移。

　　全球對比看，國內氫能運輸的基礎設施的建設有待加強。目前全球氫氣輸送管道總裡程已超過5000公里，美國輸氫管道總裡程已超過2700公里排名第一，歐洲氫氣輸送管道長度也達到1770公里以上。然而，我國管道運輸研究起步相對較晚，輸氫管道規模較小，總裡程僅400多公里，在用管道僅百公里左右，且在化工園區內應用為主。比如中國石化建有的金陵—揚子氫氣管道、巴陵—長嶺氫氣輸送管線以及濟源—洛陽氫氣管道等。

　　目前氫能產業鏈還處於爆發早期，如果沒有氫能供應體系，氫能產業就像電動車沒有充電樁一樣無法壯大。提前布局氫能產業鏈基礎設施建設，可以改善氫能儲運難、成本高的問題，氫能供給的經濟性得到保障。

　　3、多建設加氫站，突破加氫、用氫的技術短板。突破氣氫加氫短板：歐、美、日等加氫站多採用70MPa壓力，但我們示範性加氫站、車載供氫系統多是35MPa。突破液氫短板：2022年美國三分之一的加氫站為液氫，液氫也主要是民用：33%用於化工，37%用於電子、冶金，10%用於燃料電池汽車加氫，僅有18%的液氫用於航空航天和科研試驗。注重液氫國際貿易發展，2021年日本首次將液氫作為能源進口，通過貨船進口液氫。

　　實際上，氫能的基礎設施建設可以適度超前。例如，2008年中國四兆投資計劃儘管爭議很大，但現在來看意義重大：鐵路、公交等超前基礎設施建設完善了我國現代物流體系，大幅降低運輸成本，提升了中國製造的全球實力。電力和信息技術的基礎建設引領中國進入互聯網時代，釋放了中國經濟增長的巨大潛力。4G-5G時代的基礎設施網絡建成後，在其基礎上產生許多商業應用的創新，對人工智能、物聯網等各大產業協同。

　　三、氫能基建方向一：氫能運輸管網

　　目前主流的長管拖車、液化氫儲運成本高、運輸半徑窄（300公里）、運輸量低。未來要把三北的綠氫運輸到東部，遠距離+低成本，一定是管道輸氫有強大的規模優勢。

　　加強氣氫管道的基礎設施建設，是在製氫工廠與氫氣站、用氫部門等之間建設管道，以氣態運氫。管道運氫優勢多：運輸體量大、距離遠、能耗損失低、經濟高效。管道輸氫也有長、短距離之分。長距離氫管道：主要用於製氫工廠與氫氣站之間的長距離運輸，輸氫壓力較高、管道直徑較大。短距離氫管道：主要用於氫氣站與各個用戶之間的氫氣配送，輸氫壓力較低，管道直徑較小。

　　我國純氫管道建設主要以短距離的摻氫管道項目建設為主，處於起步階段。未來，長距離的輸氫管道、純氫管道建設也是重點，規模效應明顯：當運距從50公里提升至500公里時，長管拖車的人工費用和油費將急速提升，成本將會從4.3元/kg提升至17.9元/kg，經濟性將變得相當低。相比之下，輸送距離為100km時，管道輸送運氫成本就降至1.43元/kg，遠低於高壓長管拖車及低溫液態輸氫。

　　近期，我國首個純氫長輸管道項目啟動，“西氫東送”，標誌著我國長距離輸送氫能進入新發展階段。2023年4月10日，中國石化宣布“西氫東送”輸氫管道示範工程已被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》。該建設項目起於內蒙古自治區烏蘭察布市，終於北京市的燕山石化，全長400多公里，成為我國首條跨省區、大規模、長距離的純氫輸送管道。該管道一期運力10萬噸/年，每天可運送約274噸氫氣，使用氫燃料電池發出電量為36.99萬kwh，按照電費0.3元/kwh，相當於110萬元人民幣。管道將在沿線多地預留端口，便於接入潛在氫源。該管道對氫氣進行輸運的經濟性大大強於鋰電池儲能：假設儲能鋰電池系統成本為0.1萬元/kwh，存儲36.99萬kwh的電約需37億元人民幣。而氫氣管道按照每公里63萬美元來計算，投入約為18億元人民幣，是鋰電池儲能投入成本的一半。同時，管道還將預留50萬噸/年的遠期提升潛力，可為150萬輛氫燃料電池車輛供應氫氣。該管道對我國未來跨區域的氫氣輸送管網的建設具有示範作用。

　　四、氫能基建方向二：加氫站、液氫基礎設施

　　加氫站建設與氫能產業的發展進程息息相關。適度超前的加氫站建設，將加速燃料電池產業由導入期進入到成長期。類比當年，提前進行大規模的充電樁建設，對發展中國的新能源車產業意義巨大。2023年初中國新能源汽車保有量超1300萬輛、充電樁超520萬台，車樁比2.5：1，遠高於同期歐美。建設布局合理、適度超前、供需匹配、安全有序的加氫站供給網絡。

　　我國加氫站建設在全球範圍內走在前列，佔比逐年提升。2022年，全球主要國家在營加氫站數量達到727座，同比增長22%。其中我國累計建成加氫站358座，同比增長40%。在營245座，位居世界第一。

　　目前對於燃料電池車主來說，仍存在著跨省加氫困難，空駛距離大，加氫排隊時間長等問題，導致運營成本上升。需要繼續建更多加氫站。

　　我國加氫站加注壓力以35MPa為主、70MPa為輔，35MPa佔比90%左右。國際主流以70MPa高壓氣態、液氫加氫為主。因此我國在加氫站加注壓力、能力上還有較大發展空間。需注重加氫站加注壓力提升、液態加氫站基礎設施的建設。

　　在液氫輸運上，需要加強液氫國際貿易的接收站建設。

　　目前，全球已經有數十座液氫工廠，歐美等地區液氫應用於民用領域的技術已經相對成熟，美國壟斷了全球85%左右的液氫生產和應用。對於長距離的海上運輸，氫氣需要轉換成能量密度更大的液態儲運才能具備更強的經濟性。為保障我國在液氫儲運領域彎道超車，需提前布局液氫基礎設施的建設。

　　2021年日本首次實現將液氫作為能源進口的形式，通過液氫貨船進行液氫運輸。這標誌著未來有望形成全球氫能供應鏈，氫能大時代，氫氣的國際貿易將成為大勢所趨。我國沿海地區具有建設LNG接收站條件的地區可以考慮建設液氫港口，或將液氫港口和LNG接收站聯合建設，充分利用LNG氣化過程中產生的大量冷量，可在解決LNG冷能利用問題的同時，有效降低氫液化的能源需求和資本成本。與LNG接收站的單一接收功能不同，液氫港口可同時具備液氫進口或出口的功能。在缺氫時，可進口國際上較為廉價的液氫作為補充備用；在大規模的製氫設備鋪開後且氫氣產能充足階段，則可向周邊氫資源緊缺的國家出口液氫以獲取利潤。退可攻，進可守，液氫基礎設施保障我國氫能產業的國際競爭優勢。

　　管道、液氫港口的建設門檻較高、不確定因素多，公共部門、國央企多參與投資建設，符合產業發展邏輯。1、氫管道設施具有公共物品屬性，公共部門主導建設氫能基礎設施，以管理高速公路的模式來管理氫氣管道，提升利用率、投資回報率。2、便於統一管理，保障氫氣運輸過程中的穩定性與安全性。儲氫、運氫、管道標準需要綜合評定，保障安全性，降低故障率，減少維護成本。

　　五、推動氫能發展：政策和標準是關鍵，打開大家的認知，氫能是新型能源體系

　　氫能是國家構建新型能源體系需要重點發展的產業，2022年3月，國家發改委和能源局發布《氫能產業發展中長期規劃》，提出了氫能產業發展各階段目標：到2025年，基本掌握氫能源產業鏈相關的核心技術和製造工藝，可再生能源製氫量達到10-20萬噸/年。部署建設一批加氫站，燃料電池車保有量達5萬輛，二氧化碳減排100-200萬噸/年。到2030年，形成較為完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源製氫及供應體系，有力支撐碳達峰。到2035年，形成氫能多元應用生態，可再生能源製氫在終端能源消費中的比例明顯提升。

　　實際產業發展情況看，2023年，我國氫能產業鏈各環節都取得了激動人心的進展，商業化步伐加快。根據調研情況，我國氫能產業發展已從實驗室走向產業化，產業生態正在形成，在大爆發前夜。產業政策支持至關重要：1、行業政策應該更支持。比如車輛同權，把氫燃料電池汽車與燃油車、鋰電池汽車同路權管理。2、補貼氫能儲運、燃料電池車等終端應用場景，帶動終端氫氣消費、加速綠氫替代。3、優化氫氣的管理政策，從危化品管理轉變為大能源，打開大家對氫能的認知。

　　基於其無色無味、易燃易爆特性，氫氣往往容易蒙上“不白之冤”。氫氣列入《危險化學品名錄》，嚴格按照《危險化學品安全管理條例》管控使得人們往往會“談氫色變”，存在認識誤區，例如人們習慣將氫氣與氫彈聯繫在一起，實際上這是兩個完全不同的概念。

　　其實氫氣相較同樣作為能源載體的天然氣和石油，其安全性要更高。氫氣密度極輕，是空氣的十四分之一，因此當氫氣泄漏時，其在開放空間中的擴散速度非常快，極難形成氣雲，從而也很難產生爆炸。只有在短時間內發生大量的氫氣溢散，同時存在點火源的情況下才會由於氫氣濃度高而引起爆炸。根據MSDS和美國化學工業學會DIPPR綜合風險評估，氫能的危險性排在汽油、丙烷、甲烷（天然氣）之後。

　　氫氣在上世紀70年代被納入危化品管理。1987年，中國發布了《危險化學品清單》，該清單是中國對危險化學品進行分類、認定和管理的基礎，其中包括了氫氣。此後，中國陸續頒布了一系列法規和標準，對氫氣的生產、運輸、儲存和使用等方面進行了規範和管理，氫氣被納入危化品管理已有較長時間。

　　隨著氫能產業的發展，燃料電池、氫能源汽車等應用場景出現，氫氣的應用早已不局限於化工行業，“氫能”概念逐漸出圈。將氫氣作為危化品進行管理，會讓氫在製備、儲運、使用多個環節受到不同程度的限制，製約氫能產業規範有序發展。例如，現實中業務部門習慣於將氫氣的合法生產局限於危化園區從而限制氫氣的大規模生產。另外，按照危化品管理的相關規定，加氫站的建設困難重重。將氫作為危化品管理，建站需付出的投資成本、土地成本、時間成本更高。如果屬於危化品，國內加氫站只能建在危化品工業園區，往往距離居民區非常遙遠，通常位於城市偏遠地區，使得加氫的便利性大打折扣，已間接影響了氫能燃料電池和汽車的應用推廣。

　　目前我國對氫能管理的政策也在不斷更新完善，逐步將其納入能源管理範疇，迭代人們對氫氣認知。例如，中國正在積極推廣氫燃料電池汽車、氫能供應站建設等，以促進氫能的發展和應用。同時，也在加強氫能的安全管理、技術創新和標準制定等方面的工作，以確保氫能的安全和可持續發展。2019年兩會期間，“推動加氫等設施建設”被首次寫入政府工作報告。

　　氫能未來是國家新能源體系的重要支撐。氫氣與天然氣類似，都具有危化品和能源的雙面性，在其安全管理上應當可參照天然氣的模式，只要相關安全標準齊備，管控方法和流程得當，氫氣的安全性就可以得到足夠的保障。可以預見，未來，電+氫體系，將優化能源安全保障、提高能源利用效率，未來氫從危化品管理轉變為大能源管理。

　　(本文作者介紹：經濟學家)