(问题)全球能源结构加速调整、我国“双碳”目标持续推进的背景下,如何让波动更大的可再生能源以更高比例接入电力系统,并深入延伸至工业、交通等难以直接电气化的领域,已成为能源转型的关键课题。不同于上一轮“以油为主、以油品为载体”的能源革命,新一轮变革正加速走向“以可再生能源为主体、以电与氢为核心载体”。其中,氢能,特别是利用可再生能源电力制取的绿氢,被视为连接电力系统与终端用能的重要桥梁,也被认为是未来产业的重要方向之一。 (原因)将氢能纳入未来产业,首先在于其在零碳转型中的作用更突出。氢既可作为二次能源输出电、热(冷),也可作为化工、冶金等行业的重要原料,具备跨行业、跨场景的耦合能力。其次,绿氢的减排属性更清晰。与化石能源制氢相比,绿氢以绿电电解水制取,可在生产环节实现接近零排放,有助于从源头降低氢能全链条的碳足迹。再次,绿氢具备支撑大规模、长周期储能的潜力。随着风电、光伏装机快速增长,其波动性与季节性对系统调节能力提出更高要求。相较电化学储能在长时储能上的成本约束,将富余电力转化为氢并在需要时再转化为电或热,被认为是提升可再生能源消纳、增强能源安全韧性的可选路径之一。同时,绿氢产业链较长、覆盖面广,涉及发电、电解装备、储运材料、加注基础设施以及燃料电池与终端应用等环节,具备较强的产业带动和就业吸纳能力,也契合未来产业“战略性、引领性、前瞻性”的特征。 (影响)从应用侧看,氢能正由示范走向多场景拓展,主要集中在三类方向:一是“氢储能”,通过电解水装置将可再生电力转化为氢储存,再借助燃料电池等装置发电,为城市与园区提供绿色电力与综合能源服务;二是“氢原料”,在化工领域用于合成氨、合成甲醇等,在冶金领域有望替代部分化石还原剂,推动高排放行业深度脱碳;三是“氢动力”,以氢燃料电池为代表的动力路线已由道路交通拓展至工程机械、轨道交通、小型船舶、无人机等场景,氢内燃机等技术路径也在持续推进。产业基础上,经过多年投入,我国燃料电池关键部件、动力系统集成、整车应用与基础设施等领域已形成一定积累,并带动上游电解水制氢装备发展,为绿氢规模化提供制造与工程化能力支撑。 (对策)面向从“能用”迈向“用得起、用得好”的阶段,业内普遍认为需在政策、技术与市场三上协同发力:一是完善投入增长与风险分担机制,围绕关键装备、核心材料与示范应用形成稳定预期,引导社会资本进入,并通过场景牵引与示范带动降低初期系统性不确定性;二是加快电解水制氢技术迭代与产业化应用,推动碱性电解、质子交换膜电解、固体氧化物电解等多路线并行优化,提升效率、可靠性与寿命,降低度氢成本;三是补齐储运与基础设施短板,推动制、储、运、加、用一体化布局,因地制宜建设可再生能源基地与氢能应用集群,降低跨区域运输与安全管理成本;四是以标准体系与全生命周期碳核算为抓手,明确“绿氢”属性边界与认证规则,推动形成可交易、可追溯、可对接国际规则的市场机制,提升产业国际竞争力。 (前景)总体来看,随着新型电力系统加快建设、可再生能源占比持续提升,绿氢更可能在“电力难以直接覆盖的场景”率先放量,并逐步与电能形成互补:在能源端承担跨季节调节与多能互联的“缓冲器”,在工业端成为深度减排的“替代选项”,在交通端为中重载、长续航等需求提供“补充方案”。随着绿电成本下降、电解装备国产化与规模效应释放,以及应用端商业模式逐步成熟,绿氢有望从示范工程走向更大范围的产业化落地,成为未来产业布局中的重要增长点之一。
在能源革命的进程中,绿氢不仅是一种技术路径,也意味着能源体系运行方式的变化。当清洁电力与绿色氢能形成互补的新型能源体系,“发展与减排并行”的可持续目标将更可实现。从实验室走向产业化的绿色变革,正在为中国能源转型写下新的注脚。