一、氢能源技术

氢是一种多功能的能源载体，可以帮助解决各种关键的能源挑战。几乎所有的能源资源都可以生产氢气，当前炼油和化学生产中使用的氢气主要是来自化石燃料。使用CCUS技术由可再生能源、核燃料或化石燃料生产的清洁氢可以帮助一系列行业脱碳，包括长途运输、化学品制造、钢铁等行业。净零排放情景中，2030年后所有部门都将迅速扩大低碳氢的使用。在电力部门，氢和氢基燃料为电力系统的灵活性提供了重要的低碳能源，实现的方式主要是对现有的燃气发电能力进行氢共燃改造，也包括对燃煤电厂进行氨共燃改造。在交通运输方面，净零排放情景中2050年氢能将满足车辆燃料用量的约1/3，不过其先决条件是政策决策者决定在2030 年前发展必要的基础设施。到2050年，氢基燃料还将满足航运燃料消费总量的60%以上。^[5]

到2021年底，全球30多个国家的政府发布了国家氢气战略或官方路线图，包括日本、韩国、澳大利亚、加拿大、智利、捷克共和国、法国、德国、匈牙利、荷兰、挪威、葡萄牙、俄罗斯、西班牙、波兰、英国、哥伦比亚、芬兰和比利时等。在氢战略中，强调了氢在工业应用和运输中的重要作用。虽然这些战略并不等同于法律制定的具有约束力的政策机制，但它们确实代表了这些行业长期愿景的重要里程碑。随着低成本可再生能源和电气化基础设施的加速，政策支持和经济成本的下降，为清洁氢经济创造了前所未有的发展势头。

从目前全球主要经济体对氢能的投资及战略规划方向来看，各国大致的氢战略路径有三类：欧盟路线，日、美、韩路线，俄罗斯、澳大利亚路线。欧盟路线，即将氢能作为主要的应用能源以替代化石能源。2020年欧盟委员会发布了《欧盟能源系统整合策略》和《欧盟氢能战略》，意在为欧盟设置新的清洁能源投资议程，以达成在2050年实现碳中和的目标。《欧洲氢能战略》将绿氢作为未来展重点对象（主要依靠风能、太阳能生产氢），制定了三阶段发展目标：前两个阶段重点扩充电解槽容量，到2030年时将可再生氢能源年产量提升至1 000万吨，第三阶段2030—2050年，重点是氢能在能源密集产业（钢铁、物流等行业）的大规模应用。日、美、韩路线，将氢能作为新兴产业制高点，大力发展氢能技术，侧重于在国内终端市场更广泛地采用氢气。日本早在20世纪70年代就开始了氢燃料电池技术的研发，2014年将氢能与电力和热能并列为国家核心二次能源。先后发布《日本再复兴计划》《能源基本计划》《氢能基本战略》等发展战略规划，日本凭借先发优势在氢能源领域拥有大量的技术储备，在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球的50%以上，并在多个关键技术方面处于绝对领先地位，建立了全球领先的产业技术和能力储备。美国也早在20世纪70年代将氢能视为实现能源独立的重要技术路线，2002年美国能源部（DOE）发布了《国家氢能路线图》，构建了氢能中长期愿景，并启动了一批大型科研和示范项目。2020年11月美国能源部发布的《氢能项目计划2020》致力于氢能全产业链的技术研发，并刺激对清洁氢的商业需求。澳大利亚、俄罗斯路线，即把氢能作为资源出口创汇新增长点。澳大利亚的氢气战略主要关注该国成为主要氢气出口中心的前景和雄心，利用其巨大的天然气和低成本可再生能源分别生产蓝色和绿色氢气。^[6]俄罗斯公布的氢能源战略构想重点在于延续此前路线将氢能作为出口商品。计划至少建成三个生产集群，西北部集群将致力于向欧洲国家出口，以及降低出口导向型生产企业的碳使用量。东部集群面向亚洲。北极集群旨在为俄北极地区打造低碳能源供应系统和以此为基础的氢气和混合能源出口系统。俄罗斯在生产和出口氢气方面具有显著竞争优势，具备相应的技术储备，其早在1988年就已经成功造出了世界第一架搭载氢能源发动机的飞机。事实上，不论是哪种路线，在碳中和的压力下，各大经济体都已经开始努力实现氢能源的大规模落地应用，因此各路线之间已经逐渐融合。